關鍵詞：PE；管材；管道連接；熱熔操作技術

 

PE管道是以高密度或中密度的聚乙烯原料生產的管道輸配水系統，是城市供水管材的新產品，已成為管道領域“以塑代鋼”的首選管材，它克服了鍍鋅管、鑄鐵管易銹蝕、結垢、滋生細菌、壽命短的缺點。實踐證明以PE為原材料的管材，質量可靠、運行安全、維護方便、費用經濟、特別是PE給水管熱熔工藝更適合管道的直埋、暗埋，有效地解決了接頭滲漏的難題。亳州市建投投資有限公司從2006年已經開始使用室外埋地PE給水管，進行城區供水改造。近三年來，年安徽省亳州市城市供水改造工程完成投資8350萬元、總長度約520km（包括支管網），管徑從dn25、dn63、dn100、dn160、dn200、dn315dn400到dn500、dn630不等。現就PE給水管在施工應用方面的有關環節進行分析和探討。

 

一、PE給水管道的優越性

 

1、耐腐蝕、不結垢：PE給水管材是一種具有非極性結構的高分子材料，具有較好的耐化學性。對水中和土地中的所有離子和建筑物內的化學物質均不起化學作用，具有抗酸堿腐蝕能力、不生銹、不結垢、耐老化、不滋生微生物、不產生異味。絮凝物使水質變色，符合衛生規定，是飲用水輸送的理想管材。

 

2、質量輕：質量僅為鋼材的1/10，可大大減輕工人的施工強度，降低了機械的吊裝費用。縮短了工期，提高了功效。

 

3、管件連接牢固，由于聚乙烯具有良好的熱熔性，能保證接口材質結構與管體本身的同一性，實現了接頭與管材的一體化，熔接接頭泄露率比金屬管道顯著降低。

 

4、管內流體阻力小，管段內壁平滑，沿程摩阻力比金屬管道小，管件連接不縮徑，局部阻力系數比鋼管小。

 

5、使用壽命長易回收利用，鍍鋅管的使用壽命一般為10年～15年，實際使用時間往往更短，而PE管使用壽命可達50年。它易回收利用，不產生對環境有影響的物質，技術成熟且不斷發展。

 

6、對地基的變化有較強的適應性。PE管材是一種高韌性管材，其斷裂伸長率一般超過50%，對管基不均勻沉降的適應能力非常強，對地基沉降和端部荷載具有有效的抵抗能力。

 

二、PE給水管在供水工程中的應用

 

1、PE給水管道的施工

 

（1)溝槽斷面。

 

在斷面選擇中，考慮以下幾個因素的影響：管道的直徑、埋設深度、土壤類別、地下水情況、施工季節、溝槽是否用支撐、土方的運輸、排水方法，基于以上8個方面因素的考慮，結合亳州市區內的工程地質情況，地下水位較低，在多年的施工中，對于DN300以下的管道在城區內施工幾乎未遇到地下水，亳州市的凍土層約為0.5m，所以采用的是直壁與放坡相結合的斷面形式，溝槽放坡按給水排水管道工程施工及驗收規范執行。

 

（2)基礎處理

 

開挖中若基礎為未擾動槽底原狀土，可直接鋪設管道，對于一般土質，主要采用鋪砂墊層，厚度為200mm，管道在鋪砂墊層前，應先夯實平整，其密度不應低于90%。對于流砂、淤泥層硬土層等，采用換土、打樁等措施，確保工程質量。

 

（3)PE管材、管件之間的連接

 

PE管材、管件之間的連接一般有熱熔連接、電熔連接及機械連接，供水改造工程的3家公司全部采用熱熔連接。熱熔連接又分為熱熔承插連接和熱熔對接連接，DN65管道以下(包括DN65)采用熱熔承插連接，DN100以上采用熱熔對接連接。熱熔連接要采用相應的專用連接工具，連接時嚴禁明火。要校直兩對立的待連接件，使其在同一軸線上。

 

a.熱熔承插連接方法：將匹配的內表面和外表面同時加熱到粘流態，拆去加熱工具，將外表面插入內表面形成承插搭接。其連接的界面是柱狀面。熱熔對接連接關鍵是要把熔接過程中柱狀熔融界面的溫度、時間和接縫壓力三個參數調到最佳，把熔融界面材料的特性、柱狀界面幾何尺寸自身的匹配及界面和加熱工具的匹配性、環境溫度等因素同時考慮。這種操作大多為手工操作，因此人為因素是焊接質量的一個重要影響因素。

 

b.熱熔對接連接方法：將兩相同的連接界面用加熱板加熱到粘流狀態后，移開熱板，再給連接面施加一定的壓力，并在此壓力狀態下冷卻固化，形成牢固的連接，其連接界面是平面。熱熔對接連接的關鍵是要在對接過程中調整好溫度、時間、壓力三個參數，要把連接界面材料的性能、應力狀況、幾何形態轉自http://www.zhazhi.com以及環境條件等自然因素一起考慮，才能實現可靠的熔焊。

 

c.不同管徑之間的PE管連接采用PE異徑管件變徑后，仍采用熱熔連接。

 

（4)PE管材與其他的管材、管件及閥門之間的連接。

 

城市的配水主管道的施工管段水壓試驗及沖洗消毒合格后，要與用戶管、已建管道等其他材質的管材、閥門進行過渡連接，尤其是對更新改造的主干管更是存在著與其他管道連接的問題。

 

a.dn63以下的PE給水管與金屬管道、小口徑閥門的連接，可采用內(外)鑲嵌金屬螺紋的注塑管件進行過渡。

 

b.dn63以上的PE給水管與其他材質管道、閥門、伸縮器、消火栓等金屬管件的連接，采用相同型號的法蘭連接進行過渡，PE管材的過渡法蘭由法蘭頭和鋼塑法蘭片組成。PE管材與其他材質的管材、管件、閥門等的連接，其過渡管件的壓力等級不得低于管材的公稱壓力。

 

（5）熱熔連接過程中易出現的操作缺陷及預防措施

 

熔接強度的確定要考慮材料的性質和接頭的質量，一般控制熔接溫度為230℃±10℃，溫度的上限受制于材料結構的變化和焊縫形狀的優劣。溫度過高，會出現卷邊尺寸增大，聚合物熔體對工具的粘附。聚合物的熱氧化會析出揮發性產物(一氧化碳、不飽和烴等)，使接頭強度降低。

 

熱熔連接過程中易出現的質量缺陷及預防措施如下：

 

a.接頭處或接頭附近的管材上出現裂縫：由于設定的溫度過高，產生管材表面碳化，相互熔接的兩端材料熔體流動的速率不同。

 

b.熔縫出現缺口：熔接壓力不足，吸熱時間或冷卻時間過短，管口切削不平行。

 

c.管端錯位：由于機具夾具不同軸，管段沒有架設水平，操作誤差大。

 

d.卷邊不規范：過窄是熔接壓力過大，過寬是吸熱時間不正確。

 

e.熔接不充分產生假焊：連接的管端面有污染，轉換時間過長，熱板溫度過低。

 

f.角度變形：由熔接機和管材安裝不當產生管端受力不均。

 

g.連接面出現孔洞砂眼：焊接壓力不足，冷卻時間不足。

 

h.外來雜質引起的空隙：加熱板處理的不干凈或加熱板上有水溶劑的存在。

 

2、PE管材的水壓試驗

 

由于PE管材是一種熱塑料材料，管材本身具有發生蠕變和應力松弛的特性，與傳統性材料(如球鐵、鋼等)管道不同，水壓試驗過程中，PE管材發生蠕變會導致一段時間內呈連續下降趨勢，試壓時間較長，需要注水補壓，不應認為管道漏水，故PE管材的水壓試驗與GB50268給水排水管道工程施工及驗收規范對壓力管道的水壓試驗不同，判斷水壓試驗的方法與標準也不同，應充分理解PE管道在壓力試驗期間的壓力下降現象。公務員之家

 

三、結束語

 

PE管材作為一種新型管材，雖然在施工中有其優點，但應注意以下問題：

 

1、PE管材為塑料管材，不易儲存，怕日曬，必須有封閉較好的倉庫保管儲存。

 

2、PE管材的管道基礎相對于球墨鑄鐵管，要求更嚴格。

 

3、PE管材的水壓試驗對于初次試壓時難以控制。

 

4、PE管道的主管材價格相對便宜，但管件價格目前與其他管材相比，相對較高，如：電熔管件等。雖然PE管材有一定的不足，但作為一種新型管材，具有優異的材料性能、廣泛的環境適應性及良好的連接、施工性能，PE給水管道會得到更廣泛的應用。