李志軍

（北京優(yōu)奈特燃?xì)夤こ碳夹g(shù)有限公司，北京100000）

1 引言

聚乙烯管道的施工，需要有效的質(zhì)量管理體系和質(zhì)量控制體系，聚乙烯管道焊接接口質(zhì)量至今沒有一種方便、可靠的無損探測手段。盡管在美國已經(jīng)推出了非破壞性檢測設(shè)備——聚乙烯管道焊接接口的超聲波檢查系統(tǒng)，但目前難以推廣。在法國、日本等國家，乃至世界各國，對聚乙烯管道焊接接口的質(zhì)量仍然靠對焊接過程的品質(zhì)管理來解決。因此，應(yīng)用聚乙烯管替換或修復(fù)現(xiàn)有輸配系統(tǒng)鋼質(zhì)燃?xì)夤艿?，加?qiáng)原材料的質(zhì)量檢驗(yàn)和施工過程質(zhì)量控制是保證聚乙烯管道施工成品質(zhì)量的關(guān)鍵，在聚乙烯管的應(yīng)用中起決定性作用。

塑料管在很多方面優(yōu)于金屬管。耐腐蝕、重量輕、使用壽命長，管道內(nèi)壁光滑、阻力小、不易積垢和堵塞，材料的延展率大，能吸收介質(zhì)的沖擊，不受地基下沉的影響。管材制作工藝簡單、成本低、管子可制成較長的長度，易彎曲使用，節(jié)省管件，同時提高管路的氣密性，減少輸送介質(zhì)的漏損。外徑小于75mm 的，可盤繞成圈供應(yīng)，運(yùn)輸方便。易切割，易焊接，維修、帶氣作業(yè)操作方便，不需做防腐處理，施工簡便，費(fèi)用低。聚乙烯管具有良好柔韌性，可壓縮復(fù)原，管道在溝內(nèi)可蜿蜒敷設(shè)。

2 聚乙烯管道的施工與質(zhì)量管理

2.1 聚乙烯管道的連接方式

根據(jù)CJJ 63—2008《聚乙烯燃?xì)夤艿拦こ碳夹g(shù)規(guī)程》，聚乙烯管道的接口一般分為可拆與不可拆接口；不可拆接口分為焊接、熱熔接口；熱熔接口又分為熱熔對接、熱熔承插和熱熔鞍型連接接口。北京市燃?xì)饧瘓F(tuán)公司輸配管網(wǎng)中聚乙烯管道的接口采用熱熔接口（管徑＞200mm）或電容套筒熔接（管徑＜110mm）[1]。

對接熔接是用加熱板和熱管端，施壓使同管徑聚乙烯管道熔化接合。對接熔接方法簡單，操作較易掌握，熔圈比較直觀，外觀易檢查。但有時會出現(xiàn)“假焊現(xiàn)象”，這樣會縮短管線的使用壽命，給以后的燃?xì)夤芫€泄漏留下隱患。不同級別、不同牌號、外徑相同但壁厚不同的管材或管件采用對接連接，由于原料的熔體流動速率不同、密度不同，冷卻時收縮不一致而會產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，易導(dǎo)致斷裂，因此必須采用電熔連接。

套接熔接是同時加熱接管外部表面和套管內(nèi)部表面，達(dá)到熔融狀態(tài)時，把接管管端插入套管中至接頭冷卻為止，套接熔接以電熔套接為主。電熔套接是用電熱絲加熱，使塑料管熔化接合。操作簡單，使用工具少，操作技術(shù)容易掌握。熔接質(zhì)量可靠，接口不易漏氣。但使用管件多，比對接熔接成本高。在中醫(yī)大學(xué)低壓燃?xì)夤芫€改造工程中，為了保證工程質(zhì)量，北京市燃?xì)饧瘓F(tuán)公司工程管理部門要求所有聚乙烯管道焊接接口采用電熔套接。

鞍式熔接是同時加熱接管外部表面和支管外部表面，使其達(dá)到熔接溫度，將支管置于接管上，保持位置不變，施加壓力直到接頭冷卻為止。此種熔接適用聚乙烯管道上連接分支三通和打孔三通等鞍式管件。鞍式熔接連接的質(zhì)量不易控制，且接頭處的殘余應(yīng)力較大，在燃?xì)夤こ讨幸押苌偈褂谩?/p>

2.2 聚乙烯管道的施工

2.2.1 土方工程

管溝寬度據(jù)埋深定，應(yīng)盡可能小，通常為管材公稱直徑加0.5m。溝底如遇到有廢舊構(gòu)筑物、硬石、木頭、垃圾等雜物時，必須清除，然后鋪1 層厚度不小于0.15m 的砂土或素土整平夯實(shí)。

2.2.2 敷管

管材和管件在使用前應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的檢查。檢查管材存放年限及環(huán)境對管材的影響程度是否滿足設(shè)計(jì)使用要求，管壁是否均勻，橢圓度是否符合要求，管材上是否有劃痕，劃痕深度不得超過壁厚的10%等。

卷繞的聚乙烯燃?xì)夤艿涝诟淖兎较驎r可利用管材的柔性借轉(zhuǎn)角度，但借轉(zhuǎn)角度一般應(yīng)小于45°。大管徑聚乙烯燃?xì)夤艿涝跍喜蹆?nèi)不易敷成蜿蜒狀。要特別注意在完成最終連接回填前要使管材冷卻到土壤溫度。在敷管過程中，如暫時中斷工作，應(yīng)在管頂履蓋至少0.15m 厚回填土。無論何時管子的開端都必須臨時熱熔封堵。

聚乙烯燃?xì)夤艿涝谌劢訒r應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1）被熔接的聚乙烯管道的材料、管徑、壁厚及橢圓度要符合標(biāo)準(zhǔn)，否則不予熔接；

2）聚乙烯管道焊接時應(yīng)選用主體注塑成型管件；

3）在環(huán)境溫度低于要求溫度(一般為-5℃)時，熔接部分要進(jìn)行加熱處理；

4）在整個熔接過程中，不允許聚乙烯管道受任何外力影響；

5）熔接完畢，要檢查熔接部分的溫度是否冷卻到環(huán)境溫度，達(dá)到規(guī)定的冷卻時間后方可切斷電源，撤去夾具。電熔熔接要達(dá)到規(guī)定的冷卻時間后先切斷電源，然后撤去夾具。

在聚乙烯管道連接完畢后，應(yīng)全面檢查接口是否合格。對接熔接時，應(yīng)檢查熔圈無間斷、變形、縫隙等缺陷。熔圈的高度與寬度應(yīng)符合要求并且均勻。對于套接熔接的接口，顯示孔溢出料完全凸出管件外表面且均勻則為合格。

2.2.3 回填

聚乙烯燃?xì)夤艿婪笤O(shè)完成并合格后，可進(jìn)行回填?；靥顣r,首先將松軟土回填到管道上，將管體壓住，在兩側(cè)同時回填，回填時應(yīng)當(dāng)保證所下管線四周受力均勻。在氣溫較高的季節(jié)施工，應(yīng)使管道冷卻到土壤溫度方可回填。撼砂或其他作業(yè)時，嚴(yán)禁使用尖銳利器具，以免損傷管道。為加強(qiáng)對管道的保護(hù)，隨聚乙烯燃?xì)夤艿雷呦?，分別設(shè)置電子標(biāo)識、地面標(biāo)識和警示保護(hù)板，警示保護(hù)板正上方印有醒目的標(biāo)記或說明，管道及警示保護(hù)板間距0.3～0.5m。

2.3 聚乙烯燃?xì)夤艿赖亩臼┕?/h3>

當(dāng)環(huán)境溫度低于-5℃時的施工稱之為冬季施工。通常應(yīng)避免冬季施工。當(dāng)施工現(xiàn)場環(huán)境溫度低于-20℃時，除搶險外，不允許進(jìn)行聚乙烯管道施工。冬季施工中，必須采取加熱保溫的方法。塑料管熔接處的表面溫度必須高于5℃，而最高溫度不大于50℃，并保持10min，使聚乙烯管道內(nèi)外壁溫度趨于均勻，方可熔接。

2.3.1 加熱保溫方式

1）電加熱帶加熱保溫；

2）噴燈加熱空氣；

3）電暖風(fēng)式采用其他對流，傳導(dǎo)輻射等方式加熱管材管件。

2.3.2 管端加熱長度

1）對接熔接時，要4 倍管徑長度；

2）電熔套接時，要2 倍管徑長度；

3）鞍式熔接時，鞍座連接處4 倍管徑長度。

聚乙烯管道夾扁斷氣時，在夾管處兩側(cè)各2 倍直徑長度，同一處不得夾2 次以上。

2.4 聚乙烯管道的穿越工程

聚乙烯管道在穿越鐵路、公路、電車軌道時，穿越方式一般為套管、涵洞、管溝。聚乙烯塑料管原則上不允許穿越熱力地溝。極特殊情況，穿越地溝段塑料管改為鋼管，并加鋼套管。鋼套管要超出地溝外墻1.0m，套管與地溝側(cè)墻必須封堵嚴(yán)密。燃?xì)夤芤蠕撎坠荛L，套管內(nèi)的燃?xì)夤懿辉试S有焊口，距地溝側(cè)壁1.2m 以內(nèi)不應(yīng)有焊口、熔口。

2.5 聚乙烯燃?xì)夤艿涝囼?yàn)與驗(yàn)收

根據(jù)CJJ 33—2005、J404—2005《城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉涔こ淌┕ぜ膀?yàn)收規(guī)范》，聚乙烯燃?xì)夤艿老到y(tǒng)安裝完成，外觀檢查合格后，聚乙烯燃?xì)夤艿琅c鋼管一樣，要依次進(jìn)行管線吹掃、強(qiáng)度試驗(yàn)、嚴(yán)密性試驗(yàn)。管線吹掃可分段進(jìn)行，一般每次吹掃管線的長度不宜超過500m，吹掃氣體流速要大于20m/s，且不宜大于40m/s。試驗(yàn)介質(zhì)一般為空氣，有條件時也可采用惰性氣體[2]。聚乙烯管道吹掃時會產(chǎn)生靜電，這種靜電的積聚會對人或設(shè)備儀器造成傷害，所以應(yīng)采取如下措施：

1）吹掃口采用4m 以上鋼管，鋼管上設(shè)置吹掃閥門；

2）該鋼管保持接地，其接地電阻小于10Ω。

2.6 質(zhì)量管理

聚乙烯燃?xì)夤艿拦こ藤|(zhì)量管理，貫穿于管材、管件由生產(chǎn)到安裝使用的整個過程，材料的選用、管件管材的質(zhì)量檢查、儲運(yùn)裝卸過程監(jiān)督管理、焊接過程的控制、管道的安裝施工以及質(zhì)量檢測等，都需要有專人負(fù)責(zé)，北京市燃?xì)饧瘓F(tuán)對所有聚乙烯燃?xì)夤艿朗┕挝患夹g(shù)人員進(jìn)行了培訓(xùn)，通過培訓(xùn)考核，提高生產(chǎn)人員、施工人員對產(chǎn)品性能的認(rèn)識，提高他們的質(zhì)量意識，熟練掌握并正確執(zhí)行生產(chǎn)施工工藝規(guī)程，提高作業(yè)能力，考核合格后方能持證上崗操作，對操作過程進(jìn)行紀(jì)錄，對結(jié)果進(jìn)行考評。

3 聚乙烯燃?xì)夤艿赖牟蛔?/h2>

1）強(qiáng)度比金屬低。這使其在運(yùn)輸、下管過程中易于劃傷，其他工程在建設(shè)過程中，如打眼、鉆孔、挖土方等工程，尤其是非開挖技術(shù)的使用極易破壞塑料管，造成漏氣。在筆者公司負(fù)責(zé)的中憬豪庭天然氣工程外線施工中，由于回填土沒有嚴(yán)格按照操作規(guī)程施工，致使在工程強(qiáng)度試驗(yàn)時壓力不能穩(wěn)定，而又沒有簡便的檢漏儀器，重新挖開檢測時發(fā)現(xiàn)管線上有一支鐵釘，扎破管線。

2）對接熔接的接口，只能檢查外觀，接口內(nèi)部尚無方便、可靠的無損探測檢查方法，所以出現(xiàn)“假焊”也檢查不出。且對接接口易出現(xiàn)“假焊”現(xiàn)象，接口易斷裂，造成煤氣泄漏。

3）聚乙烯塑料管與鋼管的連接處所采用的鋼-塑轉(zhuǎn)換接頭，連接點(diǎn)極易脫落，造成漏氣。

4）焊接采用對接焊接，質(zhì)量難以控制，多采用套接管件，提高了工程成本。

5）聚乙烯塑料管受溫度影響較大，溫度過高聚乙烯塑料管會軟化，耐壓強(qiáng)度降低；溫度過低會變脆，受撞擊時容易產(chǎn)生裂紋。使用環(huán)境溫度不能超過40℃，與供暖管道同方向敷設(shè)或交叉時，必須保證聚乙烯塑料管周邊溫度不能超過40℃。

6）儲存時避免陽光直曬，儲存時間不得太久，受大氣中紫外線與氧氣的影響，容易老化。

4 結(jié)語

聚乙烯管道焊接口質(zhì)量，至今沒有一種方便、可靠的無損探測手段，隨著超聲波技術(shù)的發(fā)展，美國、德國、韓國等國家相繼有相應(yīng)的設(shè)備問世，推出了非破壞性檢測設(shè)備——聚乙烯管道焊接接口的超聲波檢查系統(tǒng)，大多仍在實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段，需要大量的實(shí)際實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來對比焊接質(zhì)量，沒有鋼管探傷技術(shù)那么成熟，而且比較昂貴，目前難以廣泛使用，需要加快更新改進(jìn)。

就總體而言，聚乙烯燃?xì)馑芰瞎苓€是優(yōu)于金屬管的。其優(yōu)勢如下：

1）不用做防腐，耐腐蝕、重量輕、使用壽命長；

2）聚乙烯燃?xì)夤艿拦饣?，阻力小，不易積垢和堵塞；

3）熱絕緣性好，延伸率大，較適應(yīng)道路下沉和地震的影響；

4）管道制做簡單，成本低，可制成很長的長度；

5）運(yùn)輸方便，可盤繞成圈，搬運(yùn)方便；

6）管材嚴(yán)密性好，減少介質(zhì)泄漏；

7）施工操作簡便，勞動強(qiáng)度小，施工速度快。

鑒于以上原因，應(yīng)推廣使用聚乙烯燃?xì)馑芰瞎?，在現(xiàn)有輸配管網(wǎng)腐蝕老化的情況下，改用聚乙烯燃?xì)馑芰瞎?，可以避免鋼管的電化學(xué)腐蝕，延長輸配管網(wǎng)的使用壽命。