聚乙烯管道特点与施工要点分析.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 22 日 作者简介：许贤程（1995），男，汉族，北京人，中级职称，工作领域为工程管理及计算机物联网。-32-聚乙烯管道特点与施工要点分析 许贤程 北京市煤气热力工程设计院有限公司，北京 100032 摘要：摘要：近年来，我国经济发展迅速，人们的生活品质得到明显提升，家家户户都使用上了燃气，居民对燃气的需求也在增加。在近年燃气施工过程中，聚乙烯管道的使用频率逐年增加，其性能卓越也已得到广泛认同。随着时代的不断进步，聚乙烯属于一种新型材料，具有一定的优势，不仅安全系数比较高，施工难度也比较低，在燃气施工过程中的应用已经非常成熟。而随着使用频率上升，聚乙烯管道的施工过程中的质量控制则成为了重中之重。燃气能源为人们的生活提供着便利，减少首都环境污染，为首都蓝天工程做着无言的贡献，然而一旦发生泄漏也势必会导致较为严重的安全事故。在聚乙烯管道施工中，焊接是管道安装施工的重要步骤，焊接质量控制至关重要，是今后燃气管网安全运行的基础，如果因焊接质量、材料质量存在问题而发生泄漏，就会引起火灾、爆炸及其他严重伤害事故，对生命和社会安全造成严重威胁。在本文中，将向读者介绍聚乙烯燃气管道在施工中需要着重管控的控制要点，按照施工过程的各个工序，对各控制要点分别进行了阐述。使管理方法更加具明确，并方便随时查找和使用。关键词：关键词：聚乙烯管道；燃气管道；应用；质量控制 中图分类号：中图分类号：TE8 0 绪论 燃气管网系统是城市最核心且基本的设施，可以说是城市的命脉，当下我国经济飞速发展，较为传统的以钢管作为燃气输送管道媒介已经无法跟上目前发展的脚步。以满足居民供气需求为根基，提高工程效率为目标，PE 燃气管道这一新兴材料诞生。PE（聚乙烯）燃气管道作为一种新型材料，其物理、化学性能比传统钢质燃气管道更优秀，还有着耐腐蚀，重量轻，柔韧性好，连接方便、使用寿命长等优势，而且施工难度低、维护花费低、综合成本低等特点，将使其逐年发展成为城镇燃气系统施工的主要材料。1 聚乙烯管材的特点 1.1 聚乙烯管材的优点（1）抗腐蚀性好：聚乙烯管材的抗腐蚀性能良好，在酸碱环境下均能保持原有性能。（2）韧性好：聚乙烯管的韧性良好，可以弯曲使用，施工过程中可以有效避让障碍物，以达到减少接头数量，既减少了隐患又降低了施工费用。（3）寿命长：聚乙烯管材的寿命长，其使用寿命可达到 50 年及以上。在市政工程中有着广泛的应用，发展前景极佳。1.2 聚乙烯管材的缺点（1）强度低：聚乙烯在硬物冲击下容易被破坏，在施工过程中容易受到人为因素破坏。仅适用于中压 A以下且管径小于 dn400 的情况下。（2）冷热抗性低：聚乙烯管材在高温下变软，在低温下变脆。所以对于管材的存放、搬运、运输、存放期限及施工等有特定的要求。2 聚乙烯燃气管道焊接的质量控制 燃气工程中聚乙烯管道焊接分为电熔连接和热熔对接连接。2.1 一般要求（1）管材表面划伤深度不应超过管材壁厚的 10%。（2）焊机正常的工作温度范围应为-1040，进行聚乙烯燃气管道焊接的环境条件应符合如下要求：在进行焊接的过程中，要把环境的温度控制在-5到 40范围之间，为焊接的效果带来保障；如果在-5以下或风力大于 5 级环境条件下进行焊接，要根据实际情况使用保温以及防风措施；杜绝聚乙烯管材以及管件暴晒，如果在夏天进行焊接，那么就要采取遮挡措施，避免阳光直晒；中国科技期刊数据库 工业 A-33-沙尘天气不应进行施工；在雨天进行焊接操作时，应采取防雨措施。（3）电熔连接应使用专用卡具固定管材；在进行热熔连接的过程中要使用滚轮支架配合支撑管材，进行焊接。（4）在对聚乙烯燃气管材进行切割的过程中，要使用专用割刀或切管工具。在进行该操作的过程中，要确保避免整洁。（5）要对焊口外观的质量进行检查，合格后，在焊口处，用白色记号笔，标注焊口编号，并宜采用北斗精准定位系统采集焊口坐标等信息。2.2 进场检验 聚乙烯管材、管件、阀门进场时，应逐根/个进行检查验收并符合以下要求：检查外观。管材内、外表面应颜色均匀、清洁、光滑、平整，不应有划痕、杂质、气孔、凹陷、变形。管件、阀门应包装完整，在不破坏包装的情况下检查管件和阀门的外表面，外表面颜色均匀、平整、无明显变形的缺陷，电熔管件焊接信息识别条形编码是否完好无损。产品标志应清晰可见。管材的标志至少要有制造商名称和商标、输送流体、尺寸、SDR 值、聚乙烯混配料强度级别及牌号、生产日期和执行标号。管件、阀门的标志应至少要有制造商名称和商标、与管件连接的管材的公称外径、聚乙烯混配料级别、SDR 值、输送流体、制造日期和执行标号。管材进场后还应检查其外径、壁厚及长度。在距管端口 300mm 处测量其外径，测量值除以 3.142得管材外径，管材的平均外径不应存在负误差。管材的最小壁厚应符合规范要求。定尺管的长度应均匀一致，不应存在负误差。2.3 管路敷设 聚乙烯燃气管道在下沟的准备阶段，要对沟底标高和管基质量进行检查，只有符合规范以后才可以进行敷设，在进行敷设的过程中，要把管材上的标志朝向地面，同时把相互连接管材的产品标志对齐，以此为敷设的效果带来保障。另外，聚乙烯燃气管道敷设的过程中，要对聚乙烯管道所允许的弯曲半径进行控制，把其控制在规定的范围内，在这个过程中不能使用机械的方法或加热的方法，使管道弯曲，不仅如此，在对聚乙烯燃气管道进行加热的过程中也不能使用明火，要在切割的过程中使用专业的设备进行。除此之外，要把聚乙烯燃气管道焊接的环境条件控制在规定的范围内，以此为焊接的效果带来保障。如果在气温比较低的背景下或者大风天气，进行连接操作的过程中要使用防风保温措施。管道连接时，每次收工，管口应进行临时封堵措施，避免进入杂物。2.4 人员要求 PE 管焊工为工程焊接工作的直接操作者，北京燃气要求 PE 焊工参加燃气集团的上岗考试，取得上岗资格证书。焊工在取得燃气集团焊工上岗资格证书后，才能按照工艺规程在资格范围内实施焊接作业。2.5 焊接设备要求 聚乙烯燃气管道焊接机具应为全自动焊机，并具有中文显示、参数自动输入、环境温度自动补偿和焊接信息存储、输出功能，应能与北京燃气 PE 管焊接数据分析管理系统同步连接。焊机校准或检定周期不应超过 1 年。（1）电熔焊机应具有以下几方面性能：电熔焊机要具备数据检索以及存储功能，同时还可以通过接口把存储的数据下载到电子设备上；工作参数自动输入，扫码输入的功能，以及环境温度自动补偿的功能，（2）热熔对接焊机应具有如下功能：在进行焊接的过程中，要对一系列的参数进行控制，同时对焊接的整个过程进行监控，为焊接的效果带来保障；具备数据检索以及存储功能，具备数据下载接口，至少存储 200 条焊接数据；要对夹装进行控制，检查是否牢固；自动测量拖动压力，包括：峰值拖动压力和动态拖动压力，并可以自动补偿拖动力；可以把自动监测热板温度控制在规定的范围内，以此为焊机的顺利运行带来保障；在进行焊接的过程中，如果相应的温度等不符合相应的规范，那么就要根据实际情况合理使用微处理器控制系统，对焊机自动中断焊接进行控制，一旦发现问题，可以第一时间进行报警。2.6 电熔连接（1）电熔连接前，应先识别管件条码，再由操作人员输入工程信息。工程信息应至少包含工程编号、施工编号、焊工编号、施工企业编号、焊口编号。中国科技期刊数据库 工业 A-34-（2）电熔连接前，应用洁净棉布擦净管材连接端面上的污物，标出插入长度，并在插入长度加 10mm 范围内画上网格线，采用刮刀刮除所有网格线部分的氧化皮，刮削氧化皮厚度宜为 0.1mm0.2mm。（3）电熔时，管材与电熔套筒的承插连接应符合如下要求：电熔焊接前，管材的连接保证垂直切割；用记号笔标记承插位置，管材与管件承插时应能轻松插入，不要有应力，周边间隙不大于管材外径的 1%；通电前，校直待连接件，保证在同一轴线上，且用专用夹具固定；要确保热熔焊接的电压、电流以及加热时间等参数可以符合相应的规范，以此为焊接的效果带来保障；在进行冷却的过程中，要进行自然冷却。在进行该工作的过程中，不能拆除夹具，同时也不能移动连接件或有施加的任何外力。2.7 热熔对接连接 热熔对接连接是一种常用的管道连接方法，在进行热熔对接连接之前，需要输入一些必要的工程信息。这些工程信息包括工程编号、施工编号、焊机编号、施工企业编号、焊口编号、管材管件生产厂家编号、聚乙烯混配料强度级别及材料牌号、SDR 值以及公称外径。进行热熔对接连接操作时有一些要求需要满足。首先，需要选择合适的机架和夹具。这样能够确保连接件能够正常伸出夹具，并且其自由长度不小于外径的 10%。其次，连接部位需要保持干燥清洁。在连接之前需要对待连接件的端面进行铣削，使其与轴线垂直，同时平均厚度不应大于 0.2mm。此外，还需要检查待连接件的错边量，并确保其不大于壁厚的 10%。在进行热熔对接连接之前，连接加热设备需要达到设定的温度，并保持恒温 5 分钟至 10 分钟后方可使用。此外，连接加热的时间和温度需要符合要求。在对接过程中，待连接件的两个端面需要完全接触，并维持对接压力至自然冷却。在此期间，不能移动或施加任何外力。同时，保压与冷却时间也需要符合要求。2.8 焊口质量检查 在聚乙烯燃气管道系统安装完毕后，焊接数据的正确与完整是至关重要的。热熔连接焊口的质量检验要求包括热熔接头的检查、卷边对称性的检验以及接头对正性的检验，如果不符合规范，则需要进行卷边切除检验。同样地，电熔连接焊口的质量检验要求包括与管材轴线的对正、插入长度的标记、观察孔内指示柱、检查电熔管件的完整性和是否有变形、变色、电阻丝暴露，同时确保熔融料不会溢出。焊接数据的正确与完整对于燃气管道系统的安装至关重要。具体来说，热熔连接焊口的质量检验要求包括几个方面。首先，需要进行热熔接头的检查，以确保接头的质量。其次，卷边对称性也需要进行检验，保证焊接处的卷边的对称性，以提高连接的稳定性和可靠性。最后，接头对正性的检验十分重要，确保焊接处的接头正确对正，以防止出现连接不牢固的情况。如果以上要求不符合规范，那么就需要进行卷边切除检验，以确保焊缝的质量和安全性。另一方面，电熔连接焊口的质量检验也有其特定的要求。首先，需要确保焊接处与管材轴线对正，以确保焊接的准确性和质量。其次，插入长度的标记也是十分重要的，可用于确定焊接的深度，并确保连接的牢固性。在观察孔内指示柱时，需要注意指示柱的存在，以确保焊接处的质量。此外，还需检查电熔管件是否完整且无变形、变色，以及电阻丝是否暴露。最后，熔融料不溢出也是一个重要标准，以确保焊接的质量和牢固性。3 管道吹扫、试压（1）管道吹扫 管道安装完成后，进行吹扫前，施工单位应编制吹扫方案，经监理单位审批后方可进行。要把吹扫口设在比较开阔的位置，想要确保其坚固性，要使用加固措施。排气口处要使用金属阀门并应接地。在进行吹扫的过程中，要把工作区以及安全区分配好，吹扫出口处不能有站人，要分配专门的工作人员进行看守。要把吹扫压力控制在规定的范围内。吹扫要进行反复试验，确认吹净为止，同时做好相应的记录。以上工作完成以后，就要对设备进行安装，在这个过程中不能对其它的工作构成影响。（2）压力试验 用于进行强度和严密性试验的压力表，必须在有效的校验期范围内，压力表量程为试验压力的 1.52中国科技期刊数据库 工业 A-35-倍，压力表精度等级不得低于 1.5 级。强度试验和严密性试验前需要满足以下要求：a 试压方案已经批准，并已进行了安全技术交底。b 回填土已回填至管顶 50 公分以上。c 试验段管道上所有阀门全部打开，不得用阀门充当堵板使用。强度试验 强度试验应分段进行，每段长不得超过 1000 米，焊口处不得回填。强度试验压力值应为管道设计压力的 1.5 倍，且最低试验压力应符合：SDR11 的聚乙烯管道，不小于 0.4Mpa；SDR17.6 的 聚乙烯管道，不小于 0.2MPa；达到试验压力后，稳压 1 小时 后，观察压力计，当在 30 分钟内 无明显压力降，视为合格。强度试验合格后，全线回填至路面标高位置。严密性试验 北京燃气集团要求，严密性试验仪表采用电子压力表记录仪，允许压力降不超过 0.133KPA 为合格；试验介质宜采用压缩空气。严密性试验压力：当设计压力小于等于 0.01MPa 时，试验压力 0.01MPa；当设计压力大于 0.01MPa 时，试验压力为设计压力的 1.15 倍且不小于 0.1MPa。严密性试验稳压的持续时间应为 24h，每小时记录 1 次。4 结语 在聚乙烯管道施工过程中，焊接人员专业素质是比较重要的一环，因为聚乙烯管道焊接暂时没有无损检验方法，焊接人员的水平决定了工程质量的高低。所以如果没有把控好人这道关，或许会在燃气系统运行中埋下安全隐患。不过我国正值发展兴盛期，人们创新的脚步从未停下，相信在不久的将来会有更先进的技术和更完善的制度来保障燃气管道的安全运行，我们燃气工作者也要稳重求进，为城镇燃气官网运行提供有力保障。参考文献 1住房和城乡建设部科技与产业化发展中心.聚乙烯燃气管道工程设计 施工 验收技术规程(QB/3D01)S.北京:中国建筑工业出版社出版发行,2018:10-12.2中国建筑标准设计研究院有限公司.聚乙烯燃气管道工程技术规程(CJJ 63-2018)S.北京:中国建筑工业出版社出版发行,2018:15-17.3中华人民共和国住房城乡建设部.城镇燃气输配工程施工及验收规范(CJJ 33)S.北京:中国建筑工业出版社出版发行,2005:22-25.