聚乙烯(HDPE)實(shí)壁管
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水利工程大型管材 - 其他
一、安裝施工方法：
1、管溝開挖
管溝開挖應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖施工，PE管的柔性好、重量輕，可以在地面上預(yù)制較長管線，當(dāng)?shù)匦螚l件允許時(shí)，管線的地面焊接可使管溝的開挖寬度減小。PE管埋設(shè)管頂覆土厚度為:車行道下>0.9m;人行道下>0.75m;綠化帶下或居住區(qū)0.6m;永久性凍土或季節(jié)性凍土層，管頂埋深應(yīng)在冰凍線以下。在結(jié)實(shí)、穩(wěn)固的溝底，管溝的寬度由施工所需的操作空間決定。表1為寬度的最小值。
表1最小管溝寬度值
管道公稱直徑(mm) | 最小管溝寬度(m) |
75 ~ 400 | D+0.3 |
大于400 | D+0.5 |
當(dāng)在地面連接時(shí)，溝寬為D+0.3m;當(dāng)在溝內(nèi)安裝或開溝回填有困難時(shí)開溝寬度為D+0.5m，且總寬度不小于0.7m。在沙土或淤泥的管溝中，可以采取放坡開挖。
2、管溝底面的處理
如果管溝底部平整且土壤中基本沒有大石塊或底部土層沒有擾動，就無需平整;如果底部土層被擾動，則采用直徑20~ 50mm級配碎石混合沙土和粘土后墊平，墊層厚度為150mm,壓實(shí)度應(yīng)大于90%。盡可能避免管道表面劃傷。
3、管道熱熔焊接施工流程圖
4、焊接準(zhǔn)備
焊接準(zhǔn)備主要是檢查焊機(jī)狀況是否滿足工作要求。如檢查機(jī)具各個(gè)部位的緊固件有無脫落或松動;檢查機(jī)電線路連接是否正確、可靠;檢查液壓箱內(nèi)液壓油是否充足;確認(rèn)電源與機(jī)具輸入要求是否相匹配;加熱板是否符合要求(涂層是否損傷);銑刀和油泵開關(guān)等的運(yùn)行情況等。
5、管道焊接工藝
①用凈布清除兩對接管口的污物。將管材置于機(jī)架卡瓦內(nèi)，兩端管口向內(nèi)伸出的長度應(yīng)基本相等(在滿足銑削和加熱要求的前提下應(yīng)盡可能縮短，通常為25~30mm)。若伸出管材機(jī)架外的管道部分較長，應(yīng)用支撐架托起外伸部位,使管材軸線與機(jī)架中心線處于同一高度，調(diào)整管道對接的同軸度，然后用卡瓦緊固好。
②置入銑刀，開啟銑刀電源，然后緩慢合攏兩管材對接端，并加以適當(dāng)?shù)膲毫Γ钡絻啥嗣婢羞B續(xù)的切屑出現(xiàn)，方可解除壓力，稍后即可退出活動架，關(guān)掉銑刀電源。切削過程中應(yīng)通過調(diào)節(jié)銑刀片的高度控制切屑厚度，切屑厚度一般控制在0.5~1.Omm為宜。
③取出銑刀，合攏兩對接管口，檢查管口對齊情況。其錯(cuò)位量應(yīng)不超過管壁厚度的10%或1mm中的較小值，通過調(diào)整管材直線度和松緊卡瓦可在一定程度上改善管口的對位偏差;管口合攏后其接觸面間應(yīng)無明顯縫隙，縫隙寬度不能超過0.3mm(D≤225mm)、0.5mm (225mm<D≤400mm)或1.Omm(D>400mm)。如不滿足上述要求應(yīng)重新銑削，直到滿足要求為止。
6、確定機(jī)架拖拉管道拉力的大小(移動夾具的摩擦阻力)。由于在管道對接過程中，所連接管道長短不一，因而機(jī)架帶動管道移動所需克服的阻力不一致，在實(shí)際控制中，這個(gè)阻力應(yīng)疊加到工藝參數(shù)壓力上，得到實(shí)際使用壓力。
7、在可控壓力下焊接加熱板溫度達(dá)到設(shè)定值后，放入機(jī)架，施加規(guī)定的壓力，直到兩邊最小卷邊達(dá)到規(guī)定寬度時(shí)壓力減小到規(guī)定值(使管口端面與加熱板之間剛好保持接觸)，以便吸熱。當(dāng)達(dá)到焊接規(guī)定時(shí)間后，退開活動架，迅速取出加熱板，然后合攏兩管端，切換時(shí)間應(yīng)盡可能短，不能超過規(guī)定值。冷卻到規(guī)定的時(shí)間后，卸壓，松開卡瓦，取出對接好的管材。
8、PE管道焊接主要工藝控制參數(shù)表
壁厚en（mm） | 加熱時(shí)的卷邊高度h（mm） | 吸熱時(shí)間ta2（s） | 允許最大切換時(shí)間tu（s） | 增壓時(shí)間tf1(s ) | 焊縫在保壓狀態(tài)下的冷卻時(shí)間tf2（min） |
溫度T:(210±10）℃吸熱壓力pa1：0.15MPa | ta2=10×e溫度T：(210±10）℃吸熱壓力pa2：0.02MPa | pf1=pf2=0.15MPa | |||
＜4.5 | 0.5 | 45 | 5 | 5 | 6 |
4.5-7 | 1.0 | 45-70 | 5-6 | 5-6 | 6-10 |
7-12 | 1.5 | 70-120 | 6-8 | 6-8 | 10-16 |
12-19 | 2.0 | 120-190 | 8-10 | 8-11 | 16-24 |
19-26 | 2.5 | 190-260 | 10-12 | 11-14 | 24-32 |
26-37 | 3.0 | 260-370 | 12-16 | 14-19 | 32-45 |
37-50 | 3.5 | 370-500 | 16-20 | 19-25 | 45-60 |
50-70 | 4.0 | 500-700 | 20-25 | 25-35 | 60-80 |
9、管道敷設(shè)
管道一般在地面預(yù)先焊接好(管徑≤110mm的管道應(yīng)采用電熔焊焊接;管徑110mm的管道可采用熱熔焊或電熔焊焊接)。在管道放入管溝之前，應(yīng)對管道進(jìn)行全面檢查，在沒有發(fā)現(xiàn)任何缺陷的情況下，采取吊入或滾入法下管。保證設(shè)計(jì)的埋深及與其它管線的間距。
10、 蛇行敷設(shè)
由于聚乙烯管的線膨脹系數(shù)比金屬管高十余倍，所以對溫度變化較敏感，因此，可根據(jù)PE管的柔性，蜿蜒敷設(shè)和隨地形彎曲敷設(shè)，但彎曲半徑應(yīng)滿足要求。
11、警示帶
為保護(hù)管線在日后運(yùn)行，不受人為的意外損壞，應(yīng)在管線的上方，距管頂不小于300mm處敷設(shè)一條警示帶，該警示帶應(yīng)與管線一樣，具有不低于五十年的壽命。警示帶上應(yīng)標(biāo)出醒目的提示字樣，例如:危險(xiǎn)!下有管道危險(xiǎn)! XX公司搶修電話XX。
12、特殊地段的施工
特殊地段系指穿越鐵路、河流、橋梁和重要道路等地段。在特殊地段敷設(shè)時(shí)應(yīng)往意以下幾點(diǎn):
①在這些地段敷設(shè)PE管道首先要征得有關(guān)管理部門的同意。
②由于聚乙烯管道相對鋼管而言較易遭受人為破壞，原則上在這些地段不宜使用聚乙烯管材。
③若一定要使用聚乙烯管材時(shí)，則應(yīng)增加套管或采取其它防護(hù)措施。
④PE管在穿越河道地埋敷設(shè)施工時(shí)，應(yīng)采用特制預(yù)應(yīng)力高標(biāo)號預(yù)制混凝土管保護(hù)通過。在穿越的同時(shí)，也應(yīng)對較寬河道進(jìn)行圍堰施工，長距離進(jìn)行分段圍堰。
⑤PE管在穿越橋梁地埋敷設(shè)施工時(shí)，應(yīng)在道路邊人行道下增設(shè)埋管通道通過。
12、地質(zhì)上的斷裂帶、明顯存在非均勻性沉降的地段、管基處理耗資巨大等地段也應(yīng)視為特殊地段。由于PE管的斷裂伸長率是鋼管的15~30倍，因此在這些地段之中，0.1MPa以下的排污管道采用PE管材具有特殊意義，對該處管線只要注意觀察地面不均勻沉降情況即可。一般的沉降不會產(chǎn)生斷裂釀成事故(日本圾神大地震未造成PE管斷裂即是證明)。當(dāng)沉降達(dá)到一定程度后，可進(jìn)行有計(jì)劃的更換，既保證安全又能掌握運(yùn)行的主動權(quán)。
13、內(nèi)插敷設(shè)
插入管鋪設(shè)是PE管材的一種特殊敷設(shè)形式。傳統(tǒng)的管線多為鑄鐵管或鋼管，由于氣質(zhì)的改變、壓力的提高和腐蝕嚴(yán)重等均會產(chǎn)生泄漏，此時(shí)需更換新管線。在城市中沿道路敷設(shè)的排污管線中，要全面開挖取出報(bào)廢的舊管線再埋人新管線不僅耗資巨大，且對城市交通及環(huán)境將帶來不利影響。PE 輕質(zhì)柔性管材的出現(xiàn)，使得這種更新產(chǎn)生了重大的變革。目前國外較多采用的方法是:沿原有金屬管線每隔一定距離挖掘一個(gè)工作坑，將舊管線割斷，并對其內(nèi)部進(jìn)行清掃，然后將PE管插入其中，非常簡單的工作即可完成更新。
14、試壓
PE壓力污水管道系統(tǒng)在投入運(yùn)行之前應(yīng)進(jìn)行壓力試驗(yàn)。壓力試驗(yàn)包括強(qiáng)度試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)。測試時(shí)一般采用水作為試驗(yàn)介質(zhì)。
①強(qiáng)度試驗(yàn):在排除待測試管道內(nèi)的空氣后，以穩(wěn)定的升壓速度將壓力提高到要求的壓力值。壓力表盡可能設(shè)置在該管道的最低處。試驗(yàn)初始，應(yīng)將壓力上升到工作壓力并停留足夠的時(shí)間保證管道充分膨脹，這一過程需2~3小時(shí)，當(dāng)壓力穩(wěn)定后，將壓力升到工作壓力的1.5倍，穩(wěn)壓1小時(shí)，仔細(xì)觀察壓力表，并沿線檢查，如果在測試過程中并無肉眼可見的泄漏或發(fā)生明顯的壓降，則管道通過壓力試驗(yàn)(由于管道膨脹，有一定的壓降屬正常變化)。
②氣密性試驗(yàn):氣密性試驗(yàn)的壓力不應(yīng)超過工作壓力的1.15倍，當(dāng)管道壓力達(dá)到試驗(yàn)壓力后，應(yīng)保持一定的時(shí)間使管道內(nèi)試驗(yàn)介質(zhì)溫度與管道環(huán)境溫度達(dá)到一致，待溫度、壓力均穩(wěn)定后，開始計(jì)時(shí)，一般情況下，氣密性試驗(yàn)應(yīng)穩(wěn)壓24小時(shí)，如果沒有明顯的泄漏或壓降則通過氣密性試驗(yàn)。
二、安裝工藝和流程
1、管道施工
聚乙烯（PE）管道按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJJ/T98《建筑給水聚乙烯類管道工程技術(shù)規(guī)程》要求施工。
2、管材、管件運(yùn)輸及貯存
先將倉庫附近的一塊空場地平整出來，管材和管件到貨后，小心搬運(yùn)至空場地，整齊擺放，堆成三層，不得劇烈碰撞，避免接觸尖銳物件。若PE管被刮傷，刮傷深度超過1cm，則將其切除。管材堆放好后，面上蓋一層油毛氈，避免日曬雨淋。PE管受溫度影響較大，值班人員經(jīng)常檢查，發(fā)現(xiàn)未防護(hù)好的及時(shí)處理。
3、管道連接
管道的連接方式主要有：
dn（公稱外徑）≤63mm時(shí)，采用熱熔承插連接或電熔連接；
dn≥75mm時(shí)，采用熱熔對接或電熔連接；
與金屬管及管路附近的連接，采用法蘭連接或過渡管件連接等方法。
◆熱熔對接
采用熱熔對接焊機(jī)，DN110-DN1600m規(guī)格管材一般采用此法,具體步驟如下：
①將需安裝連接的兩根PE管材同時(shí)放在熱熔器夾具上(夾具可根據(jù)所要的管徑大小更換夾瓦),每根管材另一端用管支架托起至同一水平面。
②將管材待連接端清潔干凈，用電動銑刀分別將管材斷面銑平整,確保兩管材接觸面能充分吻合，若連接端不干凈，則易產(chǎn)生漏水現(xiàn)象。
③校直兩對接件，使其錯(cuò)位量不大于2mm；
④放入加熱板, 將電加熱板升溫到210度,放置兩管材端面中間,操作電動液壓裝置管材端面同時(shí)完全與電熱板接觸加熱；
⑤抽調(diào)加熱板,再次操作液壓裝置使以熔融的兩管材端面充分對接并液壓裝置(防止反彈)；
⑥迅速接合兩加熱面，升壓至熔接壓力30Pa并保壓冷卻；
⑦管材在加熱過程中作好防風(fēng)措施,冷卻過程中,應(yīng)逐步經(jīng)行,不宜急溫。
◆熱熔承插連接
DN20-63mm規(guī)格管材一般采用此法,具體流程如下:
①用管剪根據(jù)安裝需要將管材剪斷；
②在管材待承插深度處標(biāo)記號；
③將熱熔機(jī)模頭加溫至20℃左右；
④同時(shí)加熱管材、管件,然后承插(承插到位后待片刻松手,在加熱、承插、冷卻過程中禁止扭動；
⑤自然冷卻；
⑥施工完畢經(jīng)試驗(yàn)壓驗(yàn)收合格后投入使用；
◆電熔連接(適用管徑dn630mm):
①將PE管材完全插入電熔管件內(nèi);
②將專用電熔機(jī)兩導(dǎo)線分別接通電熔管件正負(fù)兩級；
③接通電源加熱電熱絲使內(nèi)部接觸處FE熔融;
④冷卻完畢；
⑤施工完畢后需經(jīng)試壓驗(yàn)收合格后,方可封管投入使用。
三、產(chǎn)品規(guī)格
給水用聚乙烯（PE）管規(guī)格（PE100級管材） | ||||||||
公稱外徑 | 公稱壁厚en/mm | |||||||
標(biāo)準(zhǔn)尺寸比 | ||||||||
SDR9 | SDR11 | SDR13.6 | SDR17 | SDR21 | SDR26 | SDR33 | SDR41 | |
管系列 | ||||||||
S4 | S5 | S6.3 | S8 | S10 | S12.5 | S16 | S20 | |
公稱壓力 MPa | ||||||||
2.0 | 1.6 | 1.25 | 1.0 | 0.8 | 0.6 | 0.5 | 0.4 | |
16 | 2.3 | – | – | – | – | – | – | – |
20 | 2.3 | 2.3 | – | – | – | – | – | – |
25 | 3.0 | 2.3 | 2.3 | – | – | – | – | – |
32 | 3.6 | 3.0 | 2.4 | 2.3 | – | – | – | – |
40 | 4.5 | 3.7 | 3.0 | 2.4 | 2.3 | – | – | – |
50 | 5.6 | 4.6 | 3.7 | 3.0 | 2.4 | 2.3 | – | – |
63 | 7.1 | 5.8 | 4.7 | 3.8 | 3.0 | 2.5 | – | – |
75 | 8.4 | 6.8 | 5.6 | 4.5 | 3.6 | 2.9 | – | – |
90 | 10.1 | 8.2 | 6.7 | 5.4 | 4.3 | 3.5 | – | – |
110 | 12.3 | 10.0 | 8.1 | 6.6 | 5.3 | 4.2 | – | – |
125 | 14.0 | 11.4 | 9.2 | 7.4 | 6.0 | 4.8 | – | – |
140 | 15.7 | 12.7 | 10.3 | 8.3 | 6.7 | 5.4 | – | – |
160 | 17.9 | 14.6 | 11.8 | 9.5 | 7.7 | 6.2 | – | – |
180 | 20.1 | 16.4 | 13.3 | 10.7 | 8.6 | 6.9 | – | – |
200 | 22.4 | 18.2 | 14.7 | 11.9 | 9.6 | 7.7 | – | – |
225 | 25.2 | 20.5 | 16.6 | 13.4 | 10.8 | 8.6 | – | – |
250 | 27.9 | 22.7 | 18.4 | 14.8 | 11.9 | 9.6 | – | – |
280 | 31.3 | 25.4 | 20.6 | 16.6 | 13.4 | 10.7 | – | – |
315 | 35.2 | 28.6 | 23.2 | 18.7 | 15.0 | 12.1 | 9.7 | 7.7 |
355 | 39.7 | 32.2 | 26.1 | 21.1 | 16.9 | 13.6 | 10.9 | 8.7 |
400 | 44.7 | 36.3 | 29.4 | 23.7 | 19.1 | 15.3 | 12.3 | 9.8 |
450 | 50.3 | 40.9 | 33.1 | 26.7 | 21.5 | 17.2 | 13.8 | 11.0 |
500 | 55.8 | 45.4 | 36.8 | 29.7 | 23.9 | 19.1 | 15.3 | 12.3 |
560 | 62.5 | 50.8 | 41.2 | 33.2 | 26.7 | 21.4 | 17.2 | 13.7 |
630 | 70.3 | 57.2 | 46.3 | 37.4 | 30.0 | 24.1 | 19.3 | 15.4 |
710 | 79.3 | 64.5 | 52.2 | 42.1 | 33.9 | 27.2 | 21.8 | 17.4 |
800 | 89.3 | 72.6 | 58.8 | 47.4 | 38.1 | 30.6 | 24.5 | 19.6 |
900 | – | 81.7 | 66.2 | 53.3 | 42.9 | 34.4 | 27.6 | 22.0 |
1000 | – | 90.2 | 72.5 | 59.3 | 47.7 | 38.2 | 30.6 | 24.5 |
四、物理性能
管材的物理力學(xué)性能 | |||
項(xiàng)目 | 要求 | 試驗(yàn)方法 | |
熔體質(zhì)量流動速率 | 加工前后MFR 變化不大于20% | GB/T3682.1 | |
氧化誘導(dǎo)時(shí)間 | ≥20min | GB/T19466.6-2009 | |
縱向回縮率 | ≤3% | GB/T6671-2001 | |
灰分 | ≤0.1% | GB/T9345.1-2008 | |
斷裂伸長率 | ≥350% | GB/T8804.3-2003 | |
管材的靜液壓強(qiáng)度（PE100級管材） | |||
項(xiàng)目 | 要求 | 環(huán)應(yīng)力 | 試驗(yàn)方法 |
靜液壓強(qiáng)度 （20℃，100h） | 無破壞，無滲漏 | 12.0MPa | GB/T6111-2003 |
靜液壓強(qiáng)度 （80℃，165h） | 無破壞，無滲漏 | 5.4 MPa | |
靜液壓強(qiáng)度 （80℃，1000h） | 無破壞，無滲漏 | 5.0 MPa |
五、應(yīng)用領(lǐng)域
1、 高速公路縱向、橫向排水及透水；
2、高速公路各種檔土墻背面及邊溝垂直、水平排水；
3、 隧道、地下道之排水；
4、 市政工程、凈水廠、污水廠、垃圾場等給排水；
5、高爾夫球場、運(yùn)動場、公園等休歇綠地之排水；
6、 山坡地開發(fā)邊坡水土保持；
7、 整地工程之地下排水；
