法兰接头

　　国际上把聚乙烯管(polythylene pipe)的材料分为PE32、PE40、PE63、PE80、PE100五个等级，而用于燃气管和给水管的材料主要是PE80和PE100。我国对聚乙烯管材专用料没有分级，这使得国内聚乙烯燃气管和给水管生产厂家选择原材料比较困难，也给聚乙烯管材的使用带来了不小的隐患。

　　因此国家标准局在GB/T13663-2000新标准中作了大量的修订，规定了给水管的不同级别PE80和PE100对应不同的压力强度，并且去掉旧标准中的拉伸强度性能，而增加了断裂伸长率(大于350%)，即强调基本韧性。

　　PE燃气管执行标准:GB 15558.1-2003燃气用PE管材是传统的钢铁管材、聚氯乙烯燃气的换代产品。燃气管必须承受一定的压力，通常要选用分子量大、机械性能较好的PE树脂，如HDPE树脂。HDPE树脂的拉伸强度低，耐压差，刚性差，成型加工时尺寸稳定性差，并且连接困难，不适宜作为给水压力管的材料。但由于其卫生指标较高，LDPE特别是LLDPE树脂已成为燃气管的常用材料。LDPE、LLDPE 树脂的熔融粘度小，流动性好，易加工，因而对其熔体指数的选择范围也较宽，通常MI在0.3-3g/10min之间。

1性能特性

　　一种好的管道，不仅应具有良好的经济性，而且应具备接口稳定可靠、材料抗冲击、抗开裂、耐老化、耐腐蚀等一系列优点，同传统管材相比，HDPE管道系统具有以下一系列优点:

　　⑴连接可靠:聚乙烯管道系统之间采用电热熔方式连接，接头的强度高于管道本体强度。

　　⑵低温抗冲击性好:聚乙烯的低温脆化温度极低，可在-60-60℃温度范围内安全使用。冬季施工时，因材料抗冲击性好，不会发生管子脆裂。

　　⑶抗应力开裂性好:HDPE具有低的缺口敏感性、高的剪切强度和优异的抗刮痕能力，耐环境应力开裂性能也非常突出。

　　⑷耐化学腐蚀性好:HDPE管道可耐多种化学介质的腐蚀，土壤中存在的化学物质不会对管道造成任何降解作用。聚乙烯是电的绝缘体，因此不会发生腐烂、生锈或电化学腐蚀现象;此外它也不会促进藻类、细菌或真菌生长。

　　⑸耐老化，使用寿命长:含有2-2.5%的均匀分布的碳黑的聚乙烯管道能够在室外露天存放或使用50年，不会因遭受紫外线辐射而损害。

　　⑹耐磨性好:HDPE管道与钢管的耐磨性对比试验表明，HDPE管道的耐磨性为钢管的4倍。在泥浆输送领域，同钢管相比，HDPE管道具有更好的耐磨性，这意味着HDPE管道具有更长的使用寿命和更好的经济性。

　　⑺可挠性好: HDPE管道的柔性使得它容易弯曲，工程上可通过改变管道走向的方式绕过障碍物，在许多场合，管道的柔性能够减少管件用量并降低安装费用。

　　⑻水流阻力小:HDPE管道具有光滑的内表面，其曼宁系数为0.009。光滑的表现和非粘附特性保证HDPE管道具有较传统管材更高的输送能力，同时也降低了管路的压力损失和输水能耗。

　　⑼搬运方便:HDPE管道比混凝土管道、镀锌管和钢管更轻，它容易搬运和安装，更低的人力和设备需求，意味着工程的安装费用的大大降低。

　　⑽多种全新的施工方式:HDPE管道具有多种施工技术，除了可以采用传统的开挖方式进行施工外，还可以采用多种全新的非开挖技术如顶管、定向钻孔、衬管、裂管等方式进行施工，这对于一些不允许开挖的场所，是较好的选择，因此HDPE管道应用领域更为广泛。

　　2产品特点

　　■ 良好的卫生性能:PE管加工时不添加重金属盐稳定剂，材质无毒性，无结垢层，不滋生细菌，很好地解决了城市饮用水的二次污染。

　　■耐腐蚀性能好:除少数强氧化剂外，可耐多种化学介质的侵蚀;无电化学腐蚀。

　　■ 长久的使用寿命:在额定温度、压力状况下，PE管道可放心使用50年以上。

　　■ 较好的耐冲击性:PE管韧性好，耐冲击强度高，重物直接压过管道，不会导致管道破裂。

　　■ 可靠的连接性能:PE管热熔或电熔接口的强度高于管材本体，接缝不会由于土壤移动或活载荷的作用断开。

　　■ 良好的施工性能:管道质轻，焊接工艺简单，施工方便，工程综合造价低。

　　3管道的连接

　　■ 电热熔接性:采用专用电热熔焊机将直管与直管、直管与管件连接起来。一般多用于160mm以下管。

　　■ 热熔对接连接:采用专用的对接焊机管道连接起来，一般多用于160mm以上管。

　　■ 钢塑连接:可采用法兰、螺纹丝扣等方法连接。

　　■ 为方便施工和保证施工质量、还应准备相应的工具。

　　如:旋转切刀一切割管材;旋转刮刀--刮除管子表面的氧化皮;爬壁刮刀--刮除大口径管子表面的化皮;断气工具--实现断气现场操作。

　　4性能要求

　　5连接步骤

　　1.夹紧且清洁端口

　　2.调整且磨平端口

　　3.端口对直

　　4.施压熔接

　　5.卸压冷却

　　6.应用领域

■ 城市自来水管网系统。■ 城乡饮用水管道。■ 化工、化纤、食品、林业、印染、制药、轻工、造纸、冶金等工业的料液输送管道。■ 农用灌溉管道。■ 邮电通讯线路、电力电线保护套管。■ 矿山砂浆输送管道。

　　7.PE管的延伸与扩展

　　因为大口径管道的需求大大增大，纯PE管道因要保证到SDR11压力等级，只有增加壁厚，随石油价格走高，聚乙烯原料价格节节攀高，所以为了降纸管材成本，又达到同压力等级的管道，现纯PE管已逐步走向钢塑复合聚乙烯管道发展的道路，例如:钢丝网增强聚乙烯复合管、孔网钢带增强聚乙烯复合管。

　　8.产品规格

　　9.焊接步骤

　　1、将需焊接的管材、管件固定在对接机上，按管材尺寸使用夹具，端面用铣削刀刨光，使对接端面光滑平整、清洁、垂直。

　　2、调整管材、管件的高度，使需焊接的管材、管件端面完全吻合，并接通加热板。

　　3、待加热板自动升温至额定温度，将需要焊接的管材、管件合并使端面加热，达到加热时间后，将管材、管件从加热板上分开、再将两加热端面合并对接，使合并处形成均匀的凸缘，待冷却。

　　10.连接步骤

　　材料准备→夹紧→切削→对中→加热→切换→熔融对接→冷却→对接完成

　　1、材料准备

　　①将焊机各部件的电源接通。必须使用220V、50Hz的交流电，电压变化在±10%以内，电源应有接地线;同时应保证加热板表面清洁、没有划伤。

　　②将泵站与机架用液压导线接通。连接前应检查并清理接头处的污物，以避免污物进入液压系统，进而损坏液压器件;液压导线接好后，应锁定接头部分，以防止高压工作时接头被打开的危险。按选定的工作模式输入焊接数据:直径;璧厚或SDR值;加热板的温度设定;焊工代号。

　　2、加紧

　　将管道或管件置于平坦位置，放于对接机上，留足10~20mm的切削余量;根据所焊制的管材、管件选择合适的卡瓦夹具，夹紧管材，为切削做好准备。

　　3、切削:切削所焊管段、管件端面杂质和氧化层，保证两对接端面平整、光洁、无杂质。

　　①将机架打开，放入铣刀，旋转锁紧旋钮，将铣刀固定在机架上。启动泵站时，应在方向控制手柄处于中位时进行，严禁在高压下启动。

　　②启动铣刀，闭合夹具，对管子管件的端面进行切削。

　　③当形成连续的切削时，降压，打开夹具，关闭铣刀。此过程一定要按照先降压，在打开夹具，最后关闭铣刀的顺序进行。

　　④取下铣刀，闭合夹具，检查管子两端的间隙(间隙量不得大于0.3mm)。从机架上取下铣刀时，应避免铣刀与端面碰撞，如已发生需要重新铣削;铣削好的端面不要用手摸或被油污等污染。

　　4、对中

　　检查管子的同轴度(其最大错边量为管壁厚的10%)。当两端面的间隙与错边量不能满足要求时，应对待焊件重新夹持，铣削，合格后方可进行下一步操作。

　　5、加热

　　①检查加热板的温度是否适宜210℃~230℃，以两端面熔融长度为1~2mm为宜。

　　②加热板的红指示灯应表现为亮或闪烁。从加热板上的红指示灯第一次亮起后，在等10min使用，以使整个加热板的温度均匀。

　　③测试系统的拖动压力P0并记录。每个焊口的拖动压力都需测定;当拖动压力过大时，可采用垫短管等方法解决。

　　④将温度适宜的加热板置于机架上，闭合夹具，并设定系统压力P1。

　　P1=P0+接缝压力

　　⑤待管子(管件)间的凸起均匀，且高度达到要求时，将压力降至近似拖动压力，同时按下吸热计时按钮，开始记录吸热时间。

　　P2=P0+吸热压力(吸热压力几乎为零)

　　6、切换

　　①将加热板拿开，迅速让两热熔端面相粘并加压，为保证熔融对接质量，切换周期越短越好。

　　②、达到吸热时间后，迅速打开机具，取下加热板。取加热板时，应避免与熔融的端面发生碰撞;若已发生，应在已溶化的端面彻底冷却后，重新开始整个熔接过程。

　　7、熔融对接:

　　使焊接的关键，对接过程应始终处于熔融压力下进行，卷边宽度以1~2mm为宜。

　　8、冷却:

　　保持对接压力不变，让接口缓慢冷却，冷却时间长短以手摸卷边生硬，感觉不到热为准。

　　①迅速闭合夹具，并在规定的时间内，迅速的将压力调节到P3，同时按下计时器，记录冷却时间。

　　P3=P0+冷却压力

　　夹具闭合后升压时应均匀升压，不能太快，或太慢，应在规定的时间完成;以免形成假焊、虚焊，此压力要保持到焊口完全冷却。

　　9、对接完成

　　达到冷却时间后，将压力降为零，打开夹具，取下焊好的管子(管件)，移开对接机，重新准备下一接口连接。

　　卸管前一定要将系统压力降为零;若需移动焊机，应拆下液压导线，并及时做好接头处的防尘工作。

　　11埋设规定

　　1、PE燃气管道埋设的最小管顶覆土厚度应符合下列规定:

　　(1)埋设在车行道下时，不宜小于0.8m;

　　(2)埋设在非车行道下时，不宜小于0.6m;

　　(3)埋设在水田下时，不宜小于0.8m;

　　当采取行之有效的防护措施后，上述规定可适当降低。

　　2、PE燃气管道的地基宜为无尖硬土石和无盐类的原土层，当原土层有尖硬土石和盐类时，应铺设细沙或细土。凡可能引起管道不均匀沉降地段，其地基应进行处理或采取其他防沉降措施。

　　3、PE燃气管道在输送含有冷凝液的燃气时，应埋设在土壤冰冻线以下，并应设置凝水缸。管道坡向凝水缸的坡度不宜小于0.003。

　　12PE管连接

　　1、PE燃气管施工前的技术

　　a施工前应熟悉、掌握施工图;

　　b准备好相应的施工机具;

　　c对操作工人进行上岗培训,培训合格后方可进行施工;d按照标准对管材、管件进行验收.

　　2、PE燃气管管沟的开挖

　　管沟的开挖必须严格按照设计图纸或工程监理指导的开挖路线及开挖深度进行施工,而且在没有征得相关部门同意的情况下不得擅自进行改动.一般规定,聚乙烯管道埋设的最小管顶覆土厚度为:

　　A、埋设在车行道下管顶埋深不得小于0.9米;

　　B、埋设在人行道下或管道支管不得小于0.75米;

　　C、绿化带下或居住区支管不得小于0.6米;

　　D、在永久性冻土或季节性冻土地层,管顶埋深应在冰冻线以下.在结实、稳固的沟底,管沟的宽度由施工所需要的操作空间决定,空间大小必须允许能够正常进行管沟底部的正确准备及管沟填埋材料的填埋及夯实等工作,而且还要考虑到管沟开挖费用以及购买填埋材料等费用的经济性.

　　3、PE燃气管管沟底的准备

　　对于像供水、排污或长距离输送管线的压力系统,除非设计图纸有特殊要求,一般来说,管沟底的水平精度要求并不是很高.而对于重力排水系统,坡度的等级必须达到规定的要求.

　　如果管沟底部相当平直,而且土壤内基本上没有大的石块,那么就没有必要再进行平整.当然,如果是一个没有受到扰动的管沟底层,那就更好.但如果管沟底已经被扰动或在开挖的过程中必须被扰动,那么其密实度至少应该达到其周围填埋材料的密实度,开挖的管沟底部一般要用直径不超过50mm的没有尖锐棱角的小石头再混和一些沙土和粘土等材料垫平.所有规格的HDPE管道一般都可以适应少量局部的管沟底的不平坦,但如果在回填材料中含有带尖棱的石头或坚硬的页岩,那么就可能会在管道表面产生应力集中区以致损伤管道.对于在页岩及松散的岩石土壤中的开挖,为了避免与松散的岩石接触,必须为HDPE管道提供一个均一的沟床,一般的做法是开控管沟底时应比规定的等级挖深至少150mm,然后用适当的填埋材料回填至规定高度,并夯实到90%或更高的密实度.

　　4、PE燃气管管沟内管道的敷设

　　在管道被放入管沟之前,首先应该对管道进行全面检查,在没有发现任何缺陷的情况下,管道才被允许吊入或滚入管沟内.管道通常会在地面预先连接好,有时管道可能会被预先连接成大约150米长的许多管段,贮存在某一个地方,当需要下放及连接时,再被运到安装地点,然后采用热熔连接或机械连接的方式连接这些管段.公称直径小于20mm的管道可以手工拖入管沟内;对所有的大管道、管件、阀门、消防栓及配件,应该采用适当的工具仔细将它们放到管沟内;对于长距离的管道的吊装,推荐采用尼龙绳索.

　　5、最终的管道连接与装配

　　管沟内管道的热熔连接同地面上管道的热熔连接方式相同,但必须保证所连接的管道在连接前必须冷却到土壤的环境温度.与金属管道、水箱或水泵相连时,一般采用法兰连接.对于不便于采用热熔方式连接时,也可采用法兰连接.法兰连接时,螺栓应预先均匀拧紧,待8小时以后,再重新紧固.

　　6、压力测试

　　压力测试可以在管线回填之前或之后进行,管道应以一定的间隔覆土,尤其对于蛇行管道,压力试验时,应将管道固定在原位.法兰连接部位应暴露以便于检查是否泄漏.

　　压力试验的测试压力不应超过管材压力等级或系统中最低压力等级的配件的压力等级的1.5倍,开始时,应将压力上升到规定的测试压力值并停留足够的时间保证管子充分膨胀,这一过程需要2-3小时,当系统稳定后,将压力上升到工作压力的1.5倍,稳压1小时,仔细观察压力表,并沿线巡视,如果在测试过程中并无肉眼可见的泄漏或发生明显的压力降,则管道通过压力测试.

　　在压力测试过程中,由于管子的连续膨胀将会导致压力降产生,测试过程中产生一定的压力降是正常的,并不能因此来证明管道系统肯定发生泄漏或破坏.

　　7、回填与夯实

　　一般情况下,腋角及初回填要求至少要达到90%以上,夯实层应该至少达到距管顶150mm的地方,对于距管道顶部少于300mm的地方应该避免直接捣实.最终回填可能会采用原开挖土壤或其它材料,但其中不得含有冻土、结块粘土及最大直径不得超过200mm的石块.