高密度聚乙烯(HDPE)管道热熔焊接技术

高密度聚乙烯(HDPE)管道热熔焊接技术一．HDPE管材简介聚乙烯（PE）管材和传统管材相比，具有、强度高、韧性好、重量轻，耐腐蚀，水流阻力小的特点，而且PE管材安装简便迅速，造价较低等显著优势，使其成为仅次于PVC-U给水管道的世界消费量第二大的塑料管道品种。按照其密度不同分为高密低聚乙烯（引文名称“HighDensityPolyethylene”，简称HDPE），中密度聚乙烯(MDHP)和低密度高压聚乙烯（LDPE）。PE管根据结构形式不同可分为单层实壁管、双壁波纹管和螺旋缠绕管等。双壁波纹管和螺旋缠绕管主要为HDPE原料加工而成，主要用于城市排水，单层实壁HDPE管主要用于城市供水和燃气输送等。二．HDPE管规格及连接方式HDPE管道的口径从DN16到DN315，共分18个级别。按照国际上统一的标准划分为五个等级：PE32级、PE40级、PE63级、PE80级和PE100级，用于给水管道PE管的生产为高密度聚乙烯HDPE，其等级是PE80、PE100两种(依据最小要求强度MinimumRequiredStrength的缩写MRS)。PE80的MRS达到8MPa；PE100的MRS达到10MPa。MRS是指管受环向张应力强度（按国际标准测试计算值）。HDPE管在温度190℃~240℃之间将被熔化（不同原材料牌号的熔化温度略有不同），利用这一特性，将管材（或管件）两熔化的部份充分接触，并保持适当压力（自身热膨胀产生的压力）、正确的连接位置，冷却后两者便可牢固地融为一体（注：由于PE管的热熔性，所以现场的太阳能热水管道全部采用铜管材）。因此，PE管的连接方式与U－PVC管不同，通常采用电热熔连接及热熔对接两种方式，与不同材质连接时采用法兰或丝扣连接。在管道修复方法上，有胀管施工法和内衬HDPE法。运动村项目使用的PE管材从DN16到DN160共有12中口径，其中DN16，DN20，DN25和DN32的UPONOR管材为普通给水PE管，用于建筑内冷水供水系统；其余DN32到DN160均为HDPE管材，用于场区消防水和给水干线及建筑外围地面以下的供水管道。本项目所有的HDPE管道连接方式采用了电熔承插焊接技术。三．HDPE管热熔施工在各种埋地管道的应用过程中，管道能否达到规定的长期使用寿命的一个关键因素就是铺设的质量。而HDPE管道的多种独特性能使管道的铺设更加多样化，同时正确的施工设计与安装规程将使管道的这些优越性能得到更大程度的发挥。1.施工前的技术准备A、施工前应熟悉、掌握施工图；C、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.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，新西兰给水管埋深标注如下：本工程要求的深度标准如下，HDPE管道的柔性好、重量轻，所以有直管和卷盘类型，建议根据现场情况，需要焊接管件密集的地方，最好选择直管方便施工；长远距离的可以选择盘圈的HDPE管以减少焊接次数。管沟的开挖宽度决定于管线的施工空间，所以建议短、直管线施工时可以选择管沟外部焊接，减小开挖面积。3.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。按照施工要求，开挖好的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并夯实，然后铺垫≤100mm厚度的砂层达到要求的管材埋深。4.HDPE管道焊接HDPE管道焊接有两种方式:1）电热熔承插焊接2）热熔对接焊接运动村项目采用的是电热熔承插焊接，根据我们的施工经验，将HDPE管的电热熔承插焊接分为以下流程;1）检查焊接设备和电源，确认管材和配件的规格型号和数量，确保施工正确性。确认焊接设备、管测量尺寸，取材清理氧化层清洁焊接面，对接热熔焊接焊接质量检查，冷却2)在开挖好的管沟中，实际测量好需要焊接管材的正确尺寸（将需要焊接配件的尺寸也计算进去）;截取管材，要保证管材切口光滑无毛刺，切口垂直。3)标记承插部分的深度，用刮刀或者相应工具剥离HDPE管材表面的氧化层，要注意在剥离氧化层的厚度要适宜，管和配件的间隙最好保证在1~2mm之间。4）用高纯度酒精棉纸将剥好的对接处及管件擦拭干净后将配件和管件对接，确保HDPE管和配件的贴合面干净无杂质，保证焊接配件和管材对接后垂直面成直线，管材和配件对接面无承重压力。5）接通电源,输入(扫描)焊接配件数据,确认焊接时间无误后开始焊接。焊接时间结束后，设备会提示焊接成功或者失败。检查焊接质量，目测膨胀小栓头是否漏出。6）冷却。按照PE配件上要求的时间对焊接管进行冷却，保证在冷却过程中管材不被移动或受压。5.HDPE管道的压力测试HDPE管道系统在投入运行之前应进行压力试验。压力试验包括强度试验和水密性试验两项内容。测试时一般推荐采用水作为试验介质。强度试验在排除待测试的管道内的空气之后，以稳定的升压速度将压力提高到要求的压力值，压力表应尽可能放置在该段管道的最低处。压力测试要在管线回填之前进行。压力试验时，应将管道固定在原位，所有的配件连接部位、法兰等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，当系统压力达到要求的压力值并稳定后，稳压2小时后再次查看压力值，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。水密性试验HDPE管道采用电热熔方式连接，使得HDPE管道具有较传统管材更为优越的水密性能。水密性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1.15倍，当管道压力达到试验压力后，应保持一定时间使管道内试验介质温度与管道环境温度达到一致，待温度、压力均稳定后，开始计时，一般情况下，水密性试验应稳压24小时，试验结束后，如果没有明显的泄露或压力降，则通过水密性试验。本项目采用水作为测试介质，给水系统要求测试压力1200kpa,消防系统要求1800kpa，打压达到要求压力值并恒定后，保持24小时，检查压降不超过要求压力值的2%则为合格。6.固定、回填。打压试验完成，需要用混凝土要做固定桩，确保HDPE管在以后的使用中，焊接配件不会由于管内压力或周围地质环境等原因产生移位，导致漏水现象。新标AS-3500中对给水管固定装位置要求如下下图是当地EDA-RANU对固定桩的位置示意图：HDPE固定完毕后，用沙子或批准的回填料HDPE管材的四周，保证HDPE管四周砂层不小于75mm的厚度。‘四.HDPE给水管道在应用上应注意的事项1.室外露天敷设，有阳光照射的地方，建议做遮蔽措施。2.埋地HDPE给水管道，DN≤110的管路夏天安装可稍微蛇形铺设，DN≥110的管道因有足够的土壤阻力，可抵抗热应力，无需预留管长；冬天，均无须预留管长。3.HDPE管道安装时，如果操作空间太小（如：管道井、吊顶内施工等），应采用电熔式连接方式。4.热熔承插连接时，加热温度不能过高、过长，温度最好控制在210±10℃，不然会造成配件内挤出的熔浆过多，减少通水内径；承插时管件或管材接口处应清洁干净，不然会造成承插口脱开漏水；同时，要注意控制好管件的角度和方向，避免造成返工。5.热熔对接连接时，要求供电电压在220～240V之间，设备的工作电压为40V，如果电压过高或过低，可能会造成焊接口温度过高或设备不能正常工作；对接时应保持对接口对齐，不然会造成对接面积不够要求、焊口强度不够；加热板加热时管材接口处未处理干净，或加热板有油污、泥沙等杂质，会造成对接口脱开漏水；加热时间要控制好，加热时间短，管材吸热时间不够，会造成焊口卷边过小，加热时间过长，会造成焊口卷边过大，有可能形成虚焊。