淺析PE給水管道的施工工藝

【摘要】 聚乙烯{PE}管作為給水管施工材料,具有很多的優(yōu)勢。本文介紹PE管的優(yōu)點(diǎn)和簡單的施工工藝步驟。并對施工后存在的問題提出了相應(yīng)的解決方式。

【關(guān)鍵詞】 PE管 給水管道 施工工藝

我國城鄉(xiāng)安全飲水建設(shè)逐步完善,導(dǎo)致給水管道的品種也在不斷更新和豐富,飲水建設(shè)步伐的加大增加管材產(chǎn)量的同時(shí),對管材質(zhì)量的要求也在不斷提高。塑料管發(fā)展迅速,成為給排水施工中的主要使用管材[1]。

聚乙烯(PE)給水管是利用聚乙烯樹脂為原料,具有抗氧化性和紫外線吸收的作用。采用熱熔對接和電熔等方式連接管材和管件,能夠?qū)⒐懿摹⒐芗酆蠟橐徽w。由于采用熱熔對接和電熔連接的PE管具有系統(tǒng)安全可靠,施工成本低的優(yōu)點(diǎn),因此聚乙烯管在給水工程實(shí)踐應(yīng)用中發(fā)展迅速[2]。

1. PE管材的特點(diǎn)及相對其他管材的優(yōu)點(diǎn)

1.1給水管道種類

用于給排水管道的主要管道種類及其特點(diǎn)如下:

(1)聚乙烯管(PE)。管材分為單層實(shí)壁管、雙壁波紋管和螺旋纏繞管等。雙壁波紋管和螺旋纏繞管主要是用HDPE原料加工而成,主要應(yīng)用于排水;給水供水工程中主要采用單層實(shí)壁HDPE管;而在農(nóng)用排灌管道和工業(yè)普通管道主要利用單層實(shí)壁LDPE管材。

(2)玻璃鋼夾砂管。玻璃夾砂管材直徑在500—2600 mm;可用作承受內(nèi)外壓的埋地管道,這種管材質(zhì)脆,在施工過程中,機(jī)械碰撞容易導(dǎo)致管材暗傷,從而影響管道的使用壽命。

(3)硬質(zhì)聚乙烯UPV—C管。這種管材具有較好的抗沖擊性能和耐化學(xué)腐蝕性能。雖然UPV—C管具有壽命長、密封性好的優(yōu)點(diǎn),但是在加工過程中,需要添加重金屬穩(wěn)定劑。重金屬穩(wěn)定劑在使用過程中會(huì)逐步滲出,滲出的重金屬進(jìn)入水中,引起給水水質(zhì)不符合飲水要求。

(4)鋼管。鋼管的韌性小,導(dǎo)致其使用壽命短,并且鋼管的耐腐蝕性差,經(jīng)過腐蝕的鋼管密封狀況不良。容易導(dǎo)致給水過程中流體外泄,而且價(jià)格相對較高,地表均勻沉降對鋼管的使用壽命和安裝有較高的影響。

(5)球墨管。造價(jià)高,平均價(jià)格比PE管高10%—15%;轉(zhuǎn)角角度過大,造成接口連接不夠嚴(yán)密,容易引起管內(nèi)流體泄漏事件的發(fā)生。

(6)灰口鑄鐵管。由于這種管材的材質(zhì),導(dǎo)致流體在管中摩擦系數(shù)大,最終使用壽命短。

1.2 PE管材的優(yōu)點(diǎn)

(1)物理性能。PE管材具有柔性好,并且抗沖擊性較好、抗地震、抗磨損性能也較好,并且其耐沖擊強(qiáng)度高于金屬管道。

(2)衛(wèi)生、無毒。材質(zhì)無毒、一般不會(huì)滋生細(xì)菌,通過其中的水流水質(zhì)檢測完全符合國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

(3)使用期限較長。只要按照規(guī)定的條件加以使用,該管材使用期限超過50年。

(4)管材內(nèi)壁光滑、水流阻力小。聚乙烯管內(nèi)允許的流通量大,并且對流體的摩擦阻力小。

(5)PE管具有造價(jià)成本低、投資少。與金屬管道相比,可減少工程投資。

(6)PE管方便安裝。重量輕,容易運(yùn)輸;并且PE管的施工工藝簡單,能夠縮短施工進(jìn)程。

2.聚乙烯(PE)給水管施工工藝

2.1聚乙烯(PE)管的驗(yàn)收

在采用聚乙烯(PE)管進(jìn)行施工前,應(yīng)注意以下幾點(diǎn):

(1)驗(yàn)收確保PE管各種產(chǎn)品性能合格證書(產(chǎn)品合格證、產(chǎn)品使用說明書、質(zhì)量保證書)的有效性和真實(shí)性,并檢查管材各項(xiàng)性能檢驗(yàn)報(bào)告、焊接工藝參數(shù)等相關(guān)資料,為施工人員能夠安全方便施工做好準(zhǔn)備。

(2)檢查管道外觀和長度。管子內(nèi)外表面應(yīng)清潔光滑,不應(yīng)該出現(xiàn)劃傷、凹陷等不合格現(xiàn)象;管道的長度應(yīng)均勻一致,確定誤差在20mm以內(nèi);管口端面與管子的軸線要垂直,確定PE管道沒有漏孔。

(3)管徑及壁厚要符合標(biāo)準(zhǔn)。采用千分尺進(jìn)行壁厚的檢測,檢測時(shí),選擇管道的上下左右4點(diǎn),以確保管材的合格性。

2.2聚乙烯(PE)給水管道施工焊接

熱熔對接是目前聚乙烯(PE)管道連接常用的對接方法;電熔焊接適用于作業(yè)場地受到限制的情況下。采用電熔連接方式的管道主要是不同級別、不同熔體速率的聚乙烯原料制造的管材或管件和不同標(biāo)準(zhǔn)尺寸比(SDR值)的聚乙烯管道。管徑小于63mm的聚乙烯管材則采用熱熔承插連接[3]。

2.2.1管道連接和安裝

管道的連接方式主要有:

(1)dn(公稱外徑)≤63mm時(shí),采用熱熔承插連接或電熔連接。

(2)dn≥75mm時(shí),對聚乙烯管材進(jìn)行熱熔對接或電熔連接。

(3)采用法蘭連接或過渡管件連接的方式對金屬管及管路附件進(jìn)行連接。

[1]熱熔對接 PE管的相互連接選用熱熔對接方法。采用該法連接管材時(shí),使用熱熔對接焊機(jī)進(jìn)行對接,具體過程主要有如下幾步:

(1)焊機(jī)夾具上將待接管材夾緊; 同時(shí)清潔管材待連接端,然后銑削連接面;清潔連接端的目的是保證連接的緊湊,以免漏水。

(2)對接件的校準(zhǔn),錯(cuò)位誤差量不大于2mm;放入加熱板。

(3)加熱完成后,取出加熱板盡快接合兩加熱面,升壓至熔接壓力30Pa并保壓冷卻;完成熱熔過程。

[2]過渡處的對接和管道的安裝。采用絲扣或法蘭等過渡管件對聚乙烯管與金屬管及管路附件(如閥門、水表等)的接口處進(jìn)行連接。

[3]管道回填。管道安裝連接完畢后,通過驗(yàn)收,確保合格后,進(jìn)行回填管道操作。

管道回填分為兩步驟:首先,利用沙土或符合要求的土料對管道兩側(cè)進(jìn)行回填,首次回填土層高度為100—150mm,搗實(shí)后再回填第二層,直到在管頂以上至少100mm處停止。在管道回填過程中,注意夯實(shí)管道下部與管底的空隙。不回填管道接口前后200mm空間的范圍,目的是為了確保在試壓時(shí),觀察到各接頭質(zhì)量是否符合要求。

其次,管道試壓合格后,對聚乙烯管道進(jìn)行大面積回填,管頂300mm以上部分回填原土并填實(shí);采用機(jī)械回填時(shí),注意別讓機(jī)械在管上行駛以免對管道造成損傷,要從管的兩側(cè)同時(shí)回填。此外,為了保證回填土夯實(shí)密度,管道周圍200mm范圍以內(nèi)的回填土不能含有大于10mm的石塊。

2.2.2管道水壓試驗(yàn)[2,4]

水壓試驗(yàn)時(shí),注意如下幾點(diǎn):

(1)水壓試驗(yàn)前,應(yīng)充水浸泡PE管,浸泡時(shí)間不應(yīng)小于12小時(shí)。

(2)對聚乙烯管道系統(tǒng)進(jìn)行水壓試驗(yàn)期間,保證靜水壓不小于工作壓力的1.5倍,試驗(yàn)壓力不能低于0. 8Mpa。

(3)管道水壓試驗(yàn)段長度不宜大于1km;中間設(shè)有附件(法蘭等)的管段,分段試壓長度不宜大于500m;若管道系統(tǒng)是不同材質(zhì)的管道組成,應(yīng)對不同材質(zhì)的管道分別進(jìn)行試壓測量。

(4)完成管頂以上300mm管道回填后,進(jìn)行管道試壓,以防試壓時(shí)管道系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng)推移。

管道水壓試驗(yàn)分為預(yù)水壓試驗(yàn)和主試驗(yàn)兩個(gè)階段:

[1]預(yù)水壓試驗(yàn)。首先,降低到大氣壓的試壓管道內(nèi)的水壓應(yīng)持續(xù)1小時(shí)左右狀態(tài);期間管道內(nèi)不進(jìn)入空氣。然后,管道內(nèi)水壓逐漸升至試驗(yàn)壓力,持續(xù)30min;期間壓力下降可注水補(bǔ)壓,但不得高于試驗(yàn)壓力。檢查管道接口、配件等處有無滲漏現(xiàn)象。如果發(fā)生滲漏現(xiàn)象時(shí)應(yīng)中止試壓,并查明原因采取相應(yīng)措施修正后,重新試壓。

[2]主試驗(yàn)階段。主試驗(yàn)階段是預(yù)實(shí)驗(yàn)階段的繼續(xù)。按規(guī)范計(jì)算允許泄出的最大水量,實(shí)際降壓而得水量大于計(jì)算所得最大水量時(shí),停止試壓。泄壓后排除管內(nèi)過量空氣,從預(yù)試驗(yàn)階段第二步重新開始每隔3min記錄下管道剩余壓力,記錄30min。當(dāng)30min內(nèi)管道剩余壓力有上升趨勢時(shí),則水壓試驗(yàn)結(jié)果合格。

3.施工中常見故障和原因

在聚乙烯(PE)管施工過程中,主要存在問題如下:首先,材料管理不到位。 其次,不是同一個(gè)規(guī)格的管材熱熔對接,化學(xué)性質(zhì)不一致,最后導(dǎo)致其爆裂。時(shí)間、天氣溫度原因,施工不到位,導(dǎo)致給水管漏水等現(xiàn)象。第三,PE管熱脹冷縮后內(nèi)應(yīng)力損壞管道。

針對這些問題,就是要加強(qiáng)聚乙烯管材的管理,嚴(yán)格購買程序。施工單位應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行購買相應(yīng)規(guī)格的PE管材。并且要加強(qiáng)管材的現(xiàn)場管理,防止管材的破裂。

對于PE管道熱脹冷縮的問題,應(yīng)根據(jù)具體的情況提出防止管道縱向伸縮的措施。而對于施工造成的事故,應(yīng)加強(qiáng)施工過程的監(jiān)管力度,按施工規(guī)范進(jìn)行施工安裝,嚴(yán)格施工全過程質(zhì)量管理和施工責(zé)任追究制度。

4.總結(jié)

聚乙烯(PE)作為給水管具有很好的市場前景,成熟的聚乙烯(PE)施工技術(shù)需要在實(shí)際施工中進(jìn)行不斷的總結(jié)和提高,使該項(xiàng)施工技術(shù)達(dá)到成熟,并為我國的城鄉(xiāng)供水建設(shè)起到重要作用。

[參考文獻(xiàn)]

[1]馮鼎華. 淺談PE管在城市給排水工程中的應(yīng)用[J].山西建筑.2008,34(4).

[2]張敬仲,朱偉芳. 聚乙烯(PE)給水管施工工藝及質(zhì)量檢查[J].2009,25(15).

[3]李長宏,雷國理.聚乙烯(PE)供水管施工技術(shù)[J].東水利水電, 2005(1).

[4]王保卿,王改娟,代琨. PE管在礦區(qū)給水工程中的應(yīng)用[J].福建建材, 2007(3).

何海濤 (1965.7—),男, 漢族, 陜西旬邑人,工程師。曾從事澆灌與農(nóng)村供水管理和水利工程的勘察設(shè)計(jì)與施工管理工作。