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1、高密度聚乙烯高密度聚乙烯(HDPE)(HDPE)管道热熔焊接技术管道热熔焊接技术 一一 HDPE 管材简介管材简介 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“High Density Polyethylene” ，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
2、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。 二二HDPE 管规格及连接方式管规格及连接方式 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 Minimum Required Strength 的缩写 MRS)。PE80 的 MRS 达到 8MPa；PE100 的 MRS 达到 10MPa
3、。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 190240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 UPVC 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 DN16
4、0 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。 三三HDPE 管热熔施工管热熔施工 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、
5、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
6、、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; 确认焊 接设备、 管材和 配件 测量尺寸，取材 清理氧化层 清洁焊接面， 对接 热熔焊接
7、焊接质量检查，冷却 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。 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 12mm 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
8、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、
9、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 1.1
10、5 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
11、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。 四四. . HDPE 给水管道在应用上应注意的事项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，DN110 的管路夏天安装可稍微蛇形铺设， DN110 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
12、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 21010，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 220240V 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。
