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1、浅谈聚乙烯（PE ）管道接头漏水和爆管的原因及解决措施摘要：聚乙烯（PE）管材是一种新型材料，它具有柔韧性好,耐腐蚀性强、质轻、抗冲击性能优良等 特点，管材、管件连接可采用热熔对接及电熔等连接方式，使管材、管件熔为一体，系统安全可靠， 施工成本低，使得在工程应用中得以迅速发展。但是由于PE管在工程施工中因选材不当、对材料的 特性掌握不够和施工工艺缺陷等原因，造成质量问题现象仍然普遍。本文从铁路某枢纽站2006 2007 年间竣工的聚乙烯（PE）管道的运行状况和发生爆管的原因进行分析，分析结果表明，温差大、纵 向回缩特性是造成接头漏水和爆管的主要原因，在设计及施工中一定要考虑这一因素。关键词：聚
2、乙烯（PE）管道 爆管 温差 纵向回缩率一、引语聚乙烯（PE）管材是一种新型材料，它具有柔韧性好,耐腐蚀性强、质轻、抗冲击性能优良等特 点，管材、管件连接可采用热熔对接及电熔等连接方式，使管材、管件熔为一体,系统安全可靠, 施工成本低，使得在工程应用中得以迅速发展。但是由于PE管在工程施工中因选材不当、对材料的 特性掌握不够和施工工艺缺陷等原因，造成质量问题现象仍然普遍。木文从铁路某枢纽站20062007 年间竣工的聚乙烯（PE）管道的运行状况和发生爆管的原因进行分析，提出预防聚乙烯（PE）管道 接头漏水及爆管的措施。二、聚乙烯（PE）管道接头漏水和爆管的原因分析聚乙烯（PE）给水管一般采用热
3、熔对碰连接。据调查，铁路某枢纽站20062007年间竣工的聚乙 烯（PE）管道管径在dellOde250的给水管道约4.62km,除过铁路、公路段采用套管外，其余采 用直埋敷设或管沟内敷设（客车上水栓和站场消火栓），工程竣工后2年的运行状况，共发生因热熔 连接头焊接不良漏水事故4起，爆管漏水事故2起，其中1起漏水事故危及铁路路基边坡稳定。经过调查分析，造成聚乙烯（PE）管道接头漏水和爆管漏水的主要原因有：热熔接头连接没有严格遵守规定的操作规程控制好温度、压力和时间三个参数，造成连接质量 不稳定。直埋敷设的管道没有严格按照埋地聚乙烯给水管道工程技术规程中要求的聚乙烯管道的填 砂，|口|填土等施工
4、规范来控制覆土质量，导致的接口漏损。有些地方管道埋设深度达不到规范要求, 造成覆盖土厚度不够。站场管沟内敷设的管道由于支架及管卡安装不均匀，部分管卡螺栓固定不紧，季节温差的变化 引起的纵向回缩景，在每个接头上得到分解不匀，造成管道应力不匀拉裂热熔接头，这种情况2008 年在木枢纽冬季寒潮来袭的次日就发生过3起。该铁路枢纽站场路基有大部分填土，当时为了赶工期，管道敷设在未压实的填土上，沉降不匀 导致管道壁变形使管内压力受力不均进而引起爆管。管道接口为郊区农田或小河附近，土体经过开挖后土质现状较松，回填土也未按要求压实；管材纵向回缩率的物理特性对施工质量会产生较大影响，施工时一般很少考虑管材纵向I
5、可缩率 这一问题，纵向收缩引起的位移长度变形大，容易爆管设计图在连接PE管道与金属管道处，一般没有标示要设置波形补偿器来弥补PE管道长距离铺 设，以减少聚乙烯材料的物理特性对管网安全的危害，大大降低漏损风险；因花木被挖走移植，坑深而未及时回填，使管道裸露在外，有人把深坑当垃圾处理点燃烧东西 而引发事故，类似情况在2008年就发生过1起。热焰接头施工工艺要求比较高，有些施工人员水平不高，责任心不强，只经过儿天培训就开始 单独上岗制作，有些施工单位存在盲bl施工问题，认为热熔接头很简单，安全系数高，不会出事。材料采购购买了部分质量较低劣产品，现场条件比较差，施工现场温度、湿度、灰尘都不好控 制，这
6、些都给长期安全运行留下隐患。三、预防聚乙烯（PE）管道接头漏水及爆管的措施（一）在图纸审核时发现设计存在问题，减少设计图差错图纸审核是设计单位和施工单位进行质量控制的重要手段，也是使施工单位通过审查熟悉设计 图纸，了解设计意图和关键部位的工程质量要求，发现和减少设计差错，保证工程质量的重要方法。 所以施工前，首先应认真学习图纸，熟悉图纸的内容、要点和特点，弄清设计意图，掌握工程情况, 了解建筑结构，以便采取有效的施工方法和可行的技术措施。在审核图纸时，要特别注意设计图中 连接PE管道与金属管道，是否标示有适合给水用的波形补偿器，提供足够的变形余量，防1上管道的 热胀冷缩造成的管体位移；如果考虑
7、PE管道长距离铺设，利用波形补偿器，在一定的距离范围内设 置，以减少聚乙烯材料的物理特性对管网安全的危害，大大降低漏损风险；根据目前的管配件情况，考虑在PE管道与金属管道结合处加装管道伸缩接，可以增加一定的变 形余量，起到降低漏损风险的作用。该方案实施比较简单，但管道伸缩接的屈伸距离较小，可能只 适合短距离的PE管道上，如定向钻进的PE管道和金属管道的连接方案，拖拉管两侧均要设置管道 伸缩接，补偿PE管道的纵向|可缩量；对于敷设在松软土地上的管道，为防止不均匀沉降造成对管道影响，应考虑增加管道支墩。（二）在施工前编制施工方案和详细的技术交底，提出可靠的预防措施, 确保工程施工质量在工程施工管理
8、中，施工方案的正确与否，是直接影响施工质量的关键所在。对工程景大、施 工难度高，并对整个建设项目的完成起关键作用的、甚至会影响全局的关键单项工程，为了进行技 术和资源的准备工作、施工进程的顺利开展和现场的合理布置，确定合理的施工程序，顺序与工艺 流程；兼顾工艺的先进性和经济上的合理性的施工方法；既能满足工程的需要，乂能发挥其效能的 施工机械。施工方案编写要着重施工环境分析和具体施工操作方案，并说明理由。在编写聚乙烯（PE）管道施工的详细技术交底时，要特别注意管道的施工环境、敷设方式和PE 管的特点、热熔焊接工艺上的交底，使全体施工人员明白施工工艺要求和操作步骤。（三）在施工中严格按技术交底组织
9、施工在工程施工中，要严格按技术交底组织施工，监控到位。1. 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。沟槽开挖宽度：PE管道的柔性好、重量轻，所以可以在地面上预制较长管线，当地形条件允许 时，管线的地面焊接可使管沟的开挖宽度减小。其最小宽度应以方便安装对接为宜。在沙土或淤泥的管沟内，如果不易作出一个直立的管沟侧壁，那么可以做一个45或能够支 撑沟壁材料的一个坡度。如果管沟较宽，那么为了支撑最终的填埋层重量，初填埋材料必须被夯实。PE管道埋设的最小管顶覆土厚度为：埋设在车行道下管顶埋深不得小于0.9米
10、；在人行道下 或管道支管不得小于0. 75米；绿化带下或居住区支管不得小于0. 6米；开挖管槽时，要求沟槽底部平整、密实，无尖锐物体。沟底可以有少量局部的起伏，但必须平 滑地支撑管材。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PE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 （超挖），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。2. 管材、管件运输及贮存在施工前管材运输时，应将PE管放置在平地车上，直管应设有支撑，逐层叠放整齐，并用非金 属绳固定牢靠，管材、管件在运输途中，应有遮盖物，避免暴晒雨淋。在管材运
11、抵工地后，应整齐 摆放，堆成三层，不得剧烈碰撞，避免接触尖锐物件。若PE管被刮伤，刮伤深度超过1cm,则将其切除。 管材堆放好后，面上盖一层油毛毡，避免LI牺雨淋。PE管受温度影响较大，值班人员经常检查，发 现未防护好的及时处理。3. 管沟内管道的敷设沟槽开挖后，在沟底铺上20cm沙土或合乎要求的原土整平夯实，回填就地取材。安装前检验管糟是否达到安装要求，然后查看管道外观有无明显凹陷、裂痕、擦伤、划伤，发 现质量隐患及时更换。管道可在地面预先连接成管段，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。整体安装可拖拉的最大安全距离为50mo
12、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。在管道弯头、三通、渐缩接头、消防栓等处均用C20价设置混凝土支做，法兰阀门用砖砌支做 加固。在管路隆起部位或上坡地段均应设置排气以减小气、水混压对管道的冲击。管道与排气阀 的比例设计为1:8。站场砖砌的管沟内敷设的管道支架及管卡安装要均匀，卡箍处要垫上橡胶，螺栓固定紧度一致, 使季节温差的变化引起的纵向回缩景，在每个接头上得到分解。施工时的日照对PE管道影响较大，必须做好现场的避阳工作。进入夏季，日照情况相对比较强 列，由于给水用PE管道表面为黑色，PE管道添加有炭黑材料，作用
13、是防II：紫外线对管道材质进行 光降解，在口照情况，黑色容易大量的吸收热量，下管前管体表面温度远远超过实际气温，热膨胀 程度更严重。因此施工过程中要采取适当的措施，减少夏季施工时太阳的直接曝晒，降低受热程度 来避免口照对管道影响。做好施工组织设计，对现场聚乙烯管材的温度要有一定量的控制，必要时可选择在早晚间敷管, 避免阳光直射，在措施上降低一定量的温差变化。4. 管道连接管道的连接方式主要有：当dn （公称外径）W63mm时，采用热熔承插连接或电熔连接；当dn， 75mm Hj ,采用热熔对接或电熔连接；与金属管及管路附件的连接，采用法兰连接或过渡管件连接等 方法。热焰对接连接时，采用热熔对接
14、焊机，具体步骤：把待接管材置于焊机夹具上并夹紧；将管材待连接端清洁干净，然后铁削连接面，若连接端不干净，则易产生漏水现象。校直两对接件，使其错位量不大于2mm；放入加热板；加热完毕，取出加热板；迅速接合两加热面，升压至焰接压力30Pa并保压冷却；热熔完成。热熔焊机操作人员应遵循以下焊接参数。焊接参数表壁厚（mm）预热时的卷边高度 （mm）。（预热温度210 10C）加热时间（s）。（温度21010C）允许最大切 换时间（s）焊缝在保压状态 下的冷却时间 （min）12.2-18.21.0120-170817-2420.1-25.51.5210-2501025-32PE管热焰对接的要求：需用专用
15、的热熔对接机具；检查有无产品出厂合格证，并索要出厂检验报告; 性能相似，不同牌号材质的连接需试验验证；不使用明火；在寒冷气候（-5度以下）和大风环境下 进行连接操作时，应采取保护措施，或调整连接工艺。5. 热熔对接连接（对接焊）工艺聚乙烯管材的焊接一般分三个阶段，加热段、切换段、对接段，根据管了的不同规格和截面积 制定其焊接参数。焊接工艺三个重要参数：温度、压力、时间。（1）温度的确定聚乙烯管材对接焊的最佳焊接温度为200230C, 一般生产厂家确定为21010C； 是聚乙烯材料的加工温度，在材料粘流态转化温度之上，只有在这种条件下，聚乙烯产生熔融流动, 聚合物的大分子才能进行相互扩散形成缠绕
16、，得到最大的强度和高质量的焊接结果；实践证明，温 度低于180C,即使加热时间长，也不能达到质量好的焊接结果。如果温度过高，将有可能激活分 子链中的C键与氧发生反应，使材料降解，聚乙烯材料将受到氧化破坏。析出挥发性的物质和气体, 材料结构发生变化，生成不饱和炷，出现杂质，从而使焊接质量降低。（2）时间的确定加热时间的确定：焊接端面平整后10x壁厚（mm）秒。加热时间的长短，决定焊接的质量；是否能将温度均匀传递到焊接面及一定的深度，在转换的 阶段保持最佳的焊接温度。管端面熔化的最佳时间，是随着需要加热的面积增大而增大的，更重要 的是对流和辐射传播的能量，会随着管壁厚度的增加而减小。管端面的不平度，造成热
