聚乙烯管道全自动电熔承插技术

 陈胜

 (广东省工业设备安装有限公司广州510080)

摘要：本文结合珠海长隆海洋王国淡水馆维生系统工程中聚乙烯管道采用全自动电熔承插技术的施工实践，较详细阐述了聚乙烯管道全自动电熔承插的全过程，可供同类工程参考借鉴。

关键词：聚乙烯管道刮削  承插电熔冷却

中图分类号：TU81  文章编号：1002-3607 (2016) 05-0039-04

1前言

 珠海长隆海洋王国淡水馆维生系统抽取海水进行臭氧处理，带有强烈腐蚀性，设计采用聚乙烯管道，接口采用电熔承插连接。海洋王国淡水馆结构形式：底部掏空埋管后回填，上

部为观众展览区。

 该工程于201 2年11月土建进行底部开挖，管道安装与土建回填滞后进行，而且管径大、用量多，接口要求一次成型，质量达到100%，不具备返修可能，安装空间小，死角定位难。针对以上特点，项目部严格按照本技术流程施工，质安员现场监督，每个电熔接口按设计规范要求验收，过程中杜绝接口漏水。

2施工特点

2.1施工自动化

 聚乙烯管道电熔承插施工过程中，工人只需要定位、刮皮、测量、清洁、承插等工作。在电熔机输入对应的参数便可自动完成焊接工作，大幅度减轻工人的劳动强度，提高工作

效率，减低成本。

2.2管道深化定位要求高

 管道安装空间小，管道管径大，用量多，众多管道横七竖八三维布置，存在较多收尾段和死角位。需提前做好管道和接口深化定位，利用管道长度控制接口位置，尽量避开死角

位，节省材料。

2.3无返修条件

 土建开挖成碗状，管道安装与土建回填同时进行。回填后上部为观众展览区，不具备返修可能，要求一次成型，接口100%合格。

2.4管道做临时架空支架支撑

 无楼板打支架吊装，需做临时架空支架，图纸深化标出支架尺寸和坐标，满足定位管道接口的标高要求。

3施工流程及操作要点

3.1施工工艺流程

施工工艺流程见图1。

3.2操作要点

 说明：不同厂家提供的电熔焊机焊接参数略有不同，但是施工工艺和施工流程基本一致。

3.2.1施工准备

 聚乙烯管易受到紫外线和水分侵入破坏，放置地方应避免日晒雨淋，堆放高度不能超过1.5m;检查电熔焊机的电线和按钮等，保证能正常使用；观测现场环境，在寒冷气候（-5℃以下）或大风环境条件下电熔承插焊接，应采取保护措施或调整机具参数；检查施工现场的供电电源的电压波动性，避免大波动影响焊接质量。

3.2.2承插口定位

 施工图纸进行现场深化，画好综合管线布置图，进行三维分析，使聚乙烯管道布置横平竖直，水平方向排列整齐，垂直方向错落有致。图纸标出承插口的位置，找出死角位进行分

析。聚乙烯管道出厂长度为6m，通过管道长短的取舍，控制承插口处于方便位置。

3.2.3切割铣平管道

 聚乙烯管件内置挡圈，确保聚乙烯管道与管件间的有效连接。为保证管道端面与挡圈之间接触严密，避免产生缝隙，需确保管道端口的垂直度。管道端面应垂直轴线，其误差β <5mm。

 承插口定位后，便重新切割铣平管道端口，用直角尺测量端口的垂直度（见图2）。

3.2.4标记管道插入深度

 聚乙烯管道的电熔焊接热量随着管径的增大而增大，导致管件发热带随之增大。因此，不同直径的聚乙烯管件具有不同的插入深度L1。用直尺测量管件长度L，标记管道插入深度

L1，一般L1=L/2+5mm，并用彩色笔标记，控制刮削管道表面的区域（见图3）。

3.2.5刮削管道表面

 聚乙烯管道在生产过程中，外表面形成极薄的蜡质氧化膜，高温的氧化膜与空气接触发生变化，形成氧化层。氧化层不利于管道的电熔承插连接，因此电熔连接前必须用刮刀刮

削管道表面去掉氧化层（见图4）。刮削厚度h～0.2mm，刮削完毕后，表面不可再被污染，而且马上进行电熔焊接。

3.2.6管件承插

 刮削管道表面后，检查电熔管件中的电阻丝应当排列整齐，不应当有涨出、裸露、错行，再用干净的棉织物擦拭管件与管道的熔接区域。用微力把管件套入待焊接管道，缓慢旋

转深入靠紧挡圈，若大口径管件需用木锤敲入（见图5）。施工过程中，电熔管件承插口应当与焊接管道保持同轴。

 聚乙烯管道与管件应有合适的间隙，间隙过大或多小都会影响接口的质量。刮削厚度

h> 0.2mm．间隙过大，管道外表面与管件发热带接触不充分，热量传递不足，接口界面的分子链无法充分绕结，机械强度和气密性无法达到可靠连接；刮削厚度h< 0,2mm，间隙过小，管件难以套入管道，导致管道变形，间隙不均匀。受热不均匀，可能造成大量熔融树脂

溢出观测孔和树脂分解产生烟雾，使接口质量下降（见图6）。

3.2.7电熔焊接

 聚乙烯管道与管件的电熔焊接，是一种阻性负载，其输出采用有效值恒流输出电流和焊接时间，进而输出不同焊接热量，满足不同管件的焊接需求。根据焦耳定律Q=0.241RT．

 Q:电熔焊接热量，W；

 ，：焊接电流，A，可从管件名牌读取；

 R：管件电阻，Ω，可从管件名牌读取；

 7-：焊接时间，可从管件名牌读取。

 相对旧电熔技术，全自动电熔承插技术增加自动输入焊接参数功能，利用扫描枪扫描管

件条形码，即刻自动输入对应焊接参数实施自动化焊接。因为工地施工环境存在较多不确定因素，容易存在管件条形码损坏或者扫描枪故障。同时厂家再次生产配送对应管件或扫描枪

会耽误工期，项目部需对施工人员进行焊接参数输入交底，保证电熔承插顺利进行。

 聚乙烯管件承插正确后，启动电熔焊机，电热带发热到熔融温度( 190～2300 C)，管道与管件接触面熔融流动，高聚物分子重新相互扩散和缠绕，形成范德华作用力（见图7）。此时，观测孔会有冒刺，焊接接触面不得有熔融物溢出。焊接后，电熔管件的电阻丝不游离，管道与管件熔接面上无可见界线，无虚焊、过焊气泡等缺陷。

3.2.8带压冷却

 聚乙烯管道导热性差，高温的熔融接触面冷却需要较长时间，同时熔融膨胀产生气孔和夹杂物，需在接触面两端施加压力。接触面熔融膨胀在管件外表面与管道内表面的夹紧下，产生焊接压力F．促进管件与管道的熔融分子相互扩散缠绕形成连接（见图8）。

 聚乙烯管道与管件的接触面在熔融温度下，不具备使用功能，当接触面冷却到正常温度，机械强度和气密性得到使用要求。冷却时间t冷满足表1要求。

3.3劳动组织

劳动组织如表2所示。

4材料与设备

4.1主要施工材料

主要施工用的材料如表3所示。

4.2主要施工设备

主要施工设备如表4所示。

5质量控制

5.1标准要求

 聚乙烯管件应符合《埋地用聚乙烯给水管道工程技术规程》CJJ101的质量要求，及《给水排水管道工程施工及验收规范》GB 50268标准，剥离脆性破坏百分比不大于33.3%；电熔焊机满足IS012176-2、IS012176-3、IS012176-4标准的相关要求，还应保证电熔承插焊接一次完成无返工，不渗不漏的要求。

5.2质量保证措施

 为保证工程质量要求，还应注意以下几点：

 (1)聚乙烯管电熔承插焊接前进行电熔焊接专项培训，培训人员现场试焊，合格后方可施工：

 (2)质量检验人员应选取具有实际经验的技术人员，参与厂家专项培训，保证施工过程中及时发现问题。

6安全措施

 (1)结合施工现场，组成专职安全生产管理小组，明确各人员职责，坚决贯彻执行安全技术操作规程，加强现场安全管理；

 (2)工地用电严格执行临电规范要求，杜绝乱拉乱接，保证电熔焊机正常接地，施工现场保证整洁通风：

 (3)施工现场配置灭火器，对施工人员进行防火教育，落实防火措施；

 (4)施工人员进行聚乙烯管道铣削时，保持安全距离，避免受伤；

 (5)施工人员检查观测孔是否冒刺时，身体与高温处保持一定的距离，避免烫伤；

 (6)坚持“三检”制度，对安全隐患常发生处进行定期检查整改。

7结论

 珠海长隆海洋王国淡水馆维生系统工程聚乙烯管道采用本全自动电熔承插技术，大大提高工程速度，减低工程成本，保证管网水质要求，工程完成投入使用三年多来，工程质量稳定可靠。