PE給水管供水施工適用性分析論文

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摘要：介紹了pe給水管的優(yōu)越性及在供水工程中的應(yīng)用，闡述了PE給水管安裝工藝的參數(shù)控制，提出了施工中易出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷，為進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用提供了參考。

關(guān)鍵詞：PE；管材；管道連接；熱熔操作技術(shù)

PE管道是以高密度或中密度的聚乙烯原料生產(chǎn)的管道輸配水系統(tǒng)，是城市供水管材的新產(chǎn)品，已成為管道領(lǐng)域“以塑代鋼”的首選管材，它克服了鍍鋅管、鑄鐵管易銹蝕、結(jié)垢、滋生細(xì)菌、壽命短的缺點(diǎn)。實(shí)踐證明以PE為原材料的管材，質(zhì)量可靠、運(yùn)行安全、維護(hù)方便、費(fèi)用經(jīng)濟(jì)、特別是PE給水管熱熔工藝更適合管道的直埋、暗埋，有效地解決了接頭滲漏的難題。亳州市建投投資有限公司從2006年已經(jīng)開始使用室外埋地PE給水管，進(jìn)行城區(qū)供水改造。近三年來，年安徽省亳州市城市供水改造工程完成投資8350萬元、總長度約520km（包括支管網(wǎng)），管徑從dn25、dn63、dn100、dn160、dn200、dn315dn400到dn500、dn630不等。現(xiàn)就PE給水管在施工應(yīng)用方面的有關(guān)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析和探討。

一、PE給水管道的優(yōu)越性

1、耐腐蝕、不結(jié)垢：PE給水管材是一種具有非極性結(jié)構(gòu)的高分子材料，具有較好的耐化學(xué)性。對水中和土地中的所有離子和建筑物內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)均不起化學(xué)作用，具有抗酸堿腐蝕能力、不生銹、不結(jié)垢、耐老化、不滋生微生物、不產(chǎn)生異味。絮凝物使水質(zhì)變色，符合衛(wèi)生規(guī)定，是飲用水輸送的理想管材。

2、質(zhì)量輕：質(zhì)量僅為鋼材的1/10，可大大減輕工人的施工強(qiáng)度，降低了機(jī)械的吊裝費(fèi)用。縮短了工期，提高了功效。

3、管件連接牢固，由于聚乙烯具有良好的熱熔性，能保證接口材質(zhì)結(jié)構(gòu)與管體本身的同一性，實(shí)現(xiàn)了接頭與管材的一體化，熔接接頭泄露率比金屬管道顯著降低。

4、管內(nèi)流體阻力小，管段內(nèi)壁平滑，沿程摩阻力比金屬管道小，管件連接不縮徑，局部阻力系數(shù)比鋼管小。

5、使用壽命長易回收利用，鍍鋅管的使用壽命一般為10年～15年，實(shí)際使用時間往往更短，而PE管使用壽命可達(dá)50年。它易回收利用，不產(chǎn)生對環(huán)境有影響的物質(zhì)，技術(shù)成熟且不斷發(fā)展。

6、對地基的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性。PE管材是一種高韌性管材，其斷裂伸長率一般超過50%，對管基不均勻沉降的適應(yīng)能力非常強(qiáng)，對地基沉降和端部荷載具有有效的抵抗能力。

二、PE給水管在供水工程中的應(yīng)用

1、PE給水管道的施工

（1)溝槽斷面。

在斷面選擇中，考慮以下幾個因素的影響：管道的直徑、埋設(shè)深度、土壤類別、地下水情況、施工季節(jié)、溝槽是否用支撐、土方的運(yùn)輸、排水方法，基于以上8個方面因素的考慮，結(jié)合亳州市區(qū)內(nèi)的工程地質(zhì)情況，地下水位較低，在多年的施工中，對于DN300以下的管道在城區(qū)內(nèi)施工幾乎未遇到地下水，亳州市的凍土層約為0.5m，所以采用的是直壁與放坡相結(jié)合的斷面形式，溝槽放坡按給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范執(zhí)行。

（2)基礎(chǔ)處理

開挖中若基礎(chǔ)為未擾動槽底原狀土，可直接鋪設(shè)管道，對于一般土質(zhì)，主要采用鋪砂墊層，厚度為200mm，管道在鋪砂墊層前，應(yīng)先夯實(shí)平整，其密度不應(yīng)低于90%。對于流砂、淤泥層硬土層等，采用換土、打樁等措施，確保工程質(zhì)量。

（3)PE管材、管件之間的連接

PE管材、管件之間的連接一般有熱熔連接、電熔連接及機(jī)械連接，供水改造工程的3家公司全部采用熱熔連接。熱熔連接又分為熱熔承插連接和熱熔對接連接，DN65管道以下(包括DN65)采用熱熔承插連接，DN100以上采用熱熔對接連接。熱熔連接要采用相應(yīng)的專用連接工具，連接時嚴(yán)禁明火。要校直兩對立的待連接件，使其在同一軸線上。

a.熱熔承插連接方法：將匹配的內(nèi)表面和外表面同時加熱到粘流態(tài)，拆去加熱工具，將外表面插入內(nèi)表面形成承插搭接。其連接的界面是柱狀面。熱熔對接連接關(guān)鍵是要把熔接過程中柱狀熔融界面的溫度、時間和接縫壓力三個參數(shù)調(diào)到最佳，把熔融界面材料的特性、柱狀界面幾何尺寸自身的匹配及界面和加熱工具的匹配性、環(huán)境溫度等因素同時考慮。這種操作大多為手工操作，因此人為因素是焊接質(zhì)量的一個重要影響因素。

b.熱熔對接連接方法：將兩相同的連接界面用加熱板加熱到粘流狀態(tài)后，移開熱板，再給連接面施加一定的壓力，并在此壓力狀態(tài)下冷卻固化，形成牢固的連接，其連接界面是平面。熱熔對接連接的關(guān)鍵是要在對接過程中調(diào)整好溫度、時間、壓力三個參數(shù)，要把連接界面材料的性能、應(yīng)力狀況、幾何形態(tài)以及環(huán)境條件等自然因素一起考慮，才能實(shí)現(xiàn)可靠的熔焊。

c.不同管徑之間的PE管連接采用PE異徑管件變徑后，仍采用熱熔連接。

（4)PE管材與其他的管材、管件及閥門之間的連接。

城市的配水主管道的施工管段水壓試驗(yàn)及沖洗消毒合格后，要與用戶管、已建管道等其他材質(zhì)的管材、閥門進(jìn)行過渡連接，尤其是對更新改造的主干管更是存在著與其他管道連接的問題。

a.dn63以下的PE給水管與金屬管道、小口徑閥門的連接，可采用內(nèi)(外)鑲嵌金屬螺紋的注塑管件進(jìn)行過渡。

b.dn63以上的PE給水管與其他材質(zhì)管道、閥門、伸縮器、消火栓等金屬管件的連接，采用相同型號的法蘭連接進(jìn)行過渡，PE管材的過渡法蘭由法蘭頭和鋼塑法蘭片組成。PE管材與其他材質(zhì)的管材、管件、閥門等的連接，其過渡管件的壓力等級不得低于管材的公稱壓力。

（5）熱熔連接過程中易出現(xiàn)的操作缺陷及預(yù)防措施

熔接強(qiáng)度的確定要考慮材料的性質(zhì)和接頭的質(zhì)量，一般控制熔接溫度為230℃±10℃，溫度的上限受制于材料結(jié)構(gòu)的變化和焊縫形狀的優(yōu)劣。溫度過高，會出現(xiàn)卷邊尺寸增大，聚合物熔體對工具的粘附。聚合物的熱氧化會析出揮發(fā)性產(chǎn)物(一氧化碳、不飽和烴等)，使接頭強(qiáng)度降低。

熱熔連接過程中易出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷及預(yù)防措施如下：

a.接頭處或接頭附近的管材上出現(xiàn)裂縫：由于設(shè)定的溫度過高，產(chǎn)生管材表面碳化，相互熔接的兩端材料熔體流動的速率不同。

b.熔縫出現(xiàn)缺口：熔接壓力不足，吸熱時間或冷卻時間過短，管口切削不平行。

c.管端錯位：由于機(jī)具夾具不同軸，管段沒有架設(shè)水平，操作誤差大。

d.卷邊不規(guī)范：過窄是熔接壓力過大，過寬是吸熱時間不正確。

e.熔接不充分產(chǎn)生假焊：連接的管端面有污染，轉(zhuǎn)換時間過長，熱板溫度過低。

f.角度變形：由熔接機(jī)和管材安裝不當(dāng)產(chǎn)生管端受力不均。

g.連接面出現(xiàn)孔洞砂眼：焊接壓力不足，冷卻時間不足。

h.外來雜質(zhì)引起的空隙：加熱板處理的不干凈或加熱板上有水溶劑的存在。

2、PE管材的水壓試驗(yàn)

由于PE管材是一種熱塑料材料，管材本身具有發(fā)生蠕變和應(yīng)力松弛的特性，與傳統(tǒng)性材料(如球鐵、鋼等)管道不同，水壓試驗(yàn)過程中，PE管材發(fā)生蠕變會導(dǎo)致一段時間內(nèi)呈連續(xù)下降趨勢，試壓時間較長，需要注水補(bǔ)壓，不應(yīng)認(rèn)為管道漏水，故PE管材的水壓試驗(yàn)與GB50268給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范對壓力管道的水壓試驗(yàn)不同，判斷水壓試驗(yàn)的方法與標(biāo)準(zhǔn)也不同，應(yīng)充分理解PE管道在壓力試驗(yàn)期間的壓力下降現(xiàn)象。公務(wù)員之家

三、結(jié)束語

PE管材作為一種新型管材，雖然在施工中有其優(yōu)點(diǎn)，但應(yīng)注意以下問題：

1、PE管材為塑料管材，不易儲存，怕日曬，必須有封閉較好的倉庫保管儲存。

2、PE管材的管道基礎(chǔ)相對于球墨鑄鐵管，要求更嚴(yán)格。

3、PE管材的水壓試驗(yàn)對于初次試壓時難以控制。

4、PE管道的主管材價格相對便宜，但管件價格目前與其他管材相比，相對較高，如：電熔管件等。雖然PE管材有一定的不足，但作為一種新型管材，具有優(yōu)異的材料性能、廣泛的環(huán)境適應(yīng)性及良好的連接、施工性能，PE給水管道會得到更廣泛的應(yīng)用。