钢骨架增强塑料复合管的连接与施工_图文

1、钢骨架增强塑料复合管的连接与施工温州煌盛管道工程有限公司胡一春钢骨架增强塑料复合管是内层管壁和外层管壁采用聚乙烯-PE,中间设置有两层或多层缠绕形成的钢丝网格状增强层或网状钢板增强层,经过包覆处理的高强度钢丝或网状钢板对现有的纯PE 管进行缠绕增强,以此工艺制造而成的管材公称压力很容易达到:4MPa 以上(口径De110、3MPa(口径De 200和1.6MPa(口径De630,而且管材壁厚低于纯PE 管。如图1结 合 层 钢丝网增强层芯 管外 管 图1随着对钢塑复合管认识的提高和技术的改进,钢塑复合管已开始进入这一领域,而且国家和行业也开始用产品标准来进行管理,相继出台相应的标准与规范。 该

2、复合管材的基体塑料采用PE100级HDPE 管材专用料,含有相应的抗紫外线剂和抗氧化剂等成分,较其它塑料管道具有更高的耐内压能力、抗快速开裂性能和更长的使用寿命。一、钢骨架增强塑料复合管的连接钢骨架增强塑料复合管一般可采用电热熔连接和法兰连接两种连接方式。1、管件的选型:一般情况下,给水或低压系统中,管件采用纯PE 电熔管件;而在燃气领域,为考虑压力(使用压力在0.8MPa 以上及连接的可靠性,一般采用带钢骨架的中压电熔管件。两种管件的安装连接方式均相同。2、电热熔连接的工作原理电热熔连接是将复合管材插到电热熔管件中,对预埋在管件内表面的电热丝通电使其发热。首先管件内表面被熔化而产生熔体,熔体

3、膨胀并充满管材与管件的间隙,直至把管材外表面也熔化也产生熔体,两种熔体互相缠绕在一起,冷却成型后,管材与管件便紧密连接为一体。电熔焊接的关键因素是对焊接温度及塑料熔体压力进行严格的控制。通过对工作电压、电流和时间的优化控制能量的输入,将熔体保持焊接部位并形成一定的内压力。焊接时的内压力来自于塑料熔体受热过程中的膨胀。电熔管件的两端未缠绕发热电热丝,在管材管件配合间隙均匀的情况下其两端的温度相对低很多,限制熔体的向外流动及由此产生的发热丝的移动,使焊接部位保持了一定的内压力,从而保证了焊接的效果。需要指出的是,管材与管件配合的均匀性也对焊接的效果产生很大的影响。两者配合的越均匀,意味着焊接部位的

4、圆周上的熔化温度会均匀提高,在相同的时间内达到熔化温度;反之,则是间隙小的焊接部位的温度提高快,先达到熔化温度,而间隙大的焊接部位的温度上升缓慢,达到熔化温度的时间滞后。两个焊接区域无法同时达到熔化温度,使得焊接不均匀,焊接效果不良。2. 电热熔连接的优点a.电热熔焊接技术施工方便、迅速,可实施连续安装组对,统一焊接。b.焊接可靠性好。与其它连接方式相比,强度和密封性好。c.保持管道内壁光滑,不影响流通面积。d.适用于不同的牌号、不同熔融指数的HDPE原料生产的管材管件的连接。3.电热熔连接的要点。焊接前,应对管材部位的表面进行预处理,使用砂轮片将表面打毛,去除氧化层,暴露新鲜材料。处理后应保

5、证有比较紧密的配合尺寸,保证打磨圆滑、均匀。二、钢骨架增强塑料复合管的连接过程1、施工流程管沟开挖管材、管件现场检查管材、管件搬运及安装就位管肋支撑调整电熔焊接冷却回填至-500mm分段强度、严密压力试验回填至地坪标高管道整体密闭性压力试验与系统管网连接工程验收。2、检验施工前应对管材、管件进行检验,是否符合标准要求,如外观、尺寸、及其他要求,不符合要求的一列不许投入到使用中。3、下料由于管道的转弯、开三通与变径时,需要待定的长度,根据所需图纸设计的长度尺寸,将管材截断。管长应考虑管件的承插深度、管口打磨余量(切割平整的可不给考虑及增加上的封口环厚度(一般为35mm,端口与管材轴线垂直,垂直度

6、斜口在承插到管件中不能露出管件的加热丝。PSSCP管切断处应位于钢板孔网骨架的孔洞处。4、封口De50200的使用封口环封,熔接面应无气孔、裂纹和缺口,不能有钢板外露,如有以上原因必须重封。加热板的温度应控制在200-220,热熔化时稍加压力,封口时先将封口环在加热板上加热,加热到部分变软时再将管材端面加热,管材端避免过热,导致钢板裸露。当到达热熔时间以后(封口环加热到翻边3mm左右,取出加热板,将封口与管材进行熔接,对封口环稍加压力1-2分钟。De250500的使用PE焊条用焊枪进行手工塑料热堆焊将钢丝遮盖,焊缝应尽可能均匀,端面严禁钢丝暴露。冷却后将翻边打磨,以免影响管装。5、去氧化层为了

7、提高熔接性能,管材的熔接面需去氧化层。De50200的宜采用手刮刀(玻璃片,由于小口径管壁较薄,只要去除氧化层为宜。De250500的由于口径大,面积大,宜采用打磨处理,提高效率。去氧化层时应均匀刮整个周边,面面俱到,不允许漏刮。刮削长度大于管件承插深度30mm。管件内壁同样的需做清洁处理,小口径的采用酒精擦洗,大口径的可采用刮去表皮处理,由于管件内壁布有铜丝,宜采用手工刮削,不宜用电磨处理,用电磨时,要用软磨片,避免铜丝处露。6、酒精(丙酮擦洗刮好后要用带酒精(95度以上或丙酮的清洁抹布或棉纱做好内外管材、管件表面的清洁,使熔接面不许有泥、油、及其它脏物。抹布或棉纱在使用过程中弄脏时,必须要

8、及时用清水洗干净。7、凉干组装时要保证管件、管材端口干燥,不充许有水珠进行装配。如未凉干,焊接时易产生气泡,影响熔接面的粘合。8、做记号在管材端口做好管件的承插深度记号,记号尺寸等于管件承插深度,确保管材承插到位,保证熔接质量。如承插不到位,加热部份露空,融熔接面积减少,承压能力大大降低,且焊接时管件内将会塑料熔塌,造成管件焊穿。做记号时,记号必须明显、清析。9、安装扶正器De315及以上口径安装时要采用扶正器,扶正器的作用:一、起拉紧承插作用,焊接时不易外移,二、起扶正管件与管材的配合间隙作用,三、起校圆管材作用。将扶正器的两个卡环调到管材的适当位置,必须位于记号之后,以免抵住管件承插不到件

9、,拧紧扶正器的卡环螺母,卡紧在管材上。安装时注意扶正器的螺孔方向,以免装不上扶正螺杆。10、承插到位承插时先将管件套在管材的一端,稍紧时采用榔头轻轻敲打而进。另一头, De50¬De250口径的采用榔头敲打管材末端以使承插到位。De315¬De500大口径管材采用扶正器、手摇葫芦(拉紧器辅助承插到位。承插时记号刚好外露管件边缘,不充许有过插、未插到位、管件不居中等现象。11、调整安装完后,将管件与管材连接处调整到同一个同心度、水平度,管件处不能出现严重的V字型,一般角度不超过15度。12、管件编号为了控制质量的追踪,责任落实到人,装好一个管件要对该管件进行编号,号码由年、月

10、、日、管件号组成;如05071501-XXX表示:05年07月15日焊接的第01个管件,焊接人员工号为XXX。13、焊接管材与管材的连接是通过管件以电熔的方式进行连接的,连接前要做以下几个步骤:1、接电源:焊机的使用电源有220V及二相380V两种,使用前务必核对清楚。所使用的电缆致少3×6+1mm2规格,如输送的距离过长,电缆需适当加粗,减少线损。2、试焊机:接好电源后,对焊机进行调试,是否能正常工作。3、接管件:将焊机的输出线与管件的接线柱连接好,不得有松动,导致接触不良。4、开始焊接:焊接按起动“按扭”时,电压、电流“调节器”必须回零位置。起动后,缓慢调整电压电流“调节器”使电

11、压、电流到设定值,调节时不能过快,一般以电压逐一上涨为准。由于天气、气候、季节不同使焊接参数有所影响,在焊接过程中需对公司提供的参考参数做暂停、延长、缩短等调整,为了保证参数的适用性,由公司提供参考参数在工程开工之前在现场焊接前根据现场情况先做12个破坏性管件焊接试验,即解剖试验,观察焊接效果。根据当时的季节气温确定参数,检查焊接情况,确定焊接参数后,交生产厂技术部门进行确认、备案。5、调整参数:焊接时可能出现异常情况需对参数进行调整,如电压、电流有上涨过快变化。由于天气、配合间隙、材料不同使焊接参数有所影响,在焊接过程中需对参数做暂停、延长、缩短等调整。6、记录参数:焊接时记录好焊接参数,以

12、便对施工质量跟踪分析,焊接参数记录在一定时间内传回公司由技术部门进行确认。7、焊接完毕:完成焊接后,卸除输出线与管件的连接。观察管件的温度是否正常,左右前后温度有无较大差异,冒料是否影响美观。如有不正常现象应给予当场切除处理。在寒冷气候(-5以下和大风环境条件下进行焊接连接操作时,应采取保护措施(保温,未采取措施的不能进行施工。可管件安装、焊接处通过搭建简易棚升温。14、冷却焊接完后在冷却过程中要让接头处于自然状态,且应保证冷却过程中不受任何外力作用,不得移动、转动接头部位及两侧管道。冷却时间应根据气候条件、管件大小等确定。15、压管为了防止埋地管管沟积水而致浮管,与试压时压力的作用使管道蠕动

13、,安装焊接冷却后应对管道进行压管,压管时管道内应充满水,不应在空管状态下进行夯实,一般为管顶500mm以上,压管时应露出管件(,以便观察。压管过程中注意防止管道位移和产生破坏管道的现象。16、试压管道一段安装完毕后或长输管线安装一段后,约1000米,需进行分段试压,试压前必须进行500mm以上的压土。一般给水管道需进行强度试验和严密性测验。强度试验的目的是检查管道的机械性能;严密性试验的目的是检查管道的连接质量。17、整体回填管道试压合格后的大面积回填,管道内应充满水,不应在空管状态全面回填。回填过程中注意防止管道位移和产生破坏管道的现象,18、系统试压管道系统安装完毕后,都需进行试压。一般给

14、水管道需进行强度试验和严密性测验。强度试验的目的是检查管道的力学性能;严密性试验的目的是检查管道的连接质量。19、资料工程竣工验收合格后,应将有关设计、施工及验收的文件和技术资料立卷归档。施工资料:开工报告、施工方案、工作联系单、设计更改、工程质量检验评定、施工分项报验及其他相关资料。验收资料:管道系统的试压记录;竣工验收报告、完工报告20、其它要求1、如遇特殊天气及其他情况变化现场条件不满足施工焊接条件时停止工作。2、现场施工人员必须严格遵守制造厂提供的钢骨架塑料复合管施工及验收规范,如有违反,将停止现场工作。施工、验收人员必须仔细学习该规范,以确保施工质量。3、特殊工程:如海底、河底工程、

15、高压力工程,结合钢骨架塑料复合管特性,采取以下方法焊接:(1、为保证管道的连接质量与提高连接性能,利用管材的特性先将管材采用对接(同PE管的对接原理,将管材对接为一体。(2、对接完毕后外加套电熔接头,再进行熔接,起到双重焊接作用,确保连接质量。三、钢塑复合管工程施工要求1.1 沟 槽1.2 回 填特殊地段,应经监理(建设单位认可后,方可回填。砂砾基础的设计支承角2要求见下图所示:砂石基础的设计支承角2基础型式 设计支承角2 基础设置要求说明 A 90°B 120°C 180°1、一般的土质地段H0铺0.1m 的粗砂基础。2、软土地基,且槽底处在地下水位以下时,应铺

16、垫厚度不小于0.20m 的砂砾基础。亦可分两层铺设,下层为540mm 的碎石,上层铺粗砂,厚度不小于0.05米。1.3管道敷设安装要求与管道轴线垂直,严禁用明火烧割。1、套管宜采用钢管或钢筋混凝土管2、套管内径应比钢骨架聚乙烯复合管外径大100mm以上3、套管两端套管与钢骨架聚乙烯复合管道的间隙应采用柔性的防腐、防水材料密封,其一端应设置检漏管4、套管端部距铁路路堤坡脚外距离不应小于2.0m,距高速公路和城镇主干道边缘不应小于1.0m,距电车道边轨不应小于2.0m.1.5一般规定常见加固措施方法如下图1-图3所示: 45度弯头支墩示意图在安装阀门时,阀门的重量不能直接作用在管材或管件上,应采取

17、防止造成外加拉应力的措施。口径大于100mm 阀门应设支墩,必须进行足够的加固。在阀门井内应设置卡环、短接、支墩等固定阀门的装置。消防管接出消防栓时,可在三通的一侧水平接上电热焊法兰,然后依次接上短管(便于更换阀门、法兰、阀门,再用钢管短接到消防栓。 在地上安装时,管道与阀门、鑵体、水泵等相连时,要采取固定支架。直管段应采取滑动(轴向、横向支架。 当管道铺设因地形或工况需要使埋深(标高突然发生较大变化时,需分别对管件连接处采取加固措施。级应与管材压力等级相同。法兰密封面平行度允许偏差值允许偏差(a-bmm 公称直径(mm P0<1.6MPa P0=1.64.0MPa100 0.20 0.

18、1>100 0.30 0.15金属法兰盘片与塑料法兰的配合面应根据角度进行面与面的配合,不充许出现斜面与直面、斜面与斜面配合的线接触出现,不能出错。安装时平行度要求符合以上要求。垫片与法兰必须做好清洁工作,不能有沙有泥。安装螺栓时一定要配上弹簧垫片,螺栓要对角均匀紧固。1.6 架 管管件部位下方。四、焊接原理PE属热塑性塑料。受热时,呈现玻璃态(结晶态、高弹态、粘流态等不同的物态变化。热塑性塑料重要的温度参数有玻璃化温度Tg 、粘流温度Tf、晶体熔融温度Tm 和热分解温度Td。结晶性塑料在Tm以上或非结晶体性塑料在Tf以上,塑料由固态熔融为粘稠的流体。塑料的焊接即在这段温度范围内进行。热

19、熔焊接原理正是建立在PE为部分结晶性热塑性塑料(HDPE的结晶度为85-95%的熔融特性上的。焊接的基本过程是对PE连接的界面通电加热至熔化状态,根据粘性接触理论,在压力的作用下,通过控制温度和时间,连接成一牢固结合的整体。电热熔连接是利用焦尔效应实现的连接。电熔连接主要包括电熔套接和电熔鞍形连接两类。电熔管件包括直接、鞍接、变径、等径、异径三通和弯头等。 电熔承插连接D 1-熔融区域平均内径;D 2-承口最小内径;D 3-管件最小内径;L 1-插入深度;L 2-加热长度;L 3-不加热长度1、参数1、焊接参数是指直流电压(V、电流(A、时间(S三要素。焊接参数是保证电熔焊接质量最重要的因素。

20、从熔接原理看,设置正确的焊接参数,实质上是给焊接区域提供恰到好处的热量(电能转化为热能。我们对焊接参数的控制,也就是对焊接温度的控制:温度过高会降解PE 材料(甚至冒烟;加热不足会导致PE 软化不够。2、焊接参数时间的多段控制纯PE 管电熔焊接时间一次完成,中途不停顿。钢骨架PE 复合管因其中夹有钢丝或冲孔钢带的影响,往往分三段甚至四段时间焊接更佳。这样做的目的,可使PE 升温减慢,热量损失少,充分塑化并保持合适的熔体压力,避免冒料和降解冒烟等不良现象。3、接参数与焊机焊接参数与使用的焊机品牌、功率等因素有很大的关系。现场施工时,应引起足够的重视。此外,还需注意熔接界面处产生的熔体压力。2、接

21、温度变化过程。PE 通电后发热,其温度变化情况如下:130-140开始熔化,且出现暂时性平台(相变吸收能量;相变完成后,熔体填满间隙,界面温度迅速上升,至180以上,达到焊接参数设定总时间后断电,温度不断下降,至140时熔体开始固化,下降至120时,因结晶作用放热会出现暂稳平台,降至110时完成固化。3、电熔焊接最佳温度范围。电热熔焊接通常是在高弹态的上限、粘流态的下限这段温度区域进行(也可说是在晶体熔融温度Tm 与热分解温度Td之间的温度段进行。实践说明,熔接的最佳温度是180-230之间。4、电熔连接的关键技术电熔连接的关键技术,除设置正确的焊接参数外,还必须十分重视管材、管件两者之间连接界面的间隙。不同规格尺寸的管道连接有各自的最佳间隙值,一般以0.5-1.5mm为佳。因此,连接时应进行选配。五、抢修与维护方式我公司生产的钢丝缠绕网骨架复合管应用于天然气输送时抢修的办法有以下四种:1、轻微泄漏可采用塑料补焊方式进行抢修,操作简单方便、快捷;2、一般泄漏采用电热熔马鞍型管件进行抢修,一般只需12个小时;同时还可采用天津市翔悦密封材料有限公司提供的不停车带压密封技术,进行局部补漏。3、较严重泄漏时采用局部停气换管抢修,一般在条件具备情况下