聚乙烯管道(PE管)施工技术方案

聚乙烯管在输送给水时要求承受一定的压力，且要求至少50年的寿命，并且保证绝对的安全性，PE管道系统连接技术的优劣，直接关系到管网的运行效果和使用寿命。因此对连接技术的要求就非常严格。

1聚乙烯连接方式

PE管不能采用溶解性粘合剂与管件连接，它的最佳连接方式是熔焊连接，焊接技术的发展经历了一定的过程，早期聚乙烯焊接方式有热熔对接连接、热熔承插连接和鞍形焊接。由于热熔承插连接存在一定的缺点，通过对连接技术的不断研究，近来发展了一种新的连接方式—电热熔连接。相应地，采用的施工机具是电热熔焊机和热熔对接热熔机，焊接设备应符合ISO12176-1或 ISO12176-2的要求。其次就是与金属管道连接时采用钢塑过渡接头连接。

2聚乙烯管道熔接原理

聚乙烯管道焊接原理是聚乙烯一般在190℃~240℃之间的范围内被熔化（不同原料牌号的熔化温度一般也不相同），此时若将管材（或管件）两熔化的部分充分接触，并施加适当的压力（电熔焊接的压力来源于焊接过程中聚乙烯自身的热膨胀），冷却后便可牢固地融为一体。由于是聚乙烯材料之间的本体熔接，因此接头处的强度与管材的本身的强度相同。

3 PE管道连接技术

热熔连接和电熔连接方式的优缺点比较如下：

对接热熔常用于较大直径管的连接，一般大于D63mm，将一定温度的加热板放在对好的两管或管件之间加热一定的时间，抽掉热板，将要焊的两端在一定压力下迅速对接在一起并保压一定时间冷却，即可形成一个强度高于管材本体强度的接口。选择的压力要使接触面处产生所要求的力，不管摩擦压力损失。当对接热熔机带有液压源时，力通常被表示为施加的油缸压力。对于这样的机器，要提供一个专门的对照表，以给出实际的接触面处压力与压力计指示压力的关系。

　　4.1对接热熔周期及参数

对接热熔周期和各阶段的参数参考值见下表，说明如下。　

　　T 加热板温度，以测量与管材或管件端面接触的加热板表面区域的温度为准。

　　b. 阶段1：预热

　　p1——预热阶段端面压力/Mpa

　　B1——初始翻边/mm

　　t1——形成要求翻边宽度时的时间/s

　　c.阶段2：吸热

　　p2——吸热阶段界面压力/Mpa

　　t2——吸热时间/s

　　d.阶段3：撤回加热板

　　t3——从移开加热板到两熔接面接触的时间/s

　　e.阶段4：加压

　　t4——从介面接触到升到规定压力所要时间/s

　　f.阶段5：对接

　　p5——对接阶段接触面的压力/Mpa

　　t5——恒定压力下的时间

　　g.阶段6：冷却

　　t6——冷却时间，此时不能施加额外的力，可取出冷却/s。

　　B2——最终翻边宽度/mm。表中没有对其说明是由于B2受PE材料类型、生产过程（挤出或注塑成型）、使用的加热板类型、温度和焊接周期的影响，因此很难确定一组翻边宽度值。不过，只要按连接程序操作，就是一个良好的象征。一种确定可接受的翻边宽度值B2的方法是在实验的基础上进行的，在规定条件下使用管材和对接热熔机。从在连接程序规定的条件下制作的几个接头确定一个平均值B2。

　　4.2管道对接热熔程序

　　在规定的对接热熔周期和温度下，制作对接热熔接头所必须的操作过程：

　　－尽可能减少拖动阻力，例如使用管材滚动

　　－在对接热熔机上夹紧管材或管件的插口端

　　－清洁插口端

　　－检查对接热熔机是否与管材直径和规定的对接周期匹配

　　－移动可动夹具，将管材端部靠在铣刀上刨平。靠近压力应满足以使铣刀两侧能产生稳定的薄片。当管材端面或管件端面平整并互相平行时，刨平工作就算完成了

　　－降低压力，保持铣刀转动以避免管材和管件起毛刺。向后移动夹具并移走铣刀

　　－使对接热熔机上的管材或管件互相接触并检查对其情况。管材或管件的插口端应尽可能对齐，不超过连接程序中规定的最大偏移量即管材壁厚的10%，不足1mm的按1mm计。

　　－刨平后管材和管件端面之间的间隙应尽可能小，不应超过连接程序中规定的最大间隙，具体为：

　　1）dn＜225       0.3mm

　　2）225≤dn＜400  0.5mm

　　3）400≤dn       1mm

　　－测量由于对接热熔机的摩擦损失和向前移动可动夹具的拖动阻力所产生的额外阻力，并将这个压力加到要求的对接热熔压力上

　　－如果有必要，清洁焊接表面和加热工具。加热工具上的聚乙烯残留物应用木质刮刀刮掉；

　　－检查加热工具焊接表面涂层是否完整并没有划伤；

　　－检查加热工具温度是否正确；

　　－将加热工具放在管材端面之间，使对接热熔机上的管材靠近加热工具并施加一定的压力（包括测量的额外压力），直到熔化翻边达到规定的宽度；

　　－降低压力，使管材端面和加热工具之间刚好保持接触；

　　－达到吸热时间后，向后移动对接热熔机可动夹具并移走加热工具。快速检查加热后的管材端部，确定在移动加热工具过程中是否损伤熔融的端面，然后再次移动对接热熔机可动夹具，使管材端面接触。这个松开和靠近的时间应在连接程序规定的最长时间之内

　　－不用时，要把加热工具储存保护好。

　　－在整个对接过程和随后的冷却过程中，对接热熔机应保持一定压力（应重视关注冷却过程，冷却好坏直接影响产品质量）。 

　　－达到对接热熔和冷却时间后，卸去对接热熔机的压力，使压力为零。

　　－移动管材时，避免碰撞熔接处。

　　　 热熔焊时应特别注意卷边、压力和焊接时间的控制，严格按照规定的参数操作。合格的焊口应有两翻边，焊道翻边卷到管外圆周上，两翻边的形状、大小均匀一致，无气孔、鼓泡和裂纹，两翻边之间的缝隙的根部不低于所焊管子的表面。

　　5电熔熔接

电熔焊接的关键是设计先进的电熔管件，其基本原理包括加热、利用焦耳效应、集成在管件内表面（焊接表面）的电阻线圈、引起线圈附近的材料熔化，从而使管材与管件熔接在一起。电熔管件一般包括套筒、鞍形、变径、等径三通、异径三通和弯头等。可用于与用不同类型聚乙烯材料和不同熔体流动速率材料制造的干线、支线管材或插口管件连接。

　　5.1温度

对于环境温度的变化，只要这些变化在连续程序规定的范围内，不需采取特殊的预防措施就可以进行焊接操作。如果有必要对输出到管件的电能进行一些调整，以适合极限环境温度的要求，应该使用适当的电熔设备。

　　5.2电熔焊接设备

　　电熔焊机是利用电源（发电机或公共用电），为管件提供正确的焊接参数的，如果有必要，还要考虑环境温度。焊接参数是施加电压和/或电流及焊接时间。如果用发电机作为电源，它应能输出管件所需要的能量并考虑焊机和发电机的电的特性。发电机应具备适当的保护和安全装置，以符合有关标准的要求。在有些情况下，焊机和发电机可能要组合成一个整体。电熔焊接设备应符合ISO 12176-2。焊接设备工况不好时，不可能有高质量的焊接接头。焊接设备的维护非常重要，应定期进行。

　　5.3电熔焊接程序

　　电熔焊接的操作过程如下:

　　 -电熔管件应包装保护好，直到准备连接到管材或插口管件止为止。在开始焊接前，焊接面应干燥

　　 -确保电熔管件与环境温度、管材或插口管件系列或SDR值是匹配的。

　　 -对于所有类型的电熔管件，都要使用复原和对正夹具，以减少管材不圆度、偏移和在连接与冷却阶段的移动。

　　-刮掉管材或插口管件外层焊接表面，以切除氧化的材料。用适当的工具，如手动或机械刮刀进行这一操作。推荐使用机械刮刀。应沿管材或插口管件端部的整个外圆周进行刮皮。当使用鞍形或鞍形三通时，至少要在焊接区域刮皮。刮皮深度大约0.2mm。

　　-承插电熔管件连接时，用塑料管材切刀或带切削导向装置的细齿锯切断管材，并使其端面垂直于管材轴线。用小刀切除内部边缘的毛刺。

　　-确保可以检查插入深度（例如标记插入深度）。将承口管件滑入插口端并正确定位。

　　-如果采用通套连接，将电熔套筒件完全推入到其中一个管材端部上，在两个管材端部被夹紧后，再将电熔套筒件往回推，这样两个管材端部都被管件套住。检查两个管材端部的插入深度。

　　-固定对正夹具或定位夹具，检查管材端部是否对正。

　　-打开管件护帽，接好焊机导线，按给定参数焊接。

　　-焊接完毕后，检查观察孔内物料是否顶出，焊缝处是否有物料挤出。合格的焊口应是在电熔焊过程中，无冒烟（着火）、过早停机现象，观察孔有物料顶出，焊缝处无物料挤出。

　　6钢塑连接

　　PE管道在和钢管及阀门连接时采用钢塑过渡接头连接和钢塑法兰连接。对于小口径的PE燃气管（dn≤63），一般采用一体式钢塑过渡接头；对于大口径的PE燃气管（dn＞63），一般采用钢塑法兰连接。

　　6.1钢塑过渡接头

　　①钢塑过渡接头PE管端与PE管道连接按热熔和电熔连接方法处理。

　　②钢塑过渡接头钢管端与金属管道连接应符合相应的钢管焊接、法兰连接以及机械连接的规定。

　　③钢塑过渡接头钢管端与钢管焊接时，应采取降温措施。

　　6.2钢塑法兰连接

　　①PE管端与相应的塑料法兰连接、热熔和电熔连接方式处理。

　　②钢管端与金属法兰连接，应符合相应的钢管焊接、法兰连接以及机械连接的规定。

　　③将金属法兰和塑料法兰活套形式连接。活套法兰片应防腐处理以提高使用寿命。

7承插连接

热熔承插连接应采用质量可靠的热熔机具，便携式熔接工具适用于Φ≤63mm管道及系统最后连接，台式熔接机具适用于Φ≥63mm管道预装备连接。

将加热工具加热到熔接温度260℃±10℃，插口管末端应切割平整，与轴线垂直。用笔在承口和插口上做适当的标记，以利于连接定位。用加热工具的凹模熔化插口管端的外表面，凸模熔化承口的内表面。

加热完毕后，迅速移走加热模具，将插口端平直插入承口端，达到连接强度后固定接头，自然冷却至环境温度。

8  PE管连接的注意事项

-管道连接前应对管材、管件及附属设备、阀门、仪表按设计要求进行核对，并在施工现场进行外观检查，符合要求方准使用。

    -连接时应使用同一生产厂家的管材和管件，如确需将不同厂家（品牌）的管材、管件连接则应经试验证明其可靠后方准使用。

-每次连接完成后，应进行外观质量检验，不符合要求的必须返工。

-施工人员应进行上岗培训；

-每次施工后，管口应临时封堵；

-在寒冷气候（-5℃以下）和大风环境下进行连接操作时，应采用保护措施或调整施工工艺参数。