HDPE管的施工方法及应用

 HDPE管的施工方法及应用

一、hdpe给水管的发展

近年来，随着人们物质生活的不断提高，卫生意识的逐步增强，对生活饮用水的水质要求也日益提高，因此，一些自来水公司开始就如何为用水户提供优质饮用水问题进行一系列的研究探讨。一般来说，城市供水出厂水水质在进入市政给水管网前均已达到gb5749-85《生活卫生饮用水标准》，多次的水质监测数据分析表明，造成管网水质污染的主要因素是由于给水管道的严重锈蚀，而解决该问题的重要途径就是选用耐腐蚀、不结垢、能抑制细菌增长的管材。所以，管材的合理选用成为能否为用水户提供优质饮用水的关键所在。

随着高分子材料技术的飞跃进步，不断涌现出各类新型管材，pvc－u给水管、pp－r管、铝塑复合管（pap）、钢塑复合管（sp）、高密度聚乙烯hdpe管等塑料管材逐渐取代了铸铁管和镀锌钢管等传统金属管材成为了主流使用管材。高密度聚乙烯（hdpe）管就是这些新型管材中的典型代表。

高密度聚乙烯hdpe管是近几年才出现于市场，其采用先进的生产工艺和技术，通过热挤塑而成型，具有优异的物理性能，耐腐蚀、使用寿命长、内壁光滑、流动阻力小、韧性挠性好、易安装维护、抗二次污染强、密封性好、抗应力开裂性好、低温抗冲击性好，耐磨性好、重量轻等特点，是优良的绿色环保建材。因此，一些自来水开始引进高密度聚乙烯hdpe管并应用于住宅小区的室外给水管网。

二、hdpe管有以下优点：

2.1良好的卫生性能：pe管加工时不添加重金属盐稳定剂，材质无毒性，无结垢层，不滋生细菌，很好地解决了城市饮用水的二次污染问题。

2.2卓越的耐腐蚀性能：除少数强氧化剂外，可耐多种化学介质侵蚀，无电化学腐蚀，抗内、外部及微生物腐蚀。

2.3长久的使用寿命：在额定温度、压力状况下，pe管道可安全使用50年以上。2.4较好的耐冲击性：pe管耐冲击强度高，重物直接压过管道，不会导致管道破裂，耐刮痕能力强。

2.5较好的柔韧性能：pe管韧性好，弯曲半径可小到管径的15倍，断裂伸长率超过500%。2.6具有可持续发展性：可回收重复利用而不产生新的污染。

2.7可靠的连接性能：pe管热熔或电熔接口的强度高于管材本体，接缝不会由于土壤移动或载荷的作用断开。

2.8良好的施工性能：管道质轻，焊接工艺简单，施工方便，工程综合造价低。

三、hdpe管的施工方法：

hdpe管安装采用热熔焊接，其安装方法及要求如下：

3.1焊接工艺曲线和参数

聚乙烯管材的焊接一般分三个阶段，加热段、切换段、对接段，根据管子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。

3.1.1温度的确定

聚乙烯管材对接焊的最佳焊接温度为200～230℃，一般生产厂家确定为210±10℃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，得到最大的强度和高质量的焊接结果；实践证明，温度低于180℃，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，生成不饱和烃，出现杂质，从而使焊接质量降低。

3.1.2时间的确定

3.1.2.1加热时间的确定：焊接端面平整后10×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，造成热量的传递不均匀，窝藏空气，产生气孔，最终影响焊接质量，所以需要和压力密切的配合，在加热的同时施加一定的压力，平整焊接面，促进塑化，形成理想的焊接面进行热传递，然后降压吸热。

3.1.2.2切换时间的确定：10 秒内

尽可能地缩短，其端面冷却非常快，对接速度慢直接影响焊接质量。

3.1.2.3冷却时间的确定：见表1；1.15～1.33×壁厚（mm） 分钟。

聚合物材料的导热性差，只有金属的几十分之一，冷却速度相应的缓慢，在冷却的时间内需要进行结晶，收缩，所以需要有充分的时间降到结晶温度，进行充分的晶粒生长，消除内应力，在一定的压力下冷却，避免焊接端面有缩孔。

3.1.3压力的确定

焊接压力和冷却压力根据焊接面的截面积×0.15n/mm2；

在210±10℃的温度下，焊接时间、压力的取值，可以参照德国焊接协会dvs 2207－95的标准。

焊接工艺曲线

表1聚乙烯管材热熔对接焊参数值（环境温度20℃）

3.2 hdpe管焊接操作(见上图)：

3.2.1焊接前的准备

检查清洁热板；聚四氟乙烯（ptef）涂层损坏需更换。其最大粗糙度为2.5μm。

3.2.1清洁油路接头后接通油路。

3.2.2检查电源、电压、接地后接通电路，空转排气。

3.2.3热板升温，红灯亮后预热10分钟，热板表面温度为210±10℃。

3.2.4安装与管材规格相符的卡具（卡具的要求：卡具与管子的焊接部位不同心度小于2％）。管子的椭圆度 < 5%。

3.2.2焊接操作

3.2.2.1打开机架，按工艺要求设置吸热时间和冷却时间。

3.2.2.2卡管（管件）；调整同心度，必要时调整浮动悬挂装置或用辊杠支架将管垫平减小摩擦力。

3.2.2.3放置铣刀锁安全锁。

3.2.2.4启动铣刀，闭合机架，调整压力，端面进行铣削，形成连续屑后，降压力。

3.2.2.5打开机架，开安全锁，取出铣刀。

3.2.2.6闭合机架，a.记录拖动压力(p0)。b.检查间隙 < 0.3mm。c.错位量 < 管壁厚10％。

3.2.2.7加压到焊接压力，查管子是否卡紧。如果未卡紧或调整管子位置，需重复第3.2.2.3条的过程。

3.2.2.8打开机架，放加热板（焊接端面有灰尘需清洁）。

3.2.2.9闭合机架加压到焊接压力(p1)=拖动压力(p0)＋接缝压力(p2)。

3.2.2.10观察管端凸起高度，降压至拖动压力(p0)，同时按吸热计时按钮，计时开始。

3.2.2.11蜂鸣器响吸热结束，打开机架，迅速取出热板，立即闭合机架，调整压力到焊接压力(p1)，同时按冷却计时按钮。

3.2.2.12蜂鸣器响，冷却时间到，降压力，松开卡具螺丝取管，进行下一循环。

3.2.3焊接注意事项：

3.2.3.1必须测量电网、发电机电压，保证电压220v，防机毁。

3.2.3.2必须测量加负载后的电压、机器外壳接地，保证人身安全。

3.2.3.3与焊接端面接触的所有物件必须清洁，保证焊接质量。

3.2.3.4加热板温度指示灯必须亮(红色)，保证焊接温度。

3.2.3.5卡管必须留有足够的距离，保证焊接端面有效接触。

3.2.3.6铣削时铣刀安全锁必须锁死，防止铣刀飞出伤人。

3.2.3.7铣屑必须是连续的长屑，保证焊接端面有效接触。

3.2.3.8铣削完必须先降压力,后打开机架,再停铣刀，防止端面出台阶。

3.2.3.9取出铣刀、热板时不能碰伤端面，防止翻边不均匀有划伤。

3.2.3.10凸起要求的高度必须是圆周，保证焊接有效面平整。

3.2.3.11焊接压力必须加入拖动压力，保证有效焊接面的压力值。

3.2.3.12熔融面相接触时严禁高压碰撞，保证焊接质量。

3.2.3.13启动泵站时，方向杆应处于中位，保证电机无负载起动。

3.2.3.14安装高压软管时接头必须清洁，防止泥沙进入液压系统。

3.2.3.15机器远离酸碱或要有防护，保证机器的使用寿命。

3.2.3.16必须保持机架镀铬导杆清洁勿划伤，保证不漏油和损失压力值。

3.2.3.17热板必须清洁、无划伤、无油污及粘异物，保证焊接质量。

3.2.3.18 n68抗磨液压油六个月更换一次，勿因小失大。

3.2.3.19机器的电子部分不防水，严禁进水，阴雨天施工要有防护。

3.2.3.20拆卸油管必须泄压，接头加防尘帽，保证下次安装顺利。

四、现场应用

由于hdpe管无法用探测仪探测，管道回填到距离地面800~1000mm位置管顶铺设一条可探测警示带。