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给水用聚乙烯PE管道抢修技术研究
信息来源:四川省宜宾普什建材有限责任公司 发布于:2012/12/13 9:12:55 文字: 【大】 【中】 【小】 访问次数:

摘要:聚乙烯(PE)排水管是一种新型化学管材,具有重量轻、耐腐蚀、密封性好、使用寿命长、运输安装方便及施工速度快等特点。用作埋地排水管道时,具有良好的性能。主要介绍给水用聚乙烯PE管道破坏的原因、破坏后果以及抢修技术等方面的问题。

关键词:聚乙烯(PE)管;破坏;抢修技术

1 PE给水管特点

PE管是目前国际上应用最为成熟的塑料压力管道之一,在性能实验及实际应用中都得到了可靠的验证。PE给水管有以下具体特点:

1)流通能力大且柔韧性好,经济上合算。PE管是一种高韧性管材、其断裂伸长率超500%,内壁光滑,不结垢。PE管内表面当量绝对粗糙比值是钢管的120,相同管径、相同长度、相同压力下的PE管其流通能力要比钢管大30%左右,因此经济优势明显。与金属管道相比,PE管道可减少工程投资三分之一左右,可盘卷的小口径管材,可进一步降低工程造价。

2)连接方便可靠,施工简单,方法多样。PE管管体轻,搬运方便,焊接容易,焊接口少,聚乙烯管道系统之间采用电热熔方式连接,接头的强度高于管道本体强度。当管线较长时可使用盘管敷设(一般指管径小63mm)PE管沟要求远比钢管沟要求低,而且当施工条件受限制时,可采用电熔焊接。

3)密封性好。PE管本身采用熔接连接,本质上保证了接口材质,结构与管体本身的同一性,实现了接头与管材的一体化。其接口的抗拉强度与爆破强度均高于管材本体,可有效抵抗内压力产生的环向应力轴向应力。因此,与橡胶圈类接应或其他机械接头相比,不存在接应扭曲造成的泄露危险,密封性能十分良好。

4)良好的耐腐蚀性,使用寿命长。PE管可耐多种化学介质的侵蚀,不需要防腐处理。它也不会细菌、真菌即藻类的生长,使用寿命达50多年,是钢管2倍。

5)耐磨性好。PE管道与钢管的耐磨性对比试验表明,PE管道的耐磨性为钢管的4倍。在泥浆输送领域,同钢管相比,PE管道具有更好的耐磨性,这意味着PE管道具有更长的使用寿命和更好的经济性。

6)低温抗冲击性好。聚乙烯的低温脆化温度极低,可在一6060~C温度范围内安全使用。冬季施工时,因材料抗冲击性好,不会发生管子脆裂。

7)抗应力开裂性好。PE具有低的缺口敏感性、高的剪切强度和优异的抗刮痕能力耐环境应力开裂性能也非常突出。

2 PE给水管破环的原因以及危害结果

21 PE给水管道破坏的原因

给水管道是城市的重要基础设施之一,是供水系统中自来水通向用户的动脉。输水主干管更是水厂的命脉,他与人们的生活息息相关,又与城市的生存、建设和发展有着直接的联系。它能否安全运行直接影响到城市工业生产和人民生活的13常需求。在给排水系统中,管道损失事故频频发生,不仅造成经济损失,也给生产和人民生活带来很多不便,因此,分析给水管道破坏的原因和寻找相应抢修对策已经显得越来越重要。

211 材料自身的原因

1)材料管理不到位。由于市场畅销,各种杂牌的管材鱼目混珠,而施工队又是利益最大化,如果监理把关不严,就常常出现问题。如:某新装PE管道通水3月后频繁爆管漏水,经检查PE管材和管件不是同一家供货,有一批不是同~厂家同批次生产,化学性能不一致。

2)材料存放不合适。PE管的弹性模量较大,易受温度的影响,如果露天填堆放,阳光暴晒,会引起PE管材长度误差和支管的错位。如:秋季某新装的PE管通水后当即纵向爆裂。经调查PE管材露天存放,经历一个夏季高温暴晒后变质变脆,性能降低,质量变差。

3)PE管材属柔性材料,要防止硬碰刮伤。

4)PE管热胀冷缩后内应力损坏管道。主要表现在@PE管收缩拉断伸缩器。事故原因是PE管道热胀冷缩系数很大,加之管道回填未分层夯实,致使晚上降温后PE管道收缩拉断伸缩器。②PE管收缩致使球墨铸铁管承口拉脱。事故原因是冬季PE管道收缩,使球墨铸铁管从承口里拉出来,导致管道漏水。③PE管道热胀伸长后,从变径处发生扭曲折弯,在高速水流较长时间冲击下折弯处产生裂缝漏水。

212 连接方式引起的原因p

如对接处开裂,这主要是施工时热熔的时间、对接压力的大小等技术参数不成熟造成。主要原因是:

(1)热熔连接要掌握好加热时间和连接插入的力度和深度。插入太深,造成管道断面减少,插人太浅,令接口处强度降低。

(2)热熔口处黏附有少许泥沙,导致管道接头渗水。少许的泥沙主要是由于安装PE管时适逢扬沙天气,且现场污水横流所致。

213 管道安装不合理

如某PE主管道上用铸铁卡具开三通后漏水。经查是PE主管道降温后收缩致使附着的卡具发生错位,在三通处漏水。PE管开三通接支管不宜用铸铁卡具,建议采用标准PE三通管件,使用电熔套连接。

214 人为因素

(I)施工现场地形较为复杂,沟槽壁上常有铁钉,砖瓦石碎块等尖锐物体,很容易划伤PE管;

(2)在施工覆土时尖锐石块等一并埋人,有重车经过时就会漏水;

(3)挖土人员不小心锄头钢钎等造成PE管漏水;

(4)推土机推土等造成PE管漏水;

(5)施工过程中,没及时清洗管材与管件熔接部位,使水、沙子、灰尘等与其接触引起热熔粘接不牢固,造成PE管漏水;

(6)管道热熔焊接时没采用同种牌号、材质及相同SDR的管材和管件。且性能相似的不同牌号、材质的管材与管件或管件之间的连接,没经过实验判定及施工,造成PE管漏水;

(7)管道在改变方向时,只利用管材的自然柔性而不设置弯头,使性能下降造成PE管漏水。

22 危害结果

随着经济的发展,现代化进程的加快,城市建设取得了突飞猛进的发展,作为城市的动脉——供水系统的正常运行,显得尤为重要。管道是供水系统的重中之重,从以上分析可以看出,由于种种原因,使PE管遭到破坏,小则出现沙眼或仅伤一个小洞、接头渗漏;大则出现管壁漏水、管材爆裂。给城市的生产生活产生重大的影响,也将使企业的效益受损。

3 PE给水管的抢修手段

给水管道在施工及使用过程中由于种种原因会造成管壁漏水、管材破裂等。应根据管道及关键损坏程度、部位和破坏情况,确定具体的维修方法。一般采用以下几种方法:AB胶粘结法、打补丁法、管箍粘结法、法兰接头法、双胀管接头法、自制管箍法、快速接头抢修法、采用通用维修夹等。其中采用通用维修夹,可方便的应用与管道的带水维修。常见的维修夹有哈弗节。

具体的抢修手段:

1)砂眼或仅伤一个洞。可采用法兰塑料管夹或鞍型电热熔管件来修复。

2)开裂处较大的处理。PE塑料管开裂处较大,必须切除破损管子,一般可采用四种方法进行修复:

用两套法兰塑料管夹和更换一截管子的办法。此办法有点是处理速度快,缺点是法兰螺栓在土里,管夹内塑料易老化、塑料管伸缩变化大等,一般可用23年;

以管子破损处为中心,先向两边开挖,当管子露出较长时,再利用对接机重新对接;

不必开挖出较长管子,利用对接机对接两个法兰头,中间为塑料伸缩节,该办法受塑料管伸缩影响较小,处理费用较低,使用年限也较长,但处理时必须要开挖出较大的工作面来放入对接机才能对接;

用两个电热熔管件和一截管子。用电热熔焊机进行热熔,该办法可使电热熔管件与管子处于熔融状态,使用年限最长,但两个管件较贵,因此处理费用较高。因此,PE给水管在摧修时应考虑以下几种情况:

(1)当管道损坏范围很小时,最简单的修复方法是将损坏处及周围的管道表面清理干净,刮除氧化层,干燥后用电熔修补鞍型焊牢即可。

(2)当管道损坏范围较大时,将损坏处切断,然后用一个电熔套管连接起来。

(3)当管道损坏范围是相邻的两处或损坏范围较大,或不宜开挖较大管沟时,必须切除损坏管段,而以新管替换,用两个电熔套管连接。

(4)法兰快速连接检修管道将损坏管道锯断,两端铣平;取注塑法兰和喷塑法兰片,将套上注塑法兰片的注塑法兰头对焊至两端;将焊好的注塑法兰头,套上喷塑法兰片的替换管与套法兰片的断管法兰对接,锁紧螺栓。

4 管道抢修节的力学计算

抢修PE管道时需针对具体情况预先进行分析,通过力学计算校核抢修节的受力情况,确定计算结果满足设备承受能力后,然后进行安装调试。

力学计算可在施工和抢修过程中帮助选材,为科学判定应用何种抢修手段提供可靠的理论依据,并能快速估算出危害造成的后果等。

5 结论

随着我国清洁能源建设的发展,聚乙烯(PE)管轻便、耐腐蚀、易于操作等优点备受青睐,聚乙烯塑料管在给排水行业具有广阔的发展空问。因此,确保给水用聚乙烯(PE)管道的工程质量、了解破坏原因、深化抢修手段等将日益重要。所以,施工过程中应严格检查施工质量,进行全过程的跟踪检查及验收,建立完整的质量保证体系。竣工资料要详实准确,以便于日后管理中进行巡查、维护,防止意外事故和人为破坏事故的发生。文章着重于给水用PE管破坏的原因和抢修技术的研究,为今后施工和抢修提供理论依据。最大限度的降低PE管破坏后给社会带来的影响和经济损失。

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