浅析燃气工程中PE管材焊接施工的质量控制

浅析燃气工程中PE管材焊接施工的质量控制

张华杰

湛江市第四建筑工程有限公司

摘要：随着城市燃气管网不断发展延伸，虽然PE管材所具备许多优点，而得到推广使用，但在实际安装过程中，涉及到一些缺陷环节，容易被忽视而把关不到位，埋下一些安全隐患，直接影响城市管网安全运行。结合工作实践经验，本文就燃气工程中PE管材焊接施工的质量控制进行探讨，可供同行参考。

关键词：PE管材；燃气工程；质量控制；缺陷环节

前言：众所周知，PE管材质属于聚烃类高分子化合物，其分子由碳、氢元素组成，在加工使用和废弃过程中，不会对人体及环境造成不利影响。PE管材不仅韧性、挠性、焊接性好，而具有良好耐腐蚀性，同时具有良好抵抗裂纹快速传递能力等。所以，广泛应用于市政、石油、化工、燃气等建设领域，但在实际监督检验中，发现一些PE管安装质量方面容易被忽视问题，影响安全质量，需要引起监检人员和施工人员高度重视，认真履职把关到位，确保PE管网在施工中质量符合有关规定，有效地降低投用后管网事故率，确保PE管网安全运行。

一、PE管焊接基本原理和特性

在实际监督检验中，为了能够做到更好地质量把关，监督检验人员和施工人员必须对PE管材的基本特性和焊接基本原理要有较熟悉的了解和掌握。这样才能做到有针对性把住重点环节，确保质量。

1、PE管焊接基本原理

聚乙烯管<PE管>焊接的通用原理：聚乙烯一般可在190℃～240℃范围内被熔化，此时将管材（或管件）两端熔化部分充分进行接触，并保持有适当的压力〈电熔焊接的压力来源于焊接过程中聚乙烯自身产生的热膨胀〉，冷却后便可牢固地融为一体。

2、PE管焊接特性

（1）良好耐腐蚀性：聚乙烯为惰性材料，除少数强氧化剂外，可耐多种化学药品侵蚀，无电化学腐蚀，不需要防腐层。（2）使用寿命长：聚乙烯管材使用寿命为50年以上，这一点不仅为国际标准和国外标准所确认，而且被实践所证明。（3）独特柔韧性：聚乙烯是一种高韧性材料，其断裂伸长率一般超过500%，对管基不均匀沉降的适应能力非常强，抗震性能优良。（4）优良抗刮痕能力：有关研究证明PE80等级的聚乙烯管材具有较好的抵抗耐刮痕能力。PE100聚乙烯管材则具有更加出色的抵抗刮痕能力。（5）良好裂纹抵抗能力：国际上对聚乙烯抵抗裂纹快速传递能力进行大量研究，结果证明，在常用的塑料管材中，聚乙烯抵抗裂纹快速传递能力名列前茅。国外的聚乙烯燃气管材标准（S04437-1997和EN1555）已将耐快速开裂扩展列入标准中。

二、PE管材容易产生缺陷环节

1、PE管材表面机械损伤缺陷

（1）采取不开槽施工技术，不论是铺设新管或旧管道修复更新时，刮痕是难于避免的，刮痕容易造成管材表面应力集中，容易引发管道的破坏。（2）PE管材在运输、装卸过程中，由于抛摔、剧烈撞击等，PE管材容易产生机械划伤等缺陷。（3）管材在存储堆放时，尤其是室外或施工工地堆放时，容易曝晒雨淋，且管材两端堵封件容易丢失，泥沙等脏物容易进入管材内，堆放场地不平整，堆放高度超高等造成PE管材的劣化、变形缺陷。（4）管件放置不规范，由于种种原因，造成管件包装物损坏没有及时发现和更换，引起管件不同程度损坏。

2、施工环节易产生的缺陷

（1）聚乙烯PE管道埋深不符合规范要求，这样在使用中，易受到外荷作用使其产生变形甚至损坏。（2）在现场施工中，由于聚乙烯管道在弯曲处弯曲半径没有把握好，造成弯曲半径过大，弯曲后的管道内侧将产生过大的压应力，当PE管材变形量超过一定的限度时，造成PE管材蠕变而发生破坏。（3）在PE管敷设时，忽视考虑PE管材的膨胀系数，敷设直段长度过大，当环境温度发生变化时，热胀冷缩量过大，使PE管道产生较大的拉压力，导致PE管道损坏。

3、施工中管材匹配出现问题

（1）在PE管焊接前，没有认真对管材、管件、阀门、仪表等按设计要求进行核对，容易造成不同PE管材进行焊接，直接影响焊接质量。（2）PE球阀的工作压力的选取忽视与PE管材相匹配，压力等级选低了影响PE管系使用寿命，选高了造成浪费。（3）在城市燃气管网中，常需使用钢塑过渡接头连接，钢塑过渡接头一端为聚乙烯管材，另一端为钢管，两者靠丝扣锁紧，密封靠密封圈。由于密封圈选型不当或质量低劣，容易造成连接处的泄漏。

4、PE管施焊环节出现问题

（1）电熔和热熔焊接时，易出现焊接设备选型不当，造成焊接质量难于保证。（2）在日常管理中，忽视了做好焊接设备维护保养，致使焊接设备性能发生变化，焊接工艺得不到及时调整，直接影响焊接质量。（3）在风雨和零度以下进行焊接时，防护措施不到位，施工工艺没有作相应的调整，造成焊接质量不稳定。（4）PE管材和管件存放场地环境温度和现场环境温度不一致，而不注意把管材和管件在施工现场放置一段时间，待其温度接近施工现场温度，而直接进行施焊连接，这样也会影响焊接质量。（5）热熔焊接的保压、冷却时间虽然符合热熔焊接工具生产厂和管材、管件生产厂规定，但在冷却期间，经常会发生移动了连接件现象，甚至在连接件上施加外力，此类情况会影响焊接接头的质量。

5、严密性试验时出现问题

在严密试验时，尽管所试验的管线质量是完好不存在泄漏点，但有时会出现实际压力降大于允许压力降，究其因是试验装置一端暴露在空气中，PE管经日光照射，升温速度快，而整条管线的压力膨胀跟不上温升膨胀，影响试验结果而造成误判断。

三、PE管材焊接施工质量控制

1、防止管材、管件机械损伤和变形

（1）管材在不开槽施工时，要严格执行成熟的施工方案，尽量避免铺设新管时造成管材表面机械损伤。（2）管材在运输，装卸中要避免抛摔、撞击接出等现象发生。尤其在施工现场装卸车时，要使用吊网、叉车或非金属吊索进行装卸，不能使用可能刮伤管材的链钩、钢丝绳等工具。随车要带2根钢管，把它放在车箱和地面之间作为导轨，并选择比较平坦且土质柔软场地，同时用绳子将PE管绑住，让其慢慢滚落。（3）PE管焊妥之后，要放进管沟时，要注意做好管材的保护。在管沟开时，要注意把石头放在沟槽的另一边。用钢管横放在管沟上，使准备下沟的PE管有一段过渡长度，避免PE管与管沟壁发生摩擦，而划伤PE管材。PE管下沟后回填之前，要仔细检查管材表面划痕是否超标，并妥善处理。

2、施工质量把关

（1）PE管埋深要严格执行有关规定，防止其因承受外载荷过大而产生管道变形损坏；PE管施工中弯曲处的弯曲半径要严格控制在规定范围内，防止弯曲处弯曲过大而使管材发生蠕变破坏。（2）在PE管敷设时，要注意直段长度不能过长，防止环境温度变化时，使管材产生较大的拉压力，造成管材损坏。宜采取蛇行敷设。特殊地段敷设时，如穿越桥梁、河流、铁路等，要增加套管或其他防护措施。（3）对施工单位以热熔焊接为主，电熔焊接较少的，要加强对电熔焊接质量检查。

3、管材管件匹配把关

（1）要认真核对管材、管件、阀门、仪表，确保同材质或性能相似的管材、管件相焊接。（2）PE球阀的工作压力选取要与PE管材相匹配，确保管网运行安全。（3）钢塑法兰连接是将金属法兰和塑料法兰以活套形式连接，活套法兰片要注意做好防腐处理，提高使用寿命。之间密封所用密封圈的性能寿命要符合设计要求。

4、接设备的选型与保养

（1）PE管DN110以上宜采用热熔焊接，主要用于同牌号的管材与管材、管材与管件的连接，也可用于性能相似不同牌号管材与管材、管材与管件的连接，但后者需要试验验证。所选焊接设备必须是专用的。（2）PE管DN110以下宜采用电熔焊接，主要用于同牌号或不同牌号的管材与管材、管材与管件的连接。所选焊接设备必须专用的。（3）焊接设备要做好日常维护保养，确保焊接设备运行状况良好。借助焊口外观成型质量来判断焊接设备工作状况的好坏，譬如对边宽度情况检查，可以及时发现加热板工况，确保焊接设备的性能稳定。

5、注意环境因素

（1）在风雨天气和零度以下进行焊接时，要注意采取适当保护措施，焊接施工工艺要适当调整，满足焊接需要。（2）焊接时所用管材、管件的温度要接近施工环境温度。（3）严密性试验时，要在试压装置上搭建遮阳盖，避免阳光直接照射，或在夜间读取试验数据。避免环境因素干扰，使试验所读取数据更加准确。

四、结束语

总之，影响PE管安装质量的影响因素诸多，在PE管安装中，要做到：焊接设备选型要正确、维护保养要到位；管材、管件材质要匹配；管材、管件储存保管要恰当；做好焊接外观成型检查；焊接工艺参数要及时调整；加强现场施工管理和质量控制；PE管焊工要经过技能培训，并取得资格证。施工人员要熟悉PE管材特性，分析影响耐压试验结果因素。实践已证明，通过以上严格把关后，PE管安装质量就能够得到有效保证。