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1、PE燃气气管道施施工质量量管理随随着我国国聚乙烯烯压力管管材生产产工艺的的日益成成熟,聚聚乙烯(PE)管道施施工技术术有了长长足的发发展,近近年来PPE管在在城市燃燃气输配配等领域域得到了了广泛的的应用。由由于PEE管在我我国的使使用时间间不长,生生产、施施工、应应用经验验不足,检检测手段段缺乏,致致使PEE管在燃燃气输配配系统应应用过程程中产生生许多新新问题1。本本文对PPE燃气气管道施施工质量量的管理理进行探探讨。1 PEE材料性性能及优优缺点 性能 a. 聚乙烯烯是一种种高结晶晶度的聚聚合物,随随温度的的变化可可分为33种状态态:结晶晶态(坚坚硬固体体)、高高弹态(橡皮状状弹性体体)、粘
2、粘流态(粘流体体)。 b. 标准尺尺寸比(SDRR):指指公称外外径与公公称壁厚厚的比值值,有SSDR111、SSDR117.66两种系系列。 c. 最小要要求强度度pMRRS:PPE800(中密密度)的的pMRRS为88.0MMPa,PPE1000(高高密度)的pMMRS为为10.0MPPa。 d.最最大工作作压力ppMRSS0.7MPPa,工工作温度度范围为为-200400。天天然气的的pMRRS值见见表1。优缺点点2PPE管用用于燃气气管道有有以下优优点:重重量轻;具有良良好的耐耐腐蚀性性能(不不需要防防腐);具有良良好的柔柔韧性,施施工中可可随地形形弯曲敷敷设,有有一定的的抗震、抗抗沉
3、降能能力;具具有良好好的焊接接性能,连连接方便便快捷;可利用用断气工工具夹扁扁停气,缩缩小停气气范围,便便于快速速抢修;使用寿寿命长,至至少可以以使用550年。但但也具有有以下局局限性:由于怕怕紫外线线照射、油油污腐蚀蚀、磕碰碰等原因因,PEE管存放放期一般般比较短短;材料料强度远远低于钢钢管,容容易受外外力破坏坏;只能能在埋地地或遮挡挡紫外线线的情况况下使用用,严禁禁用于地地上明装装敷设;性能指指标受温温度影响响较为明明显。表1 天天然气的的PMOOP值SDR111 PPE10000.7SDR111 PPE8000.5SDR117.66 PEE10000.4SDR117.66 PEE 800
4、0.32 质量量管理2.1 相关标标准规范范 PE燃燃气管道道应符合合现行的的国家标标准:GGB 5500228220066城镇镇燃气设设计规范范、CCJJ 3320005城城镇燃气气输配工工程施工工及验收收规范、CCJJ 6320008聚聚乙烯燃燃气管道道工程技技术规程程、GGB 1155558.1120003燃燃气用埋埋地聚乙乙烯(PPE)管管道系统统第11部分:管材、GGB 1155558.2220005燃燃气用埋埋地聚乙乙烯(PPE)管管道系统统第22部分:管件的的规定3。2.2 材料的的储运、使使用储储运过程程中应避避免材料料划伤,不不得抛摔摔、沿地地拖拽;室内存存放时应应存放在在通
5、风良良好、温温度低于于40的仓库库内,室室外临时时堆放时时,必须须有遮盖盖物,避避免日晒晒雨淋;应放置置于平整整场地上上,堆放放高度不不能超过过规范要要求,以以免造成成管材不不圆度超超标;远远离热源源,避免免受到油油品和化化学品污污染;从从生产到到使用的的存放期期,管材材不宜超超过1年年,管件件不宜超超过2年年。使使用前应应核对规规格、标标准尺寸寸比(SSDR111、SSDR117.66)、材材质等级级(PEE80、PPE1000);检查材材料表面面是否有有磕、碰碰、划伤伤,划伤伤深度不不应超过过管材壁壁厚的110%,否否则应予予切除;检查存存放时间间,若超超期,应应重新抽抽样进行行性能检检验
6、,合合格后方方可使用用。2.3 人员的的要求PPE管焊焊接人员员应经过过专业技技术培训训后方可可上岗。操操作人员员应提高高质量意意识和安安全责任任意识,熟熟练掌握握施工工工艺规程程,提高高作业能能力;要要精心地地使用、维维护、检检查施工工机具;对操作作过程应应详细记记录,发发现问题题应及时时纠正。 发挥工工程监理理的作用用,监理理人员应应认真核核对操作作人员的的资格证证件及材材料的生生产合格格证,及及时发现现和纠正正施工人人员的错错误操作作,对于于不合格格或违反反规范的的操作应应及时要要求整改改、返工工。2.4 焊接设设备的使使用 热熔焊焊机主要要由机架架、铣刀刀、加热热板、液液压控制制箱等部
7、部分组成成,种类类分为手手动型、半半自动型型、全自自动型。半半自动型型和全自自动型的的主要区区别是全全自动型型的焊接接参数可可全部储储存在芯芯片上,切切换操作作自动控控制,并并自动监监控记录录焊接的的全过程程。 现有手手动型热热熔焊机机已无法法严格完完成要求求的焊接接过程,无无法严格格满足焊焊接的工工艺参数数要求,不不具备操操作的可可重复性性。目前前,郑州州燃气集集团已淘淘汰手动动型热熔熔焊机,普普及半自自动型热热熔焊机机,全自自动型热热熔焊机机正在引引进之中中。 焊机的的工作状状况直接接影响焊焊接的质质量。由由于现有有焊机缺缺乏定期期检测、维维护,导导致的故故障有:加热板板温度分分布不均均匀
8、,设设定温度度与实际际温度不不符;加加热板表表面材料料(特氟氟隆或聚聚四氟乙乙烯)存存在划伤伤现象,对对焊件端端面造成成污染;部件可可靠性差差,压力力控制不不精确等等。 建议采采用符合合相关标标准要求求的全自自动型热热熔焊机机,其特特点是可可以进行行过程监监控、记记录。每每一道工工序及焊焊接参数数都需要要确认,以以便决定定是否继继续焊接接;若发发现工序序及焊接接参数出出现偏离离,焊接接会自动动终止;所有焊焊接参数数都全程程记录,便便于追溯溯。由于于可以固固化经过过验证的的施工工工艺参数数,并能能根据环环境温度度等自然然环境条条件自动动进行调调整,各各种工艺艺参数记记录可以以存储、输输出,减减少
9、了人人为因素素对焊口口的影响响,实现现了焊接接过程的的可重复复性、可可追溯性性,大大大减轻了了质量检检查的工工作量1。 电熔焊焊机分为为半自动动型和全全自动型型。半自自动型已已基本淘淘汰,全全自动电电熔焊机机无须手手动输入入焊接参参数,由由读码器器直接扫扫描电熔熔管件上上的条形形码。不不同厂家家生产的的焊机有有不同的的参数,条条形码能能消除参参数的误误差,将将所有的的焊接参参数自动动输入焊焊机,对对电熔管管件进行行加热焊焊接。2.5 连接方方式及焊焊接环境境 热熔对对接连接接是PEE燃气管管道施工工中主要要采用的的连接方方法之一一,使用用的设备备是热熔熔对接焊焊机。通通过加热热板同时时加热需需
10、要焊接接管材、管管件的两两个端面面,使其其达到熔熔化温度度,撤去去加热板板,随即即迅速贴贴合,通通过焊接接机具在在一定的的压力下下冷却,冷冷却后达达到熔接接目的。 电熔承承插连接接也是PPE燃气气管道施施工中主主要的连连接方法法之一,使使用的设设备是电电熔焊机机。通过过电熔焊焊机对预预埋在电电熔管件件内表面面的电阻阻丝通电电后发热热,使电电熔管件件内表面面和承插插管材的的外表面面达到合合理的熔熔化温度度,升温温膨胀产产生焊接接压力,冷冷却后熔熔为一体体,达到到焊接目目的。 热熔连连接不需需要额外外管件,但但对管径径、管材材有一定定的要求求,要求求管道外外径990mmm或壁厚厚6mmm,且且不同
11、材材料级别别、不同同壁厚、熔熔体质量量流动速速率差大大于规定定值的管管材、管管件禁止止使用热热熔对接接。热熔熔焊接缺缺点是对对接比较较困难,对对操作人人员的技技术水平平要求很很高,且且热熔焊焊机体积积大,重重量大,搬搬运困难难,在管管沟内进进行热熔熔连接,管管沟需加加宽加大大。 电熔连连接方法法对管径径、管材材没有严严格要求求,可连连接不同同材料级级别及不不同壁厚厚的管材材、管件件。但需需要额外外管件,因因而增加加管道造造价,大大口径的的电熔管管件造价价相当高高。电熔熔焊机一一般为全全自动型型,操作作人员出出错的概概率相对对减小,焊焊接质量量有很好好的保证证。电熔熔焊机体体积较小小,易于于搬运
12、,可可在管沟沟沟槽内内进行焊焊接,无无须对沟沟槽特殊殊处理,施施工方便便。 管道热热熔或电电熔连接接的环境境温度应应在-55+445范围内内,风力力应小于于5级。因因此在寒寒冷的冬冬季,应应采取保保温、防防风措施施,并应应调整连连接工艺艺;炎热热的夏季季进行操操作时,应应采取遮遮阳措施施。 管材、管管件存放放处与现现场温差差较大时时,连接接前应将将管材、管管件在施施工现场场放置一一定时间间,使其其温度接接近施工工现场温温度。 20006年111月,河河南省中中原工程程管理有有限公司司在监理理广东佛佛山市南南海区怡怡翠馨园园庭院燃燃气管道道施工过过程中发发现了问问题。对对于采用用PE880 SS
13、DR117.66系列的的PE管管材,相相应的管管件也应应选用相相应级别别,但施施工单位位因把关关不严,错错误地领领用了PPE1000 SSDR111系列列的热熔熔管件,焊焊接后因因残余应应力导致致焊缝产产生鼓泡泡、裂纹纹现象。查查明原因因后,要要求切除除该批热热熔焊缝缝,全部部采用电电熔套筒筒连接,并并对施工工单位进进行了经经济处罚罚。2.6 焊接工工艺在热熔焊焊接工艺艺参数中中,与焊焊接直接接有关的的参数有有焊接温温度、时时间和压压力。在在焊接温温度确定定的情况况下压力力和时间间的关系系见图11。图中p11总总的焊接接压力(表压),MPPa p2焊焊接规定定的压力力(表压压),MMPa p3
14、拖拖动压力力(表压压),MMPa t1卷卷边达到到规定高高度的时时间,ss t2焊焊接所需需要的吸吸热时间间。s t3切切换所规规定的时时间,ss t4调调整压力力到p11所规定定的时间间,s t5冷冷却时间间,miin t6总总的焊接接时间,mmin 对接焊焊接要获获得质量量合格的的焊口,必必须满足足的基本本条件是是:焊接界界面必须须清洁、干干燥;合理的的加热温温度和加加热时间间;合适的的外力,加加剧分子子变形。在在加热过过程中,施施加水平平径向拖拖力能平平整管材材端面上上的不平平整度,但但若压力力过大,会会导致熔熔料流向向焊端的的边缘,改改变焊接接接头的的形状,严严重影响响焊接质质量。在在
15、熔接过过程中,施施加水平平径向外外力是为为了排除除气孔和和气体夹夹杂物,消消除受热热氧化破破坏的材材料,补补偿材料料收缩。冷冷却过程程是在保保持一定定外力的的情况下下,长时时间内以以缓慢速速度进行行焊缝材材料的收收缩、翻翻边结构构的形成成过程。2.7 焊接质质量检验验及注意意事项 连接完完成后,应应对接头头进行1100%的翻边边对称性性、接头头对正性性检验和和不少于于10%的翻边边切除检检验。翻翻边对称称性检验验和接头头对正性性检验是是外观检检查的最最基本方方法,也也是比较较简便和和实用的的方法。翻翻边切除除检验操操作相对对复杂,需需要专业业工具和和熟练的的操作人人员。目目前,郑郑州燃气气公司
16、已已经准备备全面普普及翻边边切除检检验方法法。 翻边切切除检验验应符合合下列要要求44: 翻边应应是实心心圆滑的的,根部部较宽。 翻边下下侧不应应有杂质质、小孔孔、扭曲曲和损坏坏。 每隔550mmm进行1180的背弯弯试验,不不应有开开裂、裂裂缝,接接缝处不不得露出出熔合线线。 当抽样样检验的的焊缝全全部合格格时,则则此次抽抽样所代代表的该该批焊缝缝应认为为全部合合格;否否则应按按下列规规定加倍倍抽样检检验44:除不合合格焊缝缝需切除除重焊外外(不能能进行修修补),每每出现一一道不合合格焊缝缝,则应应加倍抽抽检该焊焊工所焊焊的同一一批焊缝缝,按本本规程进进行检验验。如第二二次抽检检仍出现现不合
17、格格焊缝,则则应对该该焊工所所焊的同同批全部部焊缝进进行检验验。 20008年22月200日,郑郑州市秦秦岭路与与中原路路交叉口口南约2200mm处燃气气管道发发生焊缝缝开裂泄泄漏事故故,长约约20mm的路面面被顶起起,影响响部分用用户用气气达6hh。从开开裂焊缝缝的外观观来看,内内外翻边边属正常常范围,凸凸缘比较较对称均均匀;错错边量未未超标;开裂部部位端面面呈光滑滑状,绝绝大部分分未粘连连;试压压结果正正常。直直接原因因:加热热温度不不够;加加热时间间过短;焊接压压力过大大,以致致熔融材材料被过过多挤出出,凸缘缘翻出而而焊缝内内部却中中空虚焊焊;焊缝缝未冷却却到环境境温度时时即拆除除夹具,
18、移移动接头头,造成成焊缝强强度不足足。间接接原因:管道下下方人防防工程造造成管道道高程有有变化,有有附加应应力作用用于管道道。该事事故虽未未造成严严重后果果,但说说明热熔熔焊接在在人员操操作、机机具管理理、检测测方法等等方面还还存在漏漏洞。因因此,郑郑州燃气气股份有有限公司司提出,对对所有PPE管焊焊工重新新考试上上岗,逐逐步引进进全自动动热熔焊焊机,按按规范要要求进行行不少于于10%的翻边边切除检检验,并并对相关关责任人人进行了了处罚。2.8 非开挖挖施工方方法在施施工中的的应用 非开挖挖施工方方法近年年来在市市政工程程中得到到了越来来越多的的应用,但但因其属属隐蔽工工程,施施工过程程中常常
19、常发生损损坏其他他地下设设施的事事故。220055年5月月,郑州州市冉屯屯路燃气气管道施施工中,在在采用非非开挖方方法穿越越冉屯东东路时,将将垂直方方向的已已供气PPE燃气气管道损损坏,造造成周边边31104户居民民用气中中断达112h。事事故发生生后,郑郑州燃气气股份有有限公司司整顿了了非开挖挖施工单单位,明明确提出出非开挖挖施工的的合格标标准为: 桩号偏偏差11m,管管位偏差差0.5m,高高程偏差差0.2m;顶管过过程中不不应对地地下管线线及构筑筑物造成成破坏;拖管过过程中管管腔不应应进泥浆浆;管体体不得产产生严重重变形,管管体划伤伤深度不不得超过过壁厚的的10%;钢管管拖管过过程中不不应
20、对防防腐层造造成破坏坏;PEE管示踪踪线不应应断裂。 要求非非开挖施施工的施施工组织织设计中中必须有有“图纸纸会审”部部分,应应包含以以下内容容: 管道起起止点位位置、管管位、最最大管道道深度、管管材、长长度。地下障障碍物的的名称、位位置、深深度。 设计钻钻进曲线线,包括括最深钻钻点的位位置、深深度,起起始点的的深度,终终止点的的深度,并并应符合合曲率半半径的要要求(钢钢管的曲曲率半径径15500倍倍外径,PPE管的的曲率半半径225倍外外径)。 随着这这些要求求的实施施,近年年来类似似事故已已逐步减减少,接接近于零零。3 结语语 PE燃燃气管道道系统质质量直接接影响城城市燃气气系统的的运行。
21、相相关从业业人员要要充分认认识PEE管道系系统的性性能,不不断总结结完善质质量控制制体系和和监督体体系,全全面促进进PE管管材、管管件在燃燃气工程程中的应应用。参考文献献:1 姜振世世,孙东东喜,徐徐彦丰.聚乙烯烯压力管管道的质质量控制制J.城市市燃气,220055,(55):119-221.2 缪江.PE燃燃气管道道的施工工质量管管理与控控制JJ.城城市燃气气,20005,(12):188-211.3 李长缨缨.城镇镇燃气聚聚乙烯管管应用中中相关问问题研究究J.煤气气与热力力,20008,228(22):BB42-B477.4 CJJJ 63320008,聚聚乙烯燃燃气管道道工程技技术规程程S.