摘要：结合渗滤液处理站有毒、强腐蚀性等气体密度大情况特点，使用HDPE管道选材及使用安装等。
关键词：HDPE给水管道；特性；选材；连接方法
一、前言
随着我国城市数量增加和人口的增多，城市生活垃圾也随之急剧增长，据统计每年的生活垃圾达到了1.5亿吨，而我国对生活垃圾处理主要方式是堆肥、填埋和焚烧三种，特别是近年来，随着我国综合科技实力和生态环境保护意识的增强，并引进外国先进技术，现对生活垃圾采用堆放发酵-焚烧发电综合循环利用的方法越来越广泛，因此，在垃圾堆放发酵过程中产生的垃圾渗滤液处理、排放要求也越来越严格，防止渗滤液排放对环境造成二次污染。在渗滤液产生及处理过程中，会生产出有毒、易燃及强腐蚀性等气体和液体，而HDPE新型聚乙烯给水管材具有接口稳定可靠，材料抗冲击、抗开裂、耐老化、耐腐蚀等一系列特点，目前，HDPE给水管道在渗滤液处理站及污水处理系统中正逐步推广使用。
二、HDPE管的性能及应用特点
与传统管材相比，HDPE管道具备接口稳定可靠、材料抗冲击、抗开裂、耐老化、耐腐蚀等优点：
（1）连接可靠，可挠性好。现在HDPE管道连接方式多种多样，但大管径HDPE管道之间采用电热熔方式连接，电热熔接头强度高要于管道本体强度。而HDPE管与设备、阀门、其他管道之间采用法兰连接，管道连接方便快捷，维修简便，连接处不易出现液体渗漏，并且HDPE管道的柔性使得它易弯曲，施工中可以改变管道走向的方式绕过障碍物，减少管件用量，从而降低生产风险和安装成本费用。
（2）低温抗冲击性好。HDPE管的低温脆化温度极低，可在-60~60℃温度范围内安全使用，因其抗击性好，冬季不易发生管道脆裂。与传统PVC管材对比，不会因为冬季气温过低，暴露于地表及地面以上的管道脆变而冻裂，也可避免由于施工过程不小心碰撞而损坏，从而减少了维修人力的消耗，增强了生产的稳定因素。
（3）抗化学腐蚀性、抗老化性好。HDPE管道可耐多种化学介质的腐蚀，并且HDPE管道是电的绝缘体，因此不会发生老化脆裂、腐蚀生锈或发生电化学腐蚀现象等。而渗滤液是一种含有高浓度有机物、重金属盐、及氨氮等水质相当复杂液体，通过调节、厌氧、脱气沉淀、缺氧、好氧及MBR等处理后达到出水排放标准，在处理过程中会产生沼气、CO、氨气等有毒、易燃及其腐蚀性气体和不同腐蚀性液体。采用HDPE管道用于输送这些过程中产生的气体和液体均适用，省去了多次采购或多种管道的麻烦。并且HDPE管含有2%~2.5%均匀分布的炭黑的聚乙烯管道，相对于PPR管道而言，优点在于能够在室外露天存放或使用50年，不会因遭受紫外线辐射而损害。
（4）耐磨性好，水流阻力小。通过HDPE管与钢管的耐磨性对比试验表明，HDPE管道的耐磨性为钢管的4倍，在渗滤液生产处理过程中均为泥浆或浓缩液体为主， 由于因为HDPE管道具有光滑的内表面和更好的耐磨性，其非粘附特性保证HDPE管道具有较传统管材更高的输送能力，同时也降低了管路的压力损失和输水能耗。这意味着HDPE管具有更长的使用寿命和更好的经济性。
（5）重量轻，搬运方便。HDPE管道比混凝土管道、无缝钢管、不锈钢钢管质量更轻，在渗滤液处理站中施工场地窄小、管道密集等，它更易搬运和安装，降低了人力和设备需求，使工程的安装成本费用大大降低。
根据上述HDPE管道的特性及应用特点，现在类似渗滤液处理站这样的污水处理系统生产管道采用HDPE管道安装的项目越来越多，因此在施工之前，选择质量好的管材及管件，是非常重要的，避免因质量问题造成重复施工安装，浪费人力和物力，选材时一定要按照国家标准要求采购合格的产品。
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三、HDPE管的连接方法及特点
（1）热熔连接：热熔连接分热熔对接和承插热熔，承插热熔一般适用小管径，热熔对接适用于大管径，尺寸大于90mm的HDPE管均采用热熔对接方式连接，该方法经济可靠，其接口在承拉和承压时都比管材本身具有更高的强度。热熔对接是采用热熔对焊机来加热管端（热熔对接温度为210±10℃），待管端融化后，迅速将其贴合，保持一定的压力，经冷却达到熔接的目的。在实际应用中，可以加强管道一体性，不会因此降低管道的整体强度，并且该方法连接工艺和设备工具比较简单，操作便捷，质量稳定，但受施工天气、施工温度、压力、时间和场所等因素影响也比较大，特别是要严格控制好施工温度、压力和时间三个因素。例如：当焊接温度低时，加热板温度未达到焊接温度就开始焊接，会造成焊接面吸热不足，使聚乙烯大分子未获得做够的能量和空间进行迁移、缠绕，从而未达到应有的强度和性能，在管道内应力作业下，即会发生开裂或断裂。还有当施工时管材切削后焊接面受污染或热熔板表面部洁净度受污染时焊接，会造成假焊，假焊焊口强度低，施工完成后做压力强度试验时也无法发现漏点，但生产使用一段时间后，就会发生焊口断裂，造成泄漏事故。
（2）电熔连接：是采用专用电熔焊机，控制流过管件内埋设的电阻丝中的电流管使管件合理发热，加热管件与管材的连接界面，从而达到熔接的目的。电熔连接受人为因素较少，质量稳定可靠，施工效率高，但电熔管件制造技术要求高，成本相对较高，操作技术要求严格。在燃气管道小管径系统中使用比较多。但在电熔连接中也要注意几点施工要点：当承插时要插到要求位置，否则会造成熔浆溢出，容易使管道管径变小，增加流通阻力，特别是在焊接异径三通时，会误将三通视为直通焊接，将异径三通的小端口堵上；在焊接前，管材熔接点的表面应刮除干净，如果表层氧化皮还在，会造成焊接不牢现象（虚焊），可能在打压的过程是合格，但生产过程中产生内应力，虚焊处也会极易脱落造成泄漏事故；焊接电流电压要控制适当，当电压过低时，电阻丝在规定时间内的发热量少，连接部位材料不能有效充分熔融，宜出现虚焊，当电压过高，电阻丝过热，焊接温度超过240℃，管材易发生气化，造成内部空腔，冷却后形成孔洞；还要注意焊接时管件与焊接管道是否存在应力，当存在应力时会产生变形造成虚焊。
（3）法兰连接：现实生产工艺中经常需要HDPE管与钢管、阀门及设备连接，由于材质的不同，宜采用法兰连接。HDPE管端与相应的塑料支撑环之间电热熔连接，钢管端与金属法兰的连接应符合相应的钢管焊接的规定，然后采用法兰片即可完成HDPE管道与钢管的连接。法兰连接也适用HDPE管之间的相互连接。一般而言，HDPE支撑环之间不需要密封圈，但在大尺寸，高压力工作条件下乃需要密封圈。当HDPE支撑环与其它材质管道进行法兰连接时，必须使用密封圈。根据渗滤液处理站生产环境带有腐蚀性气体及低压管道特点，HDPE侧的法兰片宜采用钢塑法兰片，防止发生电化学腐蚀现象，既经济又环保。
四、管道连接方式选择
在选好管材管件后，施工过程中也要根据施工现场情况和设计要求选择管道的连接方式，每种连接方式都有它各自的优缺点，采用热熔对接连接方式，造价成本较低，整洁美观，适用于比较宽敞的施工场地，减少施工设备的搬运；采用电熔连接方式，焊接质量稳定可靠，施工效率高，受人为因素较少，但造价成本相对较高。
根据渗滤液处理站施工场地窄小，管道密集，高空作业多的特点，选择电熔连接比较好。例如渗滤液缺氧池出水管道安装，在高空12米安装，安装位置管道较短、管径较大，如果采用热熔对接，施工设备笨重，缺氧池又属封闭式池子，安装时要把设备搬运至安装施工位置比较困难，使用多人抬运吊运，施工安全风险又高，如果采用电熔焊接方式，施工设备轻便，在管道与管件预组装完成，并加固牢固消除应力，只要增长焊接线，敷设至安装位置，正确使用操作规程，就可以简便完成管道焊接，既减少施工人员的投入，又加强了施工安全系数。
五、结束语
HDPE管道因其耐腐蚀性好，连接可靠，特别是电熔连接，在类似渗滤液处理站等污水系统中生产使用效益良好，对系统质量保证及安全运行生产起着至关重要的作用，值得在类似生产项目中推广使用。
论文作者:陈其时
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/11
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