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摘要：聚乙烯PE管热熔焊接施工符合国家节能减排政策，能较好控制施工环境。对聚乙烯 PE 管热熔焊接施工中出现的质量问题及产生原因进行分析，提出质量控制措施。
关键词：聚乙烯PE管；焊接施工
引言：随着我国城市市政公用管道建设不断加快，聚乙烯 (PE )管 以其连接方便、施工简单，维修少、使用寿命长，且经济等优势，在近几年的天然气、给水管道工程中，被大量地采用。我国从上个世纪80年代初开始系统地研究塑料管在市政工程和建筑工程中的使用。目前国内一些厂家生厂的聚乙烯管材、管件等都已经达到国外的水平。国家制定了燃气、给水用埋地式聚乙烯管材和管件的标准和施工规范，让聚乙烯管得到了快速地发展。通过实践证明聚乙烯PE管具有能够抵抗地震等自然灾害的影响、气密性好、气体渗透率低、管道连接方便、施工简单、维修少、使用寿命长等优点。
1.PE管概述
PE管是建设部 “十一五”推广应用的一种新型材料，也是国际上推崇的绿色建材。目前，国内一些厂家的聚乙烯管材、管件等生产设备和制造技术基本达到国际先进水平，国家制订了燃气、给水等埋地式聚乙烯管材、管件标准和施工规范，从而使聚乙烯PE燃气管道在市政燃气工程中的大规模应用确立了理论依据，聚乙烯PE管燃气管道施工得到了迅速发展。
2.聚乙烯PE管施工工艺流程
3.聚乙烯PE管施工要点
3.1聚乙烯 PE 燃气管对管沟的要求
其开挖宽度和工作坑尺寸，应根据现场实际情况和管道敷设方法确定。也可按公式确定：单管沟边连接 b=DN+0.3，双管同沟连接 b=DN I+DN2+S+0.3(S为两管之间设计净距)。沟底连接时，其宽度应加大。3.2焊接前先试焊
按照焊接设备性能、管材生产厂家提供的参数，结合规范规定调整加热温度、焊接加热时间、拖动压力、保压时间、冷却时间等焊接参数，制定出合格焊缝的环高、环宽、环缝高标准，正式焊接要按照《PE管焊接作业指导书》的要求进行正式焊接。
3.3聚乙烯 PE 燃气管连接方式
聚乙烯 PE 燃气管连接方式采用热熔对接焊连接，焊机为热熔对接焊机，聚乙烯PE燃气管焊接后，对焊口进行100％的外观检查及10％的焊口切除检验。聚乙烯 PE 燃气管对接前，两管端各伸出夹具一定长度 25—30㎜，并校直两对应的连接件，使其处于同一轴线。检查焊机各部分电源线及其它线路连接是否正常。按要求接通加热板、铣削装置、液压系统的电源等。根据所施工的管材规格选用恰当的夹具、设置好机架位置。将两端已清理合格的管材用夹具 固定在机架上，注意做到两端面相距在lOO㎜左右，检查夹具使管口错边量小于壁厚的10％，并用棉布擦净管连接端头。测出每根焊接管子的拖动压力并记录。用双面铣刀铣削焊口两端面，完全清除管端氧化层，使其待连接端面吻合，且在同一轴线上。查取相应管材的焊接参数并记录，计算出熔接压力，熔接压力=标准焊接压力(理论参数 )+拖动压力。将热板加热温度设置在 210℃±10℃进行加热，将达到温度要求的加热板置于机架上，闭合夹具，此时焊接压力逐步升至预热压力，待管口间凸起均匀且高度达到要求时，记录卷边时间，并将预热压力降至拖动压力，同时按下吸热时间按钮，吸热时间由相应管材参数得出，并做记录。达到吸热时间后，迅速打开夹具，取出加热板，并立即关合夹具，操作时间尽量缩短，以不超过8秒为宜，在规定的时间内匀速将压力 由零位调至焊接压力，按下冷却时间钮，冷却时间由相应管材参数得出，并做记录，达到冷却时间后，打开夹具，取下焊好管材，进行下一接口的焊接。检查焊环质量，焊缝宽度、高度符合规范要求为合格，否则锯开焊口重焊。管线碰头必须采用电熔焊时，焊机与管件正确连通，在全自动电熔焊机上设定管件的电压及焊接时间(由相应管件参数得出)，按管件电压和焊接时间参数通电加热，在焊接时间达到后，检查管件熔化孔已经被熔化，即为焊接合格，否则锯掉重焊。在冷却时间(由相应管件参数得出)内，不得移动焊件或在焊件上施加外力。
3.4管道下沟前应按设计图纸检查基础的标高
清除沟底的一切杂物，对小管径管材采用人工下管，下沟时应防止划伤、扭曲或过强的拉伸及弯曲，对于较大管材可采用橡胶带捆绑吊装，严禁用金属绳捆绑吊装。
3.5系统试验
管道系统试验采用分段及一次性整体连通试验；做好试验前的各项准备工作，如：确定组成人员、原始数据记录人员、检查试压设备是否正常；管道吹扫介质为空气，吹扫长度不宜超过500m，空气流速不低于 20m／s等；系统试验用的压力表经技术监督部门校验合格，并在检验周期内，其精度不低于 1.5 级，表的满刻度值应为被测最大压力的1.5倍-2倍；试压设备采用空压机，介质为空气，试压时压力应逐步缓慢升高，以便管道有足够的时间来平衡应变；强度试验压 力为工作压力的1.15倍，打压时，强度达到5O后，稳压1小时，检查焊口有无漏气，然后再打压到强度设计压力后，压力表读数不下降为合格；严密性试验待强度试验完毕之后，将压力降至气密性试验压力，稳压24小时，每小时记录不应少于1 次，实测的压力降应符合规定要求，且压力降不应超过133Pa，直至合格为止。
4.施工中应注意的问题结构在升降温前的压缩位移；e盖板两端位移量大，而中间位移量小。对于存在剪力墙的位置，盖板的位移由于剪力墙的约束尤为减小；f凹槽的设计使得模型二的最大位移较模型一有减小。预应力的设计使得模型三在升温时的最大位移较模型二有进一步减小，但预应力的设计增加了模型三在降温时的最大位移；g由温度场产生的柱的最大轴力、最大剪力和最大弯矩的幅值均远远小于柱截面的极限抗压承载力、极限抗剪承载力和极限抗弯承载力，因此我们可以认为由温度场产生的轴力、剪力和弯矩对柱截面配筋设计的影响可以忽略；h考虑施加预应力后，模型三凹槽所受的最大压应力16.2MPa较模型二中的9.68MPa有提高，而凹槽所受的最大拉应力3.36MPa较模型二中的8.44MPa有减小。
3 结论
经过有限元结果的对比分析，凹槽的设计对于温度应力的释放是非常有效的。本工程中两道凹槽的设计使得板的有效跨度减小，板内应力和位移都得到有效的降低。但是板内x方向和y方向的最大拉应力统计为2.28MPa和2.04MPa，这些残余的拉应力仍需通过施加预应力钢筋来得以降低。
在施加预应力后，模型三板内的最大拉应力降低为0.6MPa，低于混凝土抗拉强度设计值1.43MPa，同时由最大位移计算出来的层间位移角1/1210亦小于层间角位移限值1/550。同时满足框架平板结构在温度场下的应力要求和位移要求，这说明同时设置凹槽和施加预应力后是一个安全合理的设计方案。
参考文献
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论文作者:罗雄辉
论文发表刊物:《基层建设》2017年2期
论文发表时间:2017/4/17
标签：聚乙烯论文; 位移论文; 压力论文; 应力论文; 时间论文; 预应力论文; 夹具论文; 《基层建设》2017年2期论文;