上海华谊建设有限公司
摘要：在石油化工、矿山、市政、燃气等行业钢丝网骨架聚乙烯复合塑料管被广泛运用，以上海漕泾地区1200吨/年催化剂项目中钢丝网骨架聚乙烯复合塑料管的施工为例，详述其电熔焊接工艺和质量控制，解决了项目施工过程中产生的该管材电熔焊接接头漏水问题，同时通过施工定额对比简述了该种复合塑料管的推广带来的经济效益和社会效益。
关键词：钢丝网骨架聚乙烯塑料复合管；电熔焊接；质量控制；经济效益
1引言
随着社会经济的发展，一些传统的施工材料逐渐被新型的经济环保安全的材料所代替，尤其是复合材料的大力发展，大大提高了施工效率、降低了使用及施工成本，带来了良好的经济和社会效益。以上海漕泾地区的1200吨/年催化剂项目为例，由上海华谊建设有限公司施工总承包，该项目部分工艺物料管线及地下管网工程中给水管即采用的是钢丝网骨架聚乙烯（PE）复合塑料管，本人参与了该部分管道的施工，在给水管最终试压时出现了个别接头渗漏的现象，通过分析查找原因解决了问题，并进行了总结，以下会针对此进行阐述。
2 钢丝网骨架聚乙烯复合塑料管性能特点
钢丝网骨架聚乙烯复合塑料管材是以包覆处理后的高强度钢丝连续缠绕成型的芯层为增强骨架，采用专用热熔胶、塑料通过挤出成型方法复合成一体的新型环保管材。它既保留了钢管优良的承压性能，又保留了塑料良好的质量轻、耐腐蚀、耐热保温、管道连接牢固、卫生性能、无毒以及其易于敷设、技术可靠、使用寿命长等特点，且直埋于室外土壤内的大型管道使用电熔工艺，可有利地克服接头渗漏的难题。【1】
3 钢丝网骨架聚乙烯复合塑料管的焊接及质量控制
3.1 连接方式
钢丝网骨架聚乙烯复合塑料管连接可以采用法兰连接、电熔连接、热熔连等多种方式，应依据现场实际情况合理选择连接方式。1200吨/年催化剂项目部分使用钢丝网骨架聚乙烯复合塑料管的工艺管线与阀门相连采用的是法兰连接，厂区给水管均为地下直埋，根据需要现场采用的电熔连接，以下将以钢丝网骨架聚乙烯复合塑料管电熔焊为例描述。
3.2 电熔焊的工作原理
电熔连接时将钢丝网骨架聚乙烯复合管材插到电熔管件中，对预埋在管件内表面的电热丝通电使其发热。被加热的管件内表面因高温而熔化产生熔体，管件与管材的间隙被膨胀的熔体填充塞满，继续加热到管材外表面也生成熔体，两种熔体相互缠绕在一起，冷却成型后，管材与管件便紧密连接为一体。【2】
电熔连接有电熔承插焊和电熔鞍形焊等焊接形式，本项目涉及的管道均为DN100以下，考虑施工便利采用的是电熔承插式连接，该种连接方式原理是利用镶嵌在承口内壁的电热元件通电后产生的高温，将插入承口中的管材与承口的接触面熔接成整体形成刚性接头。
3.3 焊接工序分析
3.3.1 焊接工序把控不严造成的问题
在1200吨/年催化剂项目现场具体施工过程中，本人因对钢丝网骨架聚乙烯复合塑料管焊接的工序把控不严，造成部分焊接接头质量差、水压试验时接头渗漏的问题。针对焊接全过程每道工序进行了分析排查，得到可能的原因：
1）施工人员作业时管材承插不到位或焊接表面清理不合格引起接头强度低
2）焊后冷却时间不到位即对焊接接头施加外力造成接头强度低。
对此，为保证整改及后续施工质量，我们针对焊接过程每个步骤都进行分析，并总结出以下要点。
图1 钢丝网骨架聚乙烯复合塑料管焊接工序
3.3.2 管材管件检查验收
在正式施工前应对管材、管件进行检验是否符合标准要求，如外观、尺寸等方面，核查质保书、合格证等文件是否齐全有效，同时对管材和管件按批次进行抽检，不合要求的材料不得使用。
3.3.3 管道电熔焊前注意事项
1）正式连接前需试装，选配管材、管件，将电熔接头推入管材端口测试匹配度，如过大或过小则需另选电熔管件；如若稍紧则可应用手动机具处理管材，直到匹配合适。
2）为提高连接性能，保证有比较紧密的配合尺寸，管材连接部位需去除氧化层。用砂轮机打毛表面，熔接面的氧化层用手刮刀去掉，将新露的焊接表面打磨均匀、圆滑。本项目使用的管材管径不大，只需轻微处理。管材表面的清理长度应比管件的承插深度多30mm。管件内壁也应当用软磨头的角磨机清理氧化层。一般打磨至用人力可以将电熔管件推入电熔区1/3~1/2的程度即可。
3）清洗，管材表面清理后管材焊接部位的脏物需用干净的棉布去除，管材的内外表面用95%以上的酒精或者丙酮清洁，并晾干保持干燥。若未晾干就电熔焊接，则容易产生气泡，影响连接质量。
4）做标记，管材插入管件前需在端口做好与管件承插深度相同的记号，记号须清晰易分辨，只有确保管材承插合格，熔接质量才有保证。承插深度不够，则材料电加热熔化部分就不全面，熔接面就不够，造成熔接接头承压能力大大降低，试压时接头部位就会产生漏水的情况。电熔直通管件承插尺寸，可参看表1
表1 电熔直通的尺寸
3.3.4 管道电熔焊接
1）按照管线走向，摆正管子，插入电熔接头，因装配管材管径不大，用榔头轻轻锤击接头周围，将接头轻打承插至所做记号部位。管件一头装好后，管材插入，若配合略紧，可用榔头轻击推入，管材记号应与管件端口正好贴合。若管材过度承插，则应敲击管件使管材退出至记号线调整。
2）装配好电熔管件后，需对管线的水平度、同心度进行检查，站在远离管件位置用目测法观察，管件连接处不可有较大的V字型，角度一般不超过15度，做到横平竖直。
3）电熔焊接，电熔焊机的输出线插头需与管件的接线柱连接好，不可有接触不良或松动现象。启动电熔焊机，操作应按相应规程说明书进行，输出调节键需归到0位。启动焊机进行恒流电流焊机，焊机扫描管件条形码确定焊接参数或根据厂家提供的管件电熔焊参数将电熔焊机参数缓慢调至电压、电流到设定值。加热时注意手摸管件两端的温度是否相差，不得冒料，如有异常情况需做参数停顿、延长、缩短等处理。
3.3.5 电熔焊后的冷却
完成电熔焊接后，切断电源并从管件接线柱上取下电熔焊机的输出线插头，拆卸插头时不易用力过猛，以免伤害铜柱。电熔熔接接完成后让焊接接头处于自然环境中冷却，电熔连接冷却期间，不得在连接件上施加任何外力或移动连接件，根据当时天气决定冷却时间，不应小于熔焊时段的10倍。钢丝网骨架聚乙烯复合塑料管电熔焊冷却时间可参考表2。
表2 管件电熔焊接冷却时间
3.4 钢丝网骨架聚乙烯复合塑料管电熔焊接质量控制
电熔焊接质量应从人、机、料、法、环五个方面控制，除已上对机、料、法说明外，还应有几点需要严格控制：
1）焊接人员需经过培训，持证上岗，施工人员对钢丝网骨架聚乙烯复合塑料管电熔焊接前、中、后都必须认真对待；
2）对每个电熔管件进行编号，电熔焊接时同时记录焊接参数，若后期出现接头质量问题可便于快速查找并及时调整。
3）需注意现场施工环境，避免在下雨、大风天气电熔焊接，如果需要，须在工作区域搭设雨棚、挡风棚等措施保障焊接质量。且在此种天气下焊接完成后，应使用保温材料包裹焊接区域，确保其均匀降温。
针对项目施工过程中钢丝网骨架聚乙烯复合塑料管接头漏水问题的分析，通过对焊前、焊中、焊后每道工序的严格把控，解决了问题，使得施工顺利进行。
4 经济、社会效益
同时，通过对比钢丝网骨架聚乙烯复合塑料管的施工及传统碳钢管的施工，前者无论是在产品施工成本还是施工效率上都更加经济划算。本人利用套取上海08清单同分册，对本项目出现的DN100规格两种材质管道的施工进行分析，都取数量10m为例对比，详见表3
表3 钢丝网骨架聚乙烯复合塑料管与传统碳钢管施工费用对比
从人工费及机械费上，可以看出很大的差距。相比传统碳钢管的施工，钢丝网骨架聚乙烯复合塑料管综合单价降低率达到44%，人工成本降低率达到24%，机械费用更是大幅下降。考虑在运输、二次搬运及其他零星施工产生的措施费，钢丝网骨架聚乙烯复合塑料管搬运便捷、安装简单、操作工具简单，可极大降低人工与机械开资，在人工成本越来越高的如今，更高的施工效率、更小的人工成本才能取得更大的经济效益。从社会效益来看，钢丝网骨架聚乙烯复合塑料管集塑料管与钢管性能于一身，安全洁净，避免了传统钢管的二次污染，材质环保节能。
5 结语
根据本人所参与的项目现场施工情况来看，钢丝网骨架聚乙烯复合塑料管是一种新型管材，电熔焊接工艺先进快捷，极大了提高了施工单位施工效率、降低了施工成本，带来了良好的经济效益、社会效益。但在施工过程中还仍有待思考的方面，如对既定的电熔焊接参数，若被周围环境影响该如何调整数值，天气温度影响下熔接接头冷却时间如何判断等以及其他未尽考虑的方面。本人经过参与项目施工，对于钢丝网骨架聚乙烯复合塑料管的使用以及电熔焊接工艺有了一定了解和总结，解决了一定的技术问题，可为公司以后的相关施工提供借鉴。
参考文献
[1]文春鸿.浅谈钢丝网骨架聚乙烯塑料复合管安装工艺[J]，价值工程，2017，17（36），105-107
[2]陈瑜.海外电厂钢丝骨架PE复合管电热熔焊接工艺[J]，低碳世界，2016，22，68-69
[3]王雅萍.建筑给水钢丝网骨架塑料复合管电热熔施工[J]，山西建筑，2013，33（39），97-99
[4]HG/T4281-2011塑料焊接工艺规程
论文作者:孙宇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年3期
论文发表时间:2019/6/10
标签：熔焊论文; 骨架论文; 管材论文; 塑料管论文; 聚乙烯论文; 管件论文; 钢丝网论文; 《建筑学研究前沿》2019年3期论文;