陳瑜（四川電力建設(shè)二公司，四川 成都610051）

海外電廠鋼絲骨架PE復(fù)合管電熱熔焊接工藝

陳瑜（四川電力建設(shè)二公司，四川 成都610051）

鋼絲網(wǎng)骨架PE復(fù)合管道是一種已經(jīng)廣泛應(yīng)用于石油、電廠、市政等領(lǐng)域的性能優(yōu)良的新型管道。其焊接技術(shù)相比普通金屬管道焊接，更為先進(jìn)）。越南電廠項目臨近海邊，氣候潮濕，地形復(fù)雜，故廠區(qū)地下復(fù)用水管道主要采用此種管材。電建企業(yè)掌握本材料的焊接技術(shù)，節(jié)約大量的人機(jī)材。

鋼絲骨架PE復(fù)合管；電熱熔；防腐；焊接參數(shù)

前言

鋼絲網(wǎng)骨架塑料復(fù)合管是一過改良的新型的鋼骨架塑料復(fù)合管，又稱SRTP管。這種復(fù)合管克服了鋼管和塑料管各自的缺點，而又保持了鋼管和塑料管各自的優(yōu)點。越南汪秘電廠項目的廠區(qū)地下復(fù)用水管道有我公司負(fù)責(zé)承包施工，包括不銹鋼管、鍍鋅管等。其中PE復(fù)合管安裝長度約3000左右，焊接質(zhì)量對安裝起決定性作用。本文結(jié)合該工程實際，介紹鋼絲骨架PE復(fù)合管的電熔焊接工藝。

1 鋼絲骨架PE復(fù)合管的應(yīng)用范圍

鋼絲網(wǎng)骨架PE復(fù)合管道是一種已經(jīng)廣泛應(yīng)用于石油、電廠、市政等領(lǐng)域的性能優(yōu)良的新型管道。其焊接技術(shù)相比普通金屬管道焊接，更為先進(jìn)）。隨著科技的進(jìn)步，因為鋼骨架PE管的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，逐漸取代金屬管道和純PE管道，在綠色管道行業(yè)處于主導(dǎo)地位。鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）復(fù)合管材及管件標(biāo)準(zhǔn)：《中華人民共和國城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ/ T189-2007）。

2 鋼絲骨架PE復(fù)合管的焊接原理及優(yōu)點

銅絲網(wǎng)骨架塑料復(fù)合管的連接采用電熱熔連接方式和法蘭連接兩種方式，其中電熱熔連接是最主要的連接方式。電熱熔連接是將復(fù)合管插到電熱熔管件中，對預(yù)埋在管件內(nèi)表面的電熱絲通電使其發(fā)熱。先使管件內(nèi)表融化而產(chǎn)生熔體，熔體膨脹并充滿管件的的間隙，直至管材外表面也產(chǎn)生熔體，兩種熔體相互熔融在一起，冷卻成型后，管材與管件緊密連接為一體（圖1）。

圖1

電熱熔焊接的優(yōu)點：

（1）電熱熔焊接技術(shù)施工方便、迅速，可以連續(xù)的安裝組對，再進(jìn)行統(tǒng)一焊接。

（2）焊接可靠性良好，與其他焊接方式相比，密封性和強(qiáng)度都很好。

（3）沒有藥皮、焊渣，管道內(nèi)壁光滑，清潔，不容易造成管道堵塞。

（4）焊接工藝容易掌握。

3 管材準(zhǔn)備

現(xiàn)場項目開始時，對當(dāng)天領(lǐng)取的管材/管件進(jìn)行檢驗，是否符合標(biāo)準(zhǔn)的要求，如外觀、尺寸及其他要求，不符合不能投入使用。

3.1 封口

管子切斷后復(fù)合管必須進(jìn)行封口作業(yè)，嚴(yán)禁不封口進(jìn)行連接裝配。管子下料后，端面修磨平整，加熱板的溫度應(yīng)控制在220℃，（不應(yīng)超過220℃）先放封口環(huán)，使其熔化1mm，再同時加熱管子。當(dāng)封口環(huán)熔化翻邊3mm，管子均勻翻1～2mm時迅速拿開加熱板，將封口環(huán)與管口粘合。再用7成力擠壓翻邊，冷卻后修邊即可。De50～D200的管材使用封口環(huán)封，熔接面應(yīng)無氣孔、裂紋和缺口。不能有鋼板外露，如有以上原因必須重封。

3.2 去氧化層

為了提高焊接性能，應(yīng)對管材的表面進(jìn)行預(yù)處理。使用砂輪片將表面打毛，現(xiàn)場采用手刮刀（玻璃片）將熔接面去掉氧化層，露出新鮮焊接表面。然后打磨圓滑、均勻，這樣處理后保證有比較緊密的配合尺寸。由于小管徑管壁較薄，所以只需要輕輕稍微刮削。大于De250的管材因為管徑較大，面積大，應(yīng)進(jìn)行精細(xì)打磨處理，提高焊接效率。去氧化層時，應(yīng)均勻刮整個周邊，覆蓋整個圓周，不能漏刮。刮削長度大于管件的承插深度30mm。管件內(nèi)壁也采用手工刮去氧化層處理，用內(nèi)磨機(jī)處理時，應(yīng)采用軟磨頭，避免銅絲外露。

圖2 現(xiàn)場去掉氧化層

3.3 清洗與晾干

刮好后用干凈抹布或者是棉紗去除管材焊接部位的泥、泊、沙及其他臟物，必要時用清水清洗干凈。然后要用帶酒精（純度95%以上）或丙酮的清潔抹布做好管件內(nèi)外徑表面的清潔。清潔完成后，晾干，保證管件，管件端口干燥，不允許帶有水跡進(jìn)行裝配（必要時用吹風(fēng)機(jī)吹干）。如果未晾干就進(jìn)行焊接，則容易產(chǎn)生氣泡，影響熔接面的粘合。

4 管材、管件組裝

4.1 作標(biāo)記

在管材的端口做好承插深度的標(biāo)記，記號尺寸等于管件的承插深度，一般在距離管口150mm處用白色記號筆在管道上均勻畫上標(biāo)記，以確保管材承插到位。記號必須明顯、清晰。如果承插不到位，加熱部分露空，熔融接面積減少，承壓能力大大降低，且焊接時管件內(nèi)將會塑料塌陷，造成管件焊穿，造成質(zhì)量事故。

4.2 安裝扶正器

De大于≥315以上的管材要安裝扶正器。安裝時，將扶正器的兩個卡環(huán)調(diào)到管材合適的位置，但必須是在所做記號之后，以免影響承插。再擰緊扶正器的卡環(huán)螺母，使其卡緊在管材上。注意觀察螺口方向，避免裝不上扶正螺桿。扶正器作用為：①拉緊承插件，焊接時不易外移；②扶正管件與管材的配合間隙；③校正管材圓周。

4.3 承插到位及調(diào)整

承插先將管件套在管材的一端，稍緊后采用榔頭輕輕敲打而進(jìn)。另一邊分兩種規(guī)格：①De50～De250也采用榔頭敲打管材末端至到承插到位；②De315～De500的大管徑管材使用扶正器和手動葫蘆輔助承插到位。承插記號要剛好外露在管件邊緣，確保要承插到位。承插完成后，將管件和管材調(diào)到同一個水平度，同心度上，管件處不能出現(xiàn)Y字形，一般角度不超過15°，做到橫平豎直。

5 焊接工藝流程

5.1 材料與設(shè)備

（1）工地現(xiàn)場使用電源必須滿足220±10V，380±10V的要求，否則需配備15kW的發(fā)電機(jī)一臺。所使用的電纜規(guī)格為3× 6mm×100m，如果輸送距離過長，電纜線可適當(dāng)加粗，減少線損。

（2）管材和管件為廠家提供，現(xiàn)場準(zhǔn)備所需工器具。如：手提式切割機(jī)、角磨機(jī)、大錘、記號筆、卷尺等。

（3）焊機(jī)現(xiàn)場使用的是3臺型號為LED11kW-03的電熱熔焊機(jī)（廠家提供），3臺修邊機(jī)，3塊加熱板。

5.2 焊接過程

（1）開始焊接時將輸出端插頭插入電熔接頭插孔，必須插實。保持良好的性能。如有松動，將會出現(xiàn)焊接不連續(xù)性，導(dǎo)致時熔時凝，影響管道的焊接質(zhì)量。連接接完成后要對對焊機(jī)進(jìn)行調(diào)試。焊接按“啟動”按鈕前，電流、電壓“調(diào)節(jié)器”必須回到零位置。啟動后，調(diào)整電流、電壓“調(diào)節(jié)器”使其值到指定的參數(shù)值，調(diào)節(jié)不能過快，應(yīng)緩慢進(jìn)行，一般以電壓逐漸升高為準(zhǔn)。由于地域和氣候的差異，廠家提供的焊接參數(shù)不一定適用于當(dāng)?shù)仨椖?，?yīng)在由廠家進(jìn)行培訓(xùn)試驗時，根據(jù)實際確定最適合的參數(shù)，確定后一般不再更改。如現(xiàn)場出現(xiàn)焊接異常情況，必須對參數(shù)做出暫停、延長、縮短等調(diào)整，從而保證焊接質(zhì)量。

（2）焊接參數(shù)即電流（A）、電壓（V）、時間（s）需要多段控制。鋼骨架PE復(fù)合管因其中夾有鋼絲的影響，往往分三四段焊接效果更佳。這樣做的目的，使PE升溫減緩，熱量損失減少，充分塑化并保持合適的熔體壓力，避免冒料和冒煙現(xiàn)象發(fā)生。完成一組管材焊接，要記錄參數(shù)，以便對焊接施工質(zhì)量跟蹤分析，焊接參數(shù)必須記錄好后由工程技術(shù)部門記錄歸檔。表1舉例說明管徑De為225mm的管材焊接參數(shù)。

表1 De225焊接參數(shù)表

（3）焊接完畢后，卸除電源線與管件的連接，觀察管件的溫度是否正常，左右前后溫度有無較大差異，觀察孔有無變化，冒料是否合格，如有不正常的現(xiàn)象給予切除處理。在越南這種經(jīng)常有臺風(fēng)光顧的地區(qū)，應(yīng)搭建防風(fēng)棚，未搭建不能施工，并且在坑道作業(yè)時，要有人監(jiān)護(hù)，要有專門的應(yīng)急措施。

（4）焊接完成后讓焊接接頭處于自然環(huán)境中冷卻，且冷卻過程中不受任何外力作用，不得移動、轉(zhuǎn)動接頭部位及兩側(cè)管道。冷卻時間根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驔Q定，但不應(yīng)少于焊接時間的十倍。

（5）安裝大概1000m左右，并在管道連續(xù)完成冷卻24h后應(yīng)進(jìn)行水壓試驗，測試管道安裝的強(qiáng)度和嚴(yán)密性。整個系統(tǒng)完成后，也要進(jìn)行試壓，以便檢查管道的連接質(zhì)量。

5.3 焊接注意事項

（1）現(xiàn)場應(yīng)根據(jù)不同的管徑正確設(shè)置參數(shù)，啟動前需再次確認(rèn)。

（2）每個管件必須先檢查承插線是否牢靠、管件受力情況、縫隙是否均勻等，符合條件后才開始焊接。

（3）禁止非專業(yè)焊機(jī)操作人員操作以及焊接中途焊接離人。

（4）焊接途中應(yīng)仔細(xì)觀察參數(shù)變化，如有情況及時發(fā)現(xiàn)處理。

（5）當(dāng)天未焊接完的管件與管材要用粘膠帶密封。

6 技術(shù)總結(jié)

電熔焊接的關(guān)鍵因素是對焊接溫度及PE熔體壓力進(jìn)行嚴(yán)格的控制，通過對工作電壓、電流及焊接時間的優(yōu)化控制線能量的輸入，使熔體在焊接部位保持住并形成一定的內(nèi)壓力。焊接的內(nèi)壓力來自PE熔體受熱過程中的膨脹。電熔管件的兩端未纏繞發(fā)熱電熱絲，在管材管件配合間隙均勻的情況下其兩端的溫度相對很低，限制熔體的向外流動及其產(chǎn)生的發(fā)熱絲的移動，使焊接部位保持了一定的內(nèi)壓力，從而保證了焊接效果。

還有一點就是管材與管件的配合的均勻性也對焊接的效果產(chǎn)生很大的影響。兩者配合的越均勻，意味著焊接部位的圓周上的溫度是在均勻提高，在同一時間達(dá)到熔化溫度；反之，配合不均勻的情況下，間隙小的焊接部位溫度升高很快，先達(dá)到熔化溫度，而間隙大的溫度上升緩慢，到達(dá)熔化溫度滯后，兩個區(qū)域無法同時到達(dá)熔化溫度，使得焊接不均勻，焊接接頭質(zhì)量不良。

7 運用實例總結(jié)

電廠建設(shè)項目一般使用的管材為耐熱鋼，對PE材料的管材接觸較少，所以普遍對電熱熔的焊接機(jī)理了解不深入。越南由于地處海邊，管道線路遠(yuǎn)，地理復(fù)雜，為了便于管道的敷設(shè)和安裝，采用了最適合的鋼骨架PE復(fù)合管。我公司并無特定的焊接人員，這種缺乏相關(guān)的操作規(guī)范和經(jīng)驗總結(jié)就容易造成遇到此等材料時往往操作不準(zhǔn)確，不熟練。但鋼骨架PE復(fù)合管的焊接并不是一項技術(shù)很復(fù)雜的工作，關(guān)鍵是施工人員的素質(zhì)和工作態(tài)度。所以工程項目應(yīng)加強(qiáng)對施工人員的管理，所有PE復(fù)合管操作人員必須參加培訓(xùn)并持證上崗。在越南項目，我公司技術(shù)人員和操作工人連同陜西電建一起參加了一周的理論培訓(xùn)和現(xiàn)場實作，并由廠家技術(shù)人員在開工前進(jìn)行技術(shù)交底。同時根據(jù)廠家提供的數(shù)據(jù)在項目開工之前做1-2個破壞性管件焊接實驗（切片實驗），觀察實驗結(jié)果，然后結(jié)合越南當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，調(diào)節(jié)參數(shù)，最后記錄相關(guān)數(shù)據(jù)應(yīng)用到工程，確保現(xiàn)場的質(zhì)量控制。由于主要機(jī)具設(shè)備由廠家提供，我公司只投入了5名技術(shù)工人，2名輔助工人，就完成全長3千多米的管道安裝，比無縫鋼管安裝節(jié)省了大量的人機(jī)材，而且衛(wèi)生環(huán)保，不排放有毒氣體。鋼骨架PE復(fù)合管的使用越來越廣，電熱熔焊接技術(shù)也將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]《給水鋼絲骨架塑料（聚乙烯）復(fù)合管道工程技術(shù)規(guī)范》（CECS181：2005）.

[2]胡一春.鋼骨架增強(qiáng)塑料復(fù)合管的連接與施工.溫州煌盛管道工程有限公司.

[3]李向柱，等.鋼絲纏繞塑料復(fù)合管焊接技術(shù).大慶油田建設(shè)分部.

TU758.7

A

2095-2066（2016）22-0068-02

2016-6-29

陳 瑜（1982-），女，工程師，畢業(yè)于華北電力大學(xué)，曾參加海外電力工程建設(shè)，有多個大型電廠建設(shè)的施工管理經(jīng)驗，主要從事焊接技術(shù)、焊工培訓(xùn)，施工管理等工作。