PE管材在住宅给水工程中的应用

　　摘要：PE管材在近几年的工程实践与应用中，其优势得到了施工人员的肯定和用户的认可，
　　关键词：PE管，施工技术
　　住宅小区给水工程中进行了PE管道的施工，获褥成功后逐步推广至新建住宅小区给水配套工程和部分街路供水主管线铺设工程。到目前为止敷设PE管已经广泛应用，管径规格dn20～315mm，直管标准长度一般为12m，小口径管材(63mm以下)一般为盘管.
　　一、PE管的特性
　　1．连接可靠。不泄漏。
　　PE管道主要采用热熔连接或电熔连接，保证接口与管体本身的同一性，实现了接头与管材的一体化，实验证实，其接口的抗拉强度及抗爆破强度均高于管材本体，可有效地抵抗内压力产生的环向应力及轴向拉伸应力。
　　2．内壁光滑，水头损失小。
　　PE管内壁光滑，摩擦系数极低，介质的通过能力相应提高并且有优异的耐磨性能。PE管这种光滑的表面和非黏附特性降低了管路的压力损失和输水能耗。
　　3．柔韧性好。
　　PE管断裂伸长率350％以上，可随地形变化敷设，对管道基础不均匀沉降的适应能力较强，并可节省大量的弯头等配件。这种特性增加了它的使用场合
　　和施工方法，除了采用传统的开槽施工外，还可以采用非开挖技术，如顶管，定向钻孔等方式进行施工，这对于一些不允许开挖的地段是一个很好的选择。
　　4．重量轻，运输、安装方便。
　　PE管比铸铁管，钢管重量轻，其施工不需要大型吊装设备，减轻了施工人员的劳动强度。一般是在沟槽外把PE管焊接成长长的一段，然后一次放入沟
　　内，故可适当减小管沟的宽度，降低工程土方费用。
　　5．卫生性能良好。
　　PE管加工时不添加重金属稳定剂，材质无毒性，长时间运行后，不结垢，不滋生藻类和细菌。较好地解决了城市饮用水二次污染的问题。符合GB/T17219安全性评价标准规定以及国家卫生部相关的卫生安全评价规定。可耐多种化学介质的腐蚀，无电化学腐蚀。
　　6抗应力开裂性能好。
　　PE管具有较低的缺口敏感性，高的剪切强度和优异的抗伤痕能力，耐环境应力开裂，耐老化性好。
　　二、管道施工
　　1．管道连接。
　　管道连接直接关系到管道系统的运行效果和使用寿命，PE管有热熔连接，电熔连接和钢塑连接三种连接方式。
　　(1)热熔连接。
　　热熔连接是采用热熔焊机将两根待连接管道的端面进行加热，使其熔化，然后迅速将其贴合，保持一定的压力，经冷却后达到熔接的目的。具体操作步
　　骤是：①材料准备：将管道或管件置于平坦位置，放于对接机上，留足10mm～20mm的切削余量；②夹紧：根据所焊制的管材，管件选择合适的卡瓦夹具，夹紧管材，为切削做好准备；③切削：切削所焊管段。管件端面杂质和氧化层，保证两对接端面平稳，光洁，无杂质；④对中：两焊管段端面要完全对中，错边越小越好，错边不能超过壁厚的10％；⑤加热：对接温度一般在210℃～230℃之间为宜，加热板加热时间冬夏有别，以两端面熔融长度为lmm～2mm为佳；⑥切换：将加热板拿开迅速让两热融端面相粘并加压，为保证熔融对接质量，切换周期越短越好；⑦熔融对接：是焊接的关键，对接过程应始终处于熔融压力下进行，卷边宽度以2mm一4mm为宜；⑧冷却：保证对接压力不变，让接口缓慢冷却，冷却时间长短以手摸卷边生硬，感觉不到热为准。该方法经济，连接费用低，安全可靠，由于接口处壁厚增加，其接口在承压和承拉时均比管材本身强度高，可用于各种口径的管道连接。
　　(2)电熔连接。
　　电熔连接是通过对预埋在电熔管材内的电热丝通电使其加热，从而使其内外表面分别被熔化连接，冷却后达到焊接的目的。该方法连接方便，迅速，接实
　　质量好，外界干扰小。但这种连接方式造价高，因管材内必须预置地热丝，一般用于VI径较小的管道上(直径小于或等于63mm的管材)。
　　(3)钢塑连接。
　　要与用户管、已建管道等其他材质的管材、阀门进行过渡连接，尤其是对更新改造的主干管更是存在着与其他管道连接的问题。
　　a．dn63以下的PE给水管与金属管道、小口径阀门的连接，可采用内(外)镶嵌金属螺纹的注塑管件进行过渡。
　　b．dn63以上的PE给水管与其他材质管道、阀门、伸缩器、消火栓等金属管件的连接，采用相同型号的法兰连接进行过渡，PE管材的过渡法兰由法兰头和钢塑法兰片组成。PE管材与其他材质的管材、管件、阀门等的连接，其过渡管件的压力等级不得低于管材的公称压力。
　　（4）热熔连接过程中易出现的操作缺陷及预防措施
　　熔接强度的确定要考虑材料的性质和接头的质量，一般控制熔接温度为230℃±10℃，温度的上限受制干材料结构的变化和焊缝形状的优劣。温度过高，会出现卷边尺寸增大，聚合物熔体对工具的粘附。聚合物的热氧化会析出挥发性产物(一氧化碳、不饱和烃等)，使接头强度降低。热熔连接过程中易出现的质量缺陷及预防措施如下：
　　a．接头处或接头附近的管材上出现裂缝：由于设定的温度过高，产生管材表面碳化，相互熔接的两端材料熔体流动的速率不同。
　　b．熔缝出现缺口：熔接压力不足，吸热时间或冷却时间过短，管口切削不平
　　行。
　　c．管端错位：由于机具夹具不同轴，管段没有架设水平，操作误差大。
　　d．卷边不规范：过窄是熔接压力过大，过宽是吸热时间不正确。
　　e．熔接不充分产生假焊：连接的管端面有污染，转换时间过长，热板温度过低。
　　f．角度变形：由熔接机和管材安装不当产生管端受力不均。
　　g．连接面出现孔洞砂眼：焊接压力不足，冷却时间不足。
　　h．外来杂质引起的空隙：加热板处理的不干净或加热板上有水溶剂的存在。
　　2．管道敷设。
　　敷设时应充分利用其良好挠性，在地面上连接，然后用软带吊具直接放人沟槽内。由于PE管材料本身的线膨胀系数较大，受地温的影响管材长度会发生较大的变化，因此dn110以下的埋地管道宜蜿蜒状敷设，以抵消热胀冷缩的影响，但dn110以上的管道有充分的土壤阻力抵消温度变化应力，可直接敷设，
　　无需预留管长。利用管材柔性自然弯曲改变走向时，其弯曲半径可小至管直径的25倍。穿越铁路、公路、河流、城市主要道路的管道，穿越施工前应对连接好的管道进行强度试验和严密性试验。
　　3．管沟开挖与回填。
　　由于管道在地面上连接。可减少管沟底部的开挖宽度，dn315(包括dn315)以下的管道槽底最小宽度可按dn+400mm开挖，dn315以上的槽底最小宽度可按dn+500mm开挖。沟槽深度应按设计标高开挖，管道基础不用垫砂，原土层即可，但沟底如遇有块石等坚硬物体时，应挖至设计标高以下150—200mm，然后铺上砂或细状原土，整平夯实。
　　管道安装完成后，经隐蔽工程验收，应及时分层夯实回填．回填一般用挖出的原土，管道外侧及管顶以上O.5m内的回填土不得含有碎石，砖块等硬物，不得用冻土，此段必须人工回填，回填土应分层夯实，每层O.2m为宜，管道O．5m以上的回填土可采用机械回填。管道试压合格后的大面积回填，应在管道内充满水的情况下进行，管道敷设后不宜长时间处于空管状
　　态。
　　4．施工中的注意事项。
　　(1)PE管相对于金属管道刚性低，在运输、安装过程中注意文明施工，避免材料损伤。
　　(2)由于PE管耐侯性差，尤其是未加炭墨等紫外线吸收剂的管材，在阳光的直接照射下容易老化。因此应尽量避免高温下施工，如果无法避免，应在管道安装试压后立即回填。
　　(3)PE管的密度小于水的密度，当沟槽积水时极易发生浮管问题，因此在雨季或地下水位以下施工时，应做好沟槽的排水工作。
　　结束语
　　PE给水管道内壁光滑，输水能耗低，水质稳定，不产生二次污染，管道施工方便，连接可靠，韧性和延伸性好，适应管基变化，防地震，低温性能好，耐弯曲和寿命长（可使用50年以上)，是一种安全、卫生、实用
　　具有发展潜力的工程管道。安装施工中，应遵循埋地聚乙烯给水管道工程技
　　术规程，重视管道连接方式及使用范围，保证管道连接质量。
　　要注重PE管材的特性，加强运输贮存和施工的质量保证措施，确保工程质量。