PE管道热熔焊接施工技术

/σ—a ≈ 1131。因
Ca lim
= 0108 < 0110, Cσa
= 0105 < 0110, 故可用正态 —正态模型计算 。可靠
度 : ZR
=wk.baidu.com
σ—
( a lim
-
σ— a
)
/
S2 a lim
+ Sσ2 a
= 2165。查
《机械可靠性设计 》附表 1得 : R = 01996 > 01995,
41管沟回填 (1) 用沙土或满足要求的原土回填管道两侧 , 一次回填厚度宜为 011 ～0115m , 人工捣实后再回 填第二层 , 直到回填至管顶以上至少 011m 处 。在 回填过程中 , 管道下部与管底空隙必须填实 , 管道
接口前后 012m 范围内不得回填 , 以便试压时直接
观察各接头质量 。
规程 , 电器设备应可靠接地 , 有专人操作 。
(6) 试压时 , 管道两端的支撑必须牢固可靠 , 安
全稳定 , 且在试压过程中有专人看守。升压过程中缓
慢升压 , 对受压较大的部位要经常进行检查。
81结语
胜利油田聊城路消防供水管道 、北一路消防供
水管道 、胜利采油厂胜坨污水和含油污水输送集输
管道均使用 PE 管材 , 管径为 355 ～450mm , 采用
κ m
=
1125
,
κ u
= 115;
螺栓的极限应力幅均值
σ— a
lim
εκκ
=
mu
κσ
·σ— -
1
≈
120N
/mm2
;
极限标准差
Sa lim
=
·σ Ca lim
— a lim
= 916N /mm2
(滚压螺纹 Ca lim
= 0108) 。
(3) 计算安全系数和可靠度 。均值安全系数
η— R
σ—
= a lim
热熔连接是将两根 PE管道的配合面紧贴在加 热工具上来加热其平整的端面直至熔融 , 移走加热 工具后 , 将两个熔融的端面紧靠在一起 , 在压力的 作用下保持到接头冷却 , 使之成为一个整体。其施 工工艺流程如下 : 测量放线 →沟槽开挖 →管道热熔 焊接 →管道敷设 →局部回填 →水压试验 →整体回填 。
11沟槽开挖 (1) 采用人工配合机械进行开挖 。开挖沟槽 时 , 沟底设计标高以上 012 ～013m 的原土予以保 留 , 铺设前用人工清理 。一般不允许挖至设计标高 以下 , 如局部超挖 , 用沙土或满足要求的原土填补 并分层夯实 。 (2) 沟底埋有不宜清除的石块等坚硬物体或 地基为岩石 、半岩石或砾石时 , 铲除至设计标高以 下 0115～012m , 然后铺沙土整平夯实 。 21热熔焊接 (1) 焊接准备 。热熔焊接施工准备工作如下 :
表 1 PE管焊接的允许偏差
项目名称 最小卷边值 切屑厚度 错口 对口间隙
规定值 (mm ) 015 ～110
允许偏差 (mm) ≥壁厚的 10% + 015
≤壁厚的 10% ≤壁厚的 10%
71安全要求
(1) 管沟开挖过程中应注意边坡稳定 , 边坡
一定要达到设计坡度 。
(2) 装卸机具的起吊能力应留有一定的富裕
满足设计要求 。
31结语
螺栓联接的设计涉及各元件型式 、材料的选
择 、强度校核以及联接系统的紧密性 、可靠性分析
等 , 涉及诸多标准的查阅和复杂的计算 , 工作量较
大 。常规机械零件设计的原理 、准则及计算方法中 所使用的各种公式 , 在解决可靠性设计时也是适用 的 。只是在进行可靠性设计时将这些公式中的设计 变量作为服从某种分布规律的随机变量 , 运用概率 论与数理统计方法和强度理论相结合 , 推导出在给 定的设计条件下零件不产生破坏概率的设计公式 , 就可以在给定可靠度下确定零件的参数和结构尺 寸 。设计能否达到预期的可靠性目标 , 取决于数据 信息的准确性 , 所以必须控制产品质量和进行必要 的可靠性实验 , 这样才能保证可靠性设计结果的可 信性 。
(2) 管道试压合格后 , 进行全线回填 。管顶
013m 以上部分可采用原土回填并夯实 。
51水压试验及管道维修
为了检查管道的焊接质量 , 在管道隐蔽以前 ,
必须进行水压试验 。首先向管道充水和进行彻底的
排气 , 然后将水压缓慢地升至规定的试验压力 , 升
压时间不得小于 10m in, 稳压 1h, 检查试验段各接
注 : PE 管道的熔接压力 P = 0115M Pa, 但 P 是由液压油的压力来控制的 , 液压油压力即 P 表 。 实际操作时 P表计算如下 : P表 = P拖 (管材截面积 / 油缸活塞总面积 ) ×0115 (M Pa) 。
(3) 注意事项 。热熔焊接施工的注意事项如 下 : ①操作人员必须遵循工艺规程和焊接工艺参 数 ; ②焊口的冷却时间可适当缩短 , 但必须保证其 充分冷却 ; ③焊口冷却期间 , 严禁对其施加任何外 力 ; ④每次焊接完成后 , 须对其进行外观检验 , 不 符合要求的必须切断返工 。
度 , 吊具的工作位置必须符合稳定的条件 , 使用前
检查其完好情况 。严禁超负荷或在不稳定的情况下
进行管子的装卸起吊 。
(3) 吊车在吊装物品时严禁在吊臂 、吊物下
面站人和行走 。
(4) 吊车在起吊过程中 , 注意地基承载力及
边坡的稳定 , 必要时应进行加固处理 。
(5) 施工用电必须架空敷设 , 严格用电操作
(栏目主持 张秀丽 )
油气田地面工程第 24卷第 4期 (200514) 49
壁厚的 10% , 否则需再次铣削 , 直到满足上述要 求 ) ; ⑥将加热板表面的灰尘和残留物清除干净 (必须特别注意不能划伤加热板表面的不粘层 ) , 检查加热板温度是否达到设定值 ; ⑦加热板温度达 到设定值后 , 放入机架 , 施加规定的压力 , 直到两 边最 小 卷 边 达 到 规 定 值 ( 011 ×管 材 壁 厚 + 015mm ) ; ⑧将压力减小到接触压力 , 继续加热至 规定的时间 ; ⑨达到规定时间后 , 退开活动架 , 迅 速取出加热板 , 然后合拢两管端 , 其时间间隔尽可 能短 , 最长不能超过切换时间 ; ⑩将压力上升至规 定熔接压力 , 保压自然冷却 。冷却规定的时间后 , 卸压 , 松开卡瓦 , 取出连接完成的管材 。管道的三 通 、四通及变径 (有专门的大小头 ) 的焊接方法 同上所述 。
48 油气田地面工程第 24卷第 4期 (200514)
PE管道热熔焊接施工技术
周远斌 (胜利油田胜利采油厂基本建设管理站 )
近几年来 , 胜利油田供水管道 、污水输送管道 和部分高含油污水集输管道管材采用了新型材料 ———PE (polyethylene) 材料 , 即聚乙烯 。传统的 钢质管道由于耐腐蚀性差 , 而造成水的二次污染 。 PE管线具有易施工 , 速度快 , 耐腐蚀 , 无污染 , 水质好 , 使用寿命长等特点 。 PE管道连接主要有 两种方法 : 热熔连接和电熔连接 。目前胜利油田主 要采用热熔连接 。
31管道敷设 (1) 一般要求 。对管道敷设的一般要求如下 : ①最小管顶敷土厚度至少在土壤冰冻线以下 , 且不 小于 018m; ②管道敷设时的弯曲半径不能小于允 许最小弯曲半径 ; ③敷设时可充分利用 PE管道的 良好柔性 , 在地面上将其连成一定长度 (不超过 100m ) 的管路后直接进行铺设 。 (2) 管材直径大于 315mm 时 , 采用人工配合 吊车敷设 (吊装时 , 不能在接头处用力 , 施力点 必须事先采用橡皮材料包裹 , 用麻绳吊装 ) , 管材 直径不大于 315mm 时 , 采用人工敷设 。 (3) PE管道需在沟底标高和管沟地基质量检 查合格后 , 才能进行敷设 。 (4) PE管道敷设 。依靠自身的柔性克服温度 应力 , 但其弯曲度不能超过其允许弯曲半径 。 (5) PE管道敷设时 , 应防止划伤 、扭曲或过 大的拉伸和弯曲 。
①将与管材规格一致的卡瓦装入机架 ; ②准备足够 的支撑物 , 保证待焊接管材可与机架中心线处于同 一高度 , 并能方便移动 ; ③设定加热板温度 200～ 220℃ (具体温度以厂家提供的数据为准 ) ; ④接 通焊机电源 , 打开加热板 、铣刀和油泵开关并试 运行 。
(2) 焊接 。焊接工艺流程如下 : 检查管材并 清理管端 →紧固管材 →铣刀铣削管端 →检查管端错 位和间隙 →加热管材并观察最小卷边高度 →管材熔 接并冷却至规定时间 。在焊接过程中 , 操作人员应 参照焊接工艺卡各项参数进行操作 , 而且在必要 时 , 应根据天气 、环境温度等变化对其进行适当调 整 : ①核对欲焊接管材规格 、压力等级是否正确 , 检查其表面是否有磕 、碰 、划伤 , 如伤痕深度超过 管材壁厚的 10% , 应进行局部切除后方可使用 ; ②用干净的布清除两管端的油污或异物 ; ③将欲焊 接的管材置于机架卡瓦内 , 使两端伸出的长度相当 (在不影响铣削和加热的情况下尽可能短 ) , 管材 机架以外的部分用支撑物托起 , 使管材轴线与机架 中心线处于同一高度 , 然后用卡瓦紧固好 ; ④置入 铣刀 , 先打开铣刀电源开关 , 然后再合拢管材两 端 , 并加以适当的压力 , 直到两端有连续的切屑出 现后 (切屑厚度为 015～110mm , 通过调节铣刀片 的高度可调节切屑厚度 ) , 撤掉压力 , 略等片刻 , 再退开活动架 , 关闭铣刀电源 ; ⑤取出铣刀 , 合拢 两管端 , 检查两端对齐情况 (管材两端的错位量 不能超过壁厚的 10% , 通过调整管材直线度和松 紧卡瓦予以改善 ; 管材两端面间的间隙也不能超过
热熔焊接的施工方法 。投产 3 年以来 , 运行情况
良好 。
(栏目主持 张秀丽 )
口有无渗漏 , 压力降是否满足要求 。经检查无渗漏
现象 , 并且压力降满足要求 , 则水压试验为合格 。
否则再次进行返工修理 , 修理完成后再进行试压 。
管道遭到破坏时 , 一般使用法兰进行维修 , 必
须挖出足够大的操作坑 。
61质量检验标准
PE管道热熔焊接施工必须符合标准规范 、满
足设计要求 。 PE管焊接的允许偏差见表 1。