HDPE 鋼帶增強(qiáng)螺旋管外電熔內(nèi)熱熔擠出焊接技術(shù)

張國棟

（山西六建集團(tuán)陸海路橋公司，山西太原 030024）

HDPE 鋼帶增強(qiáng)螺旋管外電熔內(nèi)熱熔擠出焊接技術(shù)

張國棟

（山西六建集團(tuán)陸海路橋公司，山西太原 030024）

結(jié)合工程實例，闡述了HDPE鋼帶增強(qiáng)螺旋波紋管外電熔內(nèi)熱熔擠出焊接的工藝原理，并詳細(xì)歸納了其焊接的施工工藝和操作要點以及質(zhì)量控制要求，以積累相關(guān)的經(jīng)驗，從而指導(dǎo)類似工程的施工。

HDPE螺旋波紋管，外電熔內(nèi)熱熔擠出焊接，質(zhì)量控制

鋼帶增強(qiáng)螺旋波紋管作為一種新型地下管材已開始被廣泛的應(yīng)用，由于受各種條件的限制，單一方法焊接后的管道系統(tǒng)性并不能完全保證其密封性。對大管徑連接采用內(nèi)焊外聯(lián)方式，其接口密封性好、強(qiáng)度環(huán)剛度高、耐腐蝕、施工快捷、管內(nèi)接縫平整，越來越多被推廣應(yīng)用，本文結(jié)合工程實例，對該工藝的施工要點等與大家交流與探討。

1 工程概況

古交市大川西路拓寬改造工程，其中雨水管設(shè)計采用HDPE鋼帶增強(qiáng)螺旋波紋管，DN1 500的雨水管長396 m，DN1 800的雨水管長441 m，雨水管接頭采用管內(nèi)熱熔擠出焊接，管外電熱熔帶連接的組合接頭焊接方式。

2 工藝原理

埋地用鋼帶增強(qiáng)聚乙烯（HDPE）螺旋波紋管是一種HDPE與鋼帶熔融復(fù)合的結(jié)構(gòu)壁管，管壁結(jié)構(gòu)由三個層次構(gòu)成:內(nèi)層是一個連續(xù)實壁內(nèi)層管，內(nèi)層管外纏繞復(fù)合鋼帶倒“U”形的環(huán)形波狀鋼帶增強(qiáng)體，在涂復(fù)波狀鋼帶增強(qiáng)體外復(fù)合有與鋼帶增強(qiáng)體波形相同的HDPE外層，該工程采用螺旋端口;依據(jù)管材纏繞成型、端部螺旋形的特點，先進(jìn)行管外電熔帶連接，即通過對鑲嵌在電熱帶內(nèi)表面的電熱網(wǎng)加熱，使電熱帶與管材波谷的聚乙烯層熔融成為整體管外連接好后，在管內(nèi)切口處采用熱熔擠出連接，兩種焊接相結(jié)合組成內(nèi)聯(lián)外焊方式，達(dá)到“滴水不露”。

3 施工工藝流程

管道、管件的驗收→溝槽開挖→管道基礎(chǔ)→下管→焊接前工藝參數(shù)的確定→正式焊接前焊接準(zhǔn)備→管外電熔帶道焊接→管內(nèi)熱熔擠出焊接→閉水試驗→溝槽回填。

4 主要操作要點

1）管道、管件的驗收:施工前對管道外觀及產(chǎn)品資料進(jìn)行驗收。目測其外觀，管材內(nèi)表面平整，外部波形應(yīng)規(guī)整;管材內(nèi)外壁應(yīng)無氣泡和可見雜質(zhì)，熔縫無脫開。查驗產(chǎn)品的檢驗報告及產(chǎn)品質(zhì)量保證書。

2）管道基礎(chǔ)采用土弧基礎(chǔ)。a.對一般土質(zhì)，應(yīng)在管底以下原狀土地基或經(jīng)回填夯實的地基上鋪設(shè)一層厚度為100 mm的中粗砂基礎(chǔ)層。b.在管道土弧基礎(chǔ)支承角范圍內(nèi)的腋角部位，須采用中粗砂或砂礫回填密實。c.管道基礎(chǔ)中在機(jī)械連接部位的凹槽，宜鋪設(shè)管道時隨鋪隨挖，接頭完成后，立即用中粗砂回填密實。

3）應(yīng)根據(jù)管徑大小、溝槽和施工機(jī)具裝備情況，確定用人工或機(jī)械將管材放入溝槽。

4）管材連接，可以根據(jù)兩個檢查井之間的距離，在管溝旁焊接好相應(yīng)長度的管道，待完全冷卻后再放入溝槽;也可以在管溝內(nèi)焊接，但必須在管下設(shè)支撐點，且支撐點要高于地下水位，待連接好后，再取下支撐點，把管放入溝內(nèi)。

5）焊接前工藝參數(shù)的確定。根據(jù)廠家提供的電熔帶焊接工藝參數(shù)進(jìn)行試焊，確定工藝焊接參數(shù)，由經(jīng)過培訓(xùn)考核合格的焊工進(jìn)行焊接。根據(jù)環(huán)境條件設(shè)定熔料和熱風(fēng)溫度，控制焊接的速度和焊接頭在接合部的擠出壓力來保證焊縫的質(zhì)量。

6）焊接準(zhǔn)備。a.檢查焊接設(shè)備、電源是否正常。b.在焊接前檢查待焊接管材兩端面是否切割平整，將待焊面控制在管材波谷居中位置，兩被焊管材調(diào)整在同一軸線。c.用潔凈的布徹底將管道的外表面和電熱熔帶的內(nèi)壁上的雜物清除掉（包括水汽），油類污物可用對PE材料焊接有幫助的溶劑擦拭。

7）電熔帶焊接施工要點。a.檢查:檢查管道和電熱熔帶是否有損傷。b.包裹:用電熔帶將已水平對齊的管道的要連接的部分緊緊圈住，電熔帶接頭應(yīng)重疊100 mm～200 mm，包的時候有連接線的在內(nèi)圈。PE棒也應(yīng)在此端插入，緊靠此端頭。c.緊固:外面再用耐熱帶緊固，端頭與電熔帶內(nèi)圈同向并在同一位置。用夾鉗夾緊，使電熔帶與管壁緊靠在一起，同時在接口處管端內(nèi)壁用可拆卸的工具支撐牢固。d.連接:將焊機(jī)的輸出線端與電熱熔帶的連接線頭相連接。e.焊接:根據(jù)試焊參數(shù)進(jìn)行焊接，焊接在電熔焊機(jī)上設(shè)定好時間和檔位。焊接時間結(jié)束后，取下連線夾子，再夾緊一次夾鉗約1/4或1/2圈。焊接結(jié)束要充分冷卻后才能移動管材。在冷卻期間，可以進(jìn)行下一個焊接。f.冷卻:焊接時間結(jié)束時，風(fēng)音器鳴響，電源自動斷開，開始冷卻，期間嚴(yán)禁移動振動管子，冷卻時間夏天一般為20 min，冬天為10 min。在冷卻時間可以進(jìn)行下一接口的焊接。g.焊接檢查:管外電熱熔帶焊接經(jīng)過一段時間的冷卻后，打開耐熱帶，觀察焊接狀況。

8）電熱熔帶焊接完畢，拆除管內(nèi)支撐架，管內(nèi)切口處進(jìn)行熱熔擠出焊。

9）熱熔擠出焊施工要點。a.使用帶熱風(fēng)裝置良好的手提式擠出焊機(jī)。b.預(yù)熱:焊接熱風(fēng)裝置將待焊部位的聚乙烯預(yù)熱，預(yù)熱溫度應(yīng)控制在200℃～300℃左右，溫度必須到使擠出的焊條能夠與管材融為一體的范圍內(nèi)。c.進(jìn)料:預(yù)熱后，旋轉(zhuǎn)主機(jī)和進(jìn)焊條。d.焊接擠壓:根據(jù)環(huán)境條件設(shè)定焊條和熱風(fēng)溫度，熱風(fēng)在隨焊機(jī)移動時，被焊接的材料表面經(jīng)過熱風(fēng)吹過，變得失光，對焊條保持一定的焊接壓力，焊接斷面飽滿。e.冷卻:緩慢的冷卻。f.檢查:所有焊接斷面必須飽滿，不得有漏焊和斷口現(xiàn)象。

10）閉水試驗。回填土前應(yīng)按規(guī)定采用閉水法進(jìn)行嚴(yán)密性試驗。

11）管道回填。管道安裝檢測合格后，立即回填土。溝槽回填從管底部位開始，用人工回填至離管頂0.5 m處，其余部位用機(jī)械從管道軸線兩側(cè)同時回填。回填時應(yīng)對稱分層夯實，以確保管道及檢查井不產(chǎn)生位移。

5 質(zhì)量控制

1）嚴(yán)把管材質(zhì)量關(guān)，使用正規(guī)廠家的管材和配套材料。電熱熔帶連接時，必須嚴(yán)格按照電熱熔帶要求的技術(shù)指標(biāo)和設(shè)備規(guī)定的操作程序進(jìn)行。采用的電熱熔帶必須由生產(chǎn)廠配套供應(yīng)。

2）保證管道切口規(guī)范。避免由于把電熱熔帶搭接的邊完全切割，電熱熔帶無物附著，焊接強(qiáng)度完全缺失。

3）焊接區(qū)域必須保證清潔、干燥。對焊接區(qū)域內(nèi)、外表面進(jìn)行打磨處理，除掉氧化層。

4）焊接前，對齊管道后再連接，管道上下不齊不允許強(qiáng)行連接，強(qiáng)行連接造成縫隙太大，熱熔擠出焊難以保證。

5）焊接前，保證電源接線，選擇正確規(guī)格的電纜，防止電源較遠(yuǎn)，電纜較細(xì)。電壓波降嚴(yán)重，焊接時間短，電流達(dá)不到要求，導(dǎo)致電熱熔帶焊接失敗。

6）擠出熱風(fēng)在隨焊機(jī)移動時，被焊接的材料表面經(jīng)過熱風(fēng)吹過，變得失光即可，并非溫度越高焊接強(qiáng)度越好。

7）擠出焊接保證焊接速度，焊接速度過快會使焊接強(qiáng)度差，沒有足夠的熱量加工母材。

8）管道要放在穩(wěn)固的地上并設(shè)置木墊塊，管道和地面間距為200 mm左右。

9）管道基礎(chǔ)必須墊穩(wěn)，管底坡度不得倒流水，縫寬應(yīng)均勻，管道內(nèi)不得有泥土、磚石、砂漿、木塊等雜物。

10）在管頂以上500 mm之內(nèi)，不得回填大于100 mm的土塊及雜物。

6 效益分析

1）施工效率:連接比較方便和靈活;施工工具和過程簡單（只要焊槍和電源），操作方便，減少費用，加快進(jìn)度。2）性能強(qiáng):保證密封不泄漏;連接處有足夠的強(qiáng)度和環(huán)剛度;全部聚乙烯焊接，保證耐腐蝕;管道內(nèi)孔接縫被焊平，焊縫凸起很小，對排水功能沒有影響。3）經(jīng)濟(jì)效益:鋼帶增強(qiáng)聚乙烯螺旋波紋管的使用壽命為50年，而傳統(tǒng)的管道（比如水泥管道）使用壽命最長僅有20年，因而鋼帶增強(qiáng)聚乙烯螺旋波紋管具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。

［1］CECS 164∶2004，埋地聚乙烯排水管管道工程技術(shù)規(guī)程［S］.

［2］GJ/T 225-2006，埋地排水用鋼帶增強(qiáng)聚乙烯螺旋波紋管［S］.

On external fused and internal heatmelting extrusion welding technique of HDPE steel strip reinforced spiral corrugated pipeline

ZHANG Guo-dong

（Luhai Road and Bridge Company of No.6 Construction Group in Shanxi，Taiyuan 030024，China）

Combining with the engineering example，the paper illustrates the craftprinciple for the external fused and internalheatmelting extrusion welding technique of HDPE steel strip reinforced spiral corrugated pipeline，and sums up thewelding construction craft，the operation points and the quality control requirements，so as to accumulate relative experience and direct the construction of other projects.

HDPE spiral corrugated pipeline，external fused and internal heatmelting extrusion welding technique，quality control

TU758.11

A

10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2012.19.092

1009-6825（2012）19-0116-02

2012-04-01

張國棟（1979-），男，工程師