海外電廠鋼絲骨架PE復合管電熱熔焊接工藝

陳瑜（四川電力建設二公司，四川 成都610051）

海外電廠鋼絲骨架PE復合管電熱熔焊接工藝

陳瑜（四川電力建設二公司，四川 成都610051）

鋼絲網骨架PE復合管道是一種已經廣泛應用于石油、電廠、市政等領域的性能優良的新型管道。其焊接技術相比普通金屬管道焊接，更為先進）。越南電廠項目臨近海邊，氣候潮濕，地形復雜，故廠區地下復用水管道主要采用此種管材。電建企業掌握本材料的焊接技術，節約大量的人機材。

鋼絲骨架PE復合管；電熱熔；防腐；焊接參數

前言

鋼絲網骨架塑料復合管是一過改良的新型的鋼骨架塑料復合管，又稱SRTP管。這種復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點。越南汪秘電廠項目的廠區地下復用水管道有我公司負責承包施工，包括不銹鋼管、鍍鋅管等。其中PE復合管安裝長度約3000左右，焊接質量對安裝起決定性作用。本文結合該工程實際，介紹鋼絲骨架PE復合管的電熔焊接工藝。

1 鋼絲骨架PE復合管的應用范圍

鋼絲網骨架PE復合管道是一種已經廣泛應用于石油、電廠、市政等領域的性能優良的新型管道。其焊接技術相比普通金屬管道焊接，更為先進）。隨著科技的進步，因為鋼骨架PE管的經濟性和可靠性，逐漸取代金屬管道和純PE管道，在綠色管道行業處于主導地位。鋼絲網骨架塑料（聚乙烯）復合管材及管件標準：《中華人民共和國城鎮建設行業標準》（CJ/ T189-2007）。

2 鋼絲骨架PE復合管的焊接原理及優點

銅絲網骨架塑料復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。電熱熔連接是將復合管插到電熱熔管件中，對預埋在管件內表面的電熱絲通電使其發熱。先使管件內表融化而產生熔體，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

電熱熔焊接的優點：

（1）電熱熔焊接技術施工方便、迅速，可以連續的安裝組對，再進行統一焊接。

（2）焊接可靠性良好，與其他焊接方式相比，密封性和強度都很好。

（3）沒有藥皮、焊渣，管道內壁光滑，清潔，不容易造成管道堵塞。

（4）焊接工藝容易掌握。

3 管材準備

現場項目開始時，對當天領取的管材/管件進行檢驗，是否符合標準的要求，如外觀、尺寸及其他要求，不符合不能投入使用。

3.1 封口

管子切斷后復合管必須進行封口作業，嚴禁不封口進行連接裝配。管子下料后，端面修磨平整，加熱板的溫度應控制在220℃，（不應超過220℃）先放封口環，使其熔化1mm，再同時加熱管子。當封口環熔化翻邊3mm，管子均勻翻1～2mm時迅速拿開加熱板，將封口環與管口粘合。再用7成力擠壓翻邊，冷卻后修邊即可。De50～D200的管材使用封口環封，熔接面應無氣孔、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，應對管材的表面進行預處理。使用砂輪片將表面打毛，現場采用手刮刀（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，應進行精細打磨處理，提高焊接效率。去氧化層時，應均勻刮整個周邊，覆蓋整個圓周，不能漏刮。刮削長度大于管件的承插深度30mm。管件內壁也采用手工刮去氧化層處理，用內磨機處理時，應采用軟磨頭，避免銅絲外露。

圖2 現場去掉氧化層

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，不允許帶有水跡進行裝配（必要時用吹風機吹干）。如果未晾干就進行焊接，則容易產生氣泡，影響熔接面的粘合。

4 管材、管件組裝

4.1 作標記

在管材的端口做好承插深度的標記，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，且焊接時管件內將會塑料塌陷，造成管件焊穿，造成質量事故。

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調到管材合適的位置，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。另一邊分兩種規格：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，將管件和管材調到同一個水平度，同心度上，管件處不能出現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 材料與設備

（1）工地現場使用電源必須滿足220±10V，380±10V的要求，否則需配備15kW的發電機一臺。所使用的電纜規格為3× 6mm×100m，如果輸送距離過長，電纜線可適當加粗，減少線損。

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

（3）焊機現場使用的是3臺型號為LED11kW-03的電熱熔焊機（廠家提供），3臺修邊機，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，將會出現焊接不連續性，導致時熔時凝，影響管道的焊接質量。連接接完成后要對對焊機進行調試。焊接按“啟動”按鈕前，電流、電壓“調節器”必須回到零位置。啟動后，調整電流、電壓“調節器”使其值到指定的參數值，調節不能過快，應緩慢進行，一般以電壓逐漸升高為準。由于地域和氣候的差異，廠家提供的焊接參數不一定適用于當地項目，應在由廠家進行培訓試驗時，根據實際確定最適合的參數，確定后一般不再更改。如現場出現焊接異常情況，必須對參數做出暫停、延長、縮短等調整，從而保證焊接質量。

（2）焊接參數即電流（A）、電壓（V）、時間（s）需要多段控制。鋼骨架PE復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，避免冒料和冒煙現象發生。完成一組管材焊接，要記錄參數，以便對焊接施工質量跟蹤分析，焊接參數必須記錄好后由工程技術部門記錄歸檔。表1舉例說明管徑De為225mm的管材焊接參數。

表1 De225焊接參數表

（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，如有不正常的現象給予切除處理。在越南這種經常有臺風光顧的地區，應搭建防風棚，未搭建不能施工，并且在坑道作業時，要有人監護，要有專門的應急措施。

（4）焊接完成后讓焊接接頭處于自然環境中冷卻，且冷卻過程中不受任何外力作用，不得移動、轉動接頭部位及兩側管道。冷卻時間根據當地氣候決定，但不應少于焊接時間的十倍。

（5）安裝大概1000m左右，并在管道連續完成冷卻24h后應進行水壓試驗，測試管道安裝的強度和嚴密性。整個系統完成后，也要進行試壓，以便檢查管道的連接質量。

5.3 焊接注意事項

（1）現場應根據不同的管徑正確設置參數，啟動前需再次確認。

（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）禁止非專業焊機操作人員操作以及焊接中途焊接離人。

（4）焊接途中應仔細觀察參數變化，如有情況及時發現處理。

（5）當天未焊接完的管件與管材要用粘膠帶密封。

6 技術總結

電熔焊接的關鍵因素是對焊接溫度及PE熔體壓力進行嚴格的控制，通過對工作電壓、電流及焊接時間的優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壓力。焊接的內壓力來自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生的發熱絲的移動，使焊接部位保持了一定的內壓力，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，先達到熔化溫度，而間隙大的溫度上升緩慢，到達熔化溫度滯后，兩個區域無法同時到達熔化溫度，使得焊接不均勻，焊接接頭質量不良。

7 運用實例總結

電廠建設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理了解不深入。越南由于地處海邊，管道線路遠，地理復雜，為了便于管道的敷設和安裝，采用了最適合的鋼骨架PE復合管。我公司并無特定的焊接人員，這種缺乏相關的操作規范和經驗總結就容易造成遇到此等材料時往往操作不準確，不熟練。但鋼骨架PE復合管的焊接并不是一項技術很復雜的工作，關鍵是施工人員的素質和工作態度。所以工程項目應加強對施工人員的管理，所有PE復合管操作人員必須參加培訓并持證上崗。在越南項目，我公司技術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和現場實作，并由廠家技術人員在開工前進行技術交底。同時根據廠家提供的數據在項目開工之前做1-2個破壞性管件焊接實驗（切片實驗），觀察實驗結果，然后結合越南當地的實際情況，調節參數，最后記錄相關數據應用到工程，確保現場的質量控制。由于主要機具設備由廠家提供，我公司只投入了5名技術工人，2名輔助工人，就完成全長3千多米的管道安裝，比無縫鋼管安裝節省了大量的人機材，而且衛生環保，不排放有毒氣體。鋼骨架PE復合管的使用越來越廣，電熱熔焊接技術也將帶來巨大的經濟效益。

[1]《給水鋼絲骨架塑料（聚乙烯）復合管道工程技術規范》（CECS181：2005）.

[2]胡一春.鋼骨架增強塑料復合管的連接與施工.溫州煌盛管道工程有限公司.

[3]李向柱，等.鋼絲纏繞塑料復合管焊接技術.大慶油田建設分部.

TU758.7

A

2095-2066（2016）22-0068-02

2016-6-29

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