建筑中聚乙烯管道系统的构成与施工

摘要：聚乙烯管道系统在国外应用已有几十年的历史，近几年在国内也得到轻快的发展。本文着重介绍了聚乙烯管网系统的构成、施工、及施工过程中的注意事项。

　　1　聚乙烯管道系统的构成

　　1.1管材

　　（1）尺寸规格目前，国内已有北京、西安、大连、武汉、香港等地开始应用φ315口径，甚至达到φ400.

　　（2）颜色A、GBl5558.1规定，燃气用聚乙烯管道的颜色为黄色或黑色加黄条；B、GB13663规定，给水用聚乙烯规定为蓝色或黑色加蓝条

　　（3）长度长度一般为12米/根（标准规定为6、9、12米/根），小口径管可盘卷。

　　（4）性能指标，短期静液压强度：在20℃、环向应力9MPa下，韧性破坏时间应大于100小时在80℃、环向应力4.6MPa下，脆性破坏时间应大于165小时，热稳定性：在200℃下，应大于20分钟，耐应力开裂：在80℃、环向应力4MPa下，应不小于170小时，压缩复原在80℃、环向应力4MPa下，应大于170小时，纵向回缩率：在110℃下，应不大于3%，断裂延伸率：应大于350%。

　　（5）压力等级

　　A、对于不同燃气，有不同的压力等级，CJJ63―95有明确的规定：同时还规定，当输送不含冷凝液的人工煤气时压力可适当提高，但不宜超过0.2MPa，当输送不含冷凝液的气态液化石油气时，工作压力可适当提高，但不宜超过0.3MPa.当输送其它燃气时，经充分论证，在保证安全的前提下，可参照相似气种确定工作压力。

　　以上规定是以PE80为基础给出的。

　　B、对于水管道，ISO4427中是按原材料的不同等级（PElOO、PE80、PE63等）、标准尺寸比（SDR）给出的。

　　对于不同的使用温度，在保证50年的使用寿命的前提下又给出了压力折减系数。

　　EN1555给出的工作压力根据以下公式确定：MOP＝2*MRS/（C*（SDR―1））

　　式中MOP：允许工作压力MRS：材料的最小要求强度SDR：标准尺寸比C：设计使用系数燃气C≥2.0水C≥1.25 1.2管件

　（1）管件的分类

　　①根据管件的生产方式不同，可将管件分为注射管件及焊接管件两大类。大部分管件都可用注射成型的方法制造。但对于一些壁厚、体积、重量都较大的管件，可采用焊接的方法制造。

　　②根据施工方法、用途的不同，可将聚乙烯管件分为电热熔管件、热熔对接管件、承插管件、钢塑转换接头等类型。

　　A、电热熔管件：电热熔管件是应用某种方法将电热丝布置于管件的内表面，施工时将管子与管件配合后用专用的加热控制电源将管件中的电热丝通电加热，使管件与管材的接触表面熔化结合，冷却后使管件与管材牢固、密封地结合在一起。由于施工快捷方便，焊接效果好，电热熔管件是目前世界上聚乙烯管材连接件中应用最为广泛的一种。此种管件的缺点是制造成本较高。

　　各生产厂家一般使用独有的设计和拥有专利的技术将电热丝布置嵌入管件中。因此，在使用这种管件时必须选择合理的与之相匹配的焊机才能产生的焊接效果。电热熔管件可用于燃气和给水系统。

　　B、热熔对接管件热熔对接管件是指适用于热板对接焊的管件。热熔对接管件可用于燃气和给水系统。

　　C、热熔承插管件热熔承插管件是用于承插焊连接的管件。一般口径较小，主要用于室内给水系统，在燃气领域基本不用。

　　D、钢塑转换接头钢塑转换是实现钢管向塑管、塑管向钢管转换的专用管件。在工厂加工成型，可用于燃气和给水系统。

　　③按工程习惯，聚乙烯管道系统的管件又可分为：套筒、弯头、三通、鞍型三通、变径、端堵、法兰、钢塑转换等。

　　（2）管件阶性能，短期静液压强度：在20℃、环向应力9MPa下，韧性破坏时间应大于100小时在80℃、环向应力4.6MPa下。脆性破坏时间应大于165小时，热稳定性：在200℃下，应大于20分钟，加热伸缩管件外径及长度变化不超过5%，管件外形不允许有明显变化。

　　1.3PE球阀PE球阀是聚乙烯燃气管网系统中不可缺少的控制元件。它开启、关闭的力矩小，阀门无腐蚀，不需维护和维修，使用寿命50年，聚乙烯管网系统的完整性提高。整体式的阀体，免除了泄漏的可能，PE球阀与PE管道连接时，无需设置阀门井，直埋施工，阀体两端的直口可使用对接焊或电熔焊方便的连接，阀门的开、关在地面操作。

　　PE球阀主要用于燃气输配的管网系统中，以前依赖进口，现已国产化。

　　1.4焊接机具聚乙烯（PE）管道焊接通用原理：聚乙烯（PE）一般可在190℃―240℃之间的范围内被熔化（不同原材料牌号的熔化温度一般亦不全相同），此时若将管材（或管件）两熔化的部分充分接触，并保有适当的压力（电热熔焊接的压力，来源于焊接过程中聚乙烯自身产生的热膨胀），冷却后便可牢固地融为一体。

　　按焊接方式不同，一般可分电热熔焊接和热熔焊接。

　　电熔焊及电熔焊机电热熔焊接是通过对预埋于电热熔管件内表面的电热丝的通电而使其加热，从而使管件的内表面及管材（或管件）的外表面分别被熔化，冷却到要求的时间后而达到焊接目的。

　　电热熔焊接优点：施工迅速；焊口可靠性高；保持管道内壁光滑。不影响流通量；还有一突出优点是：电热熔焊接可用于不同牌号聚乙烯原料生产的管材和管件及不同熔融指数聚乙烯原料生产的中、高密度聚乙烯管材和管件的连接。

　　电熔焊机一般具有如下特点：焊机均由自身的微机控制；可根据环境温度不同自动调整加热时日；具备更加完善的智能化状态判断功能和保护功能；能保存焊接参数，可随时查阅。可随时在通用打印机上打印输出。入档备查。

　　如亚大生产的PFSA型全自动电熔焊机。

　　值得指出的是：由于每个电热熔焊机制造商所采用的技术不完全一样，工作原理不同，所以生产出的电热熔焊机的输出伏安特性等便不尽相同，在焊接过程中就会产生焊接不牢固或过火等现象，故此在采购过程中应充分听取管件生产厂商的推荐，因为他们有充足的试验手段和专业化的研究人员作强有力技术支撑，可以保证达到的焊接质量。