PE管安装

一、PE管应用及基本性能：

PE管的基本性能及聚乙烯是一种热塑性塑料，可多次加工成型。聚乙烯主要是经烯单体聚合反应合成而来的。有时，为了得到性能不同的聚乙烯，往往在聚合反应时加入少量的其它烯烃，如丙烯。聚合反应工艺不同，可得到不同密度的聚乙烯。聚乙烯应用受其本身性能及其使用环境的制约，并且这种制约相对而言要比金属材料大。因此，为了更好地有效利用其有益性能，了解并掌握这种材料的性能就显得尤为重要。

在燃气输配设计中，城市燃气管道有钢管、铸铁管等多种。但随着时间的推移，金属管材耐腐蚀性差、成本高、运输安装不便的缺点逐渐显露出来，尤其在地震烈度较高、属湿陷性黄土的西北地区，管线腐蚀更快，并且可能产生断裂及大量漏气而引起燃气漏失、着火爆炸等事故，于是人们已把眼光投向了塑料管材。

塑料管在国外已有几十年的使用历史，而国内从20世纪80年代初开始聚乙烯(PE)燃气管的研究，经过近20年的发展，积累了许多生产、设计、施工验收和运行等方面的经验，有关国家标准(GB15558.1-2005、GB15558.2-2005)业已出台。在一些场所镀锌钢管、铸铁管将逐步被PE管所替代。随着成型工艺的不断改进，PE管的质量又有很大的提高，成为国家有关部门推广使用的新型管材。 1、PE燃气管的特性

PE管以PE为基础原料，加入一定的添加剂如抗氧剂、紫外线吸收剂和着色剂等，经加热挤出、注塑而成。加入抗氧剂和紫外线吸收剂是为了提高PE管的抗老化性能，使其在50年内保持良好的特性；加入着色剂是为了把管材、管件制成特定的颜色，便于与其它管材区别。

PE管具有以下特性：

（1）良好的柔韧性，冲击强度比金属管高，断裂伸长率较高，即使将管材弯曲变形后也不易破裂。加工的管材外径大于63mm时，定尺长度一般为3、6、9m；外径小于63mm时可盘管成卷，定尺长度为50、100、150m，从而使管网中接头数量减少。PE管的柔韧性也使它适合于任何地形，当发生地震或地段不均匀沉降时不破裂，实用证明PE管具有抗震性能，并且可蛇行敷设，易于绕过障碍物，进一步减少接头数量。

在实际工程应用中，运行压力低于0.01MPa的PE管道采用球带阻气；高于0.01MPa

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的PE管道采用夹扁机具阻气。对于外径63mm以上的管道，虽然夹扁不能完全切断气流，但基本上可以断气，显示出PE材料压缩复原的力学性能优势。

（2）良好的耐腐蚀性，可耐多种化学介质的侵蚀，无电化学腐蚀。因此，PE管埋地敷设不需要做防腐和阴极保护。埋地管道在-20-40℃范围内可安全使用50年以上，使用寿命比钢管长2倍以上。

（3）独特的电熔焊接、热熔对接技术保证管道密封可靠，维修少甚至不需维修。PE管有较好的气密性，气体渗透率低。其断裂伸长率为钢管的15-30倍，严密性优于钢管。 （4）管内壁平滑，摩擦系数极低，可提高介质流速，增大流量，输气能力强，较之相同的金属管能输送更多的燃气，节省动力消耗，且具有良好的耐磨性能。

（5）加工成型方便，安装简单，成本低，节省资金，比金属管可减少工程投资1／3左右(直径200mm以上的管道成本略高些)。

（6）材质轻，密度仅为钢管的1/8，易搬运，运输便利；焊接工艺简单；土方量少，施工速度快捷。

（7）卫生性能良好，材质无毒，不结垢，不滋生细菌。 2、PE燃气管的应用

近年来，天然气的不断开采和利用使得天然气工业得到了迅速发展，专家们普遍认为21世纪中叶将是以天然气为主的能源时代。天然气在世界一次能源构成中所占份额从20世纪50年代初的9.7％上升到目前的24％；而在我国所占比例只有2.2％。我国已将天然气开发和利用作为21世纪初能源结构优化和石油工业产业升级的重点，争取用10年时问使天然气在能源消费结构中的比例由目前的2.2％提高到8％左右。随着塔里木天然气田的开发，在我国西部地区现已形成塔里木、柴达木、陕甘宁和川渝4个国家级的天然气田，已经具备了天然气产业发展的基础和条件。随着西气东输工程的实施，天然气在城市燃气中所占比例将越来越大。连同开发海上石油天然气和利用国外天然气在内，到2010年将有望实现这个目标。燃气事业的蒸蒸日上及PE管材、管件生产技术的逐步成熟，将使PE管材在燃气

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行业的应用日益广泛。

上海是我国最早使用PE管输送燃气的城市，1982-1983年进行了部分区域性试验，总长度为440m，1992年把运行10年的PE管挖出，进行性能测定，得出\"使用10年的PE管材的力学性能、耐化学药品性及短期静水压性能都变化不大，其有关指标仍能满足对新管材的要求\"这一结论。1991-1993年由无锡、深圳、成都、广州和上海对外径32-160mm的PE管进行了应用试点，积累了PE管的实际应用经验。而后几年间，全国各地许多城市都不同程度地采用了PE管道输送燃气，工程运行情况良好。有关PE燃气管道规范的推出，更使PE管材的应用得到较快发展，已呈现出取代金属管道的趋势。

随着人民生活质量的提高，燃气的应用得以普及，PE燃气管的一些优越性逐渐体现出来。比如，长春市双阳区天然气工程是1991年全面投入运行使用的，沿公路敷设金属管线15km，市街中压管网23km，市街低压管网207km。使用燃气的居民15000户、公共福利用户168家、工业用户4家。但是，自1995年以来，逐渐出现管道严重腐蚀穿孔，焊口开焊，管线开裂、冻裂现象，造成夏季水堵、冬季冻堵的现象近万次。水堵、冻墙处理也由1998年的1680次上升到1999年的6113次，专业队伍常年维修仍无法保证居民正常用气；1998年以来，城区天然气线损最高达到4696次，管道的腐蚀速度逐年加快，腐蚀面积逐渐增大，造成燃气大量泄漏，由此而引发了多起天然气窒息和爆燃、爆炸事故，尤为突出的是1999年和2000年元月，先后发生了3起严重的爆炸事故，影响很坏。1995年通过考察，引进了PE管应用新技术，在松泰小区试铺了外径32-110mm的PE管2.8km，对该管网进行了成功改造，积累了经验，现已在全区推广。

目前，我国PE燃气管已完全国产化，生产厂家已由1995年的几家发展到目前分布在山东、河北、黑龙江、上海等省市的十几家。随着PE燃气管材、管件的系列化生产，PE管材管件将会在更多城市的燃气管网中得到应用。 二、PE管管材及零部件

1、PE管基础原料为聚乙烯树脂。聚乙烯燃气管道分SDR11和SDR17.6两系列。SDR11系列宜用于输送人工煤气、天然气、液化石油气（气态）；SDR17.6系列宜用于输送天然气。

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2、热熔管件分为等径三通、90度弯头、45度弯头、22.5度弯头共四类。 3、电热熔管件分为电热丝套管，电热丝90度、电热丝45度弯头，电热丝等径三通，电热丝鞍型管件，管帽（对接连接），异径管（对接连接）。 三、管材的验收、存放及运输 一般规定 1、管材、管件应具有质量检验部门的产品质量检验报告和生产厂的合格证。 2、管材存放、搬运和运输时，应用非金属绳捆扎，管材端头应封堵。 3、管材、管件存放、搬运和运输时，不得摔和受剧烈撞击。 4、管材、管件存放、搬运和运输时，不得曝晒和雨淋；不得与油类、酸、碱等其它化学物质接触。 5、管材、管件从生产到使用之间的存放期不宜超过一年。 材料验收 1、接收管材、管件必须进行验收。先验收产品使用说明书、产品合格证、质量保证和各项性能检验报告等有关资料。 2、验收管材、管件时，应在同一批中抽样，并应按现行国家标准《燃气用埋地聚乙烯管材》和《燃气用埋地聚乙烯管件》进行规格尺寸和外观性能检查，必要时宜进行全面测试。 存放 1、管材、管件应存放在通风良好、温度不超过40°C的库房或简易棚内。 2、管材应水平堆放在平整的支撑物上或地面上。堆放高度不宜超过1.5m，当管材捆成1m×1m的方捆，并且两侧加支撑保护时，堆放高度可适当提高，但不宜超过3m。管件应逐层叠放整齐，应确保不倒塌，并宜便于拿取和管理。 3、管材、管件在户外临时堆放时，应有遮盖物。 4、管材存放时，应将不同直径和不同壁厚的管材分别堆放。受条件不能实现时，应将较大的直径和较大壁厚的管道放在底部，并做好标志。 搬运 1、管材搬运时，必须用非金属绳吊装。 2、管材、管件搬运时，应小心轻放，排列整齐不得抛摔和沿地拖拽。

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3、冷天搬运管材、管件时，严禁剧烈撞击。 运输

1、车辆运输管材时，应放置在平底车上；船运时，应放于平坦的船舱骨。运输时，直管全长设有支撑，盘管应叠放整齐。直管和盘管均应捆扎、固定，避免相互碰撞。堆放处不应有可能损伤管材的尖凸物。

2、管件运输时，应按箱逐层叠放整齐，并固定牢靠。 3、管材、管件运输途中，应有遮盖物，避免曝晒和雨淋。

第二节 PE管的施工

一．连接工艺、聚乙烯管道焊接原理

聚乙烯（PE）一般可在190～240°C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），冷却后便可牢固的融为一体。

1、热熔连接：热熔对焊接技术一般用于连接具有相同熔融指数的管材或管件（且最好应具备相同的SDR值），不同制造商的焊接参数不尽相同，用户必须严格执行。

2、电熔连接：电熔焊接时通过对于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。

二．管道的敷设 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、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

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(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，当输送天然气时最大允许工作压力不大于0.4MPa。以上规定是以PE80为基础，工作温度在－２０～４０℃的埋地聚乙烯燃气管道给出的。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。 欧洲标准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：最大允许工作压力 MRS：材料的最小要求强度 SDR：标准尺寸比 C：设计使用系数

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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，可将管件分为注塑管件及焊接管件两大类。大部分管件都可用注塑成型的方法制造。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最佳的焊接效果。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。

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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。

A、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间； —具备更加完善的智能化状态判断功能和保护功能；

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—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。

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，可以保证达到最佳的焊接质量。

首先电热熔管件要符合GB15558.2—1995，电热熔管件的设计，生产，检验，试验均严格按照国家标准中规定的条款进行。同时也参考欧洲标准ENl555—3和英国标准等，确保 电热熔管件的性能均能达到标准中的要求。并对所有电热熔管件进行试验，如进行20℃、1000小时，80℃、165小时，80℃、1000小时短期静液压试验，鞍型三通低温冲击试验，剥离试验，挤压试验等，累计焊接电热熔管件6000多件，取试条两万余条，记录数据两万多个， 电热熔管件达到国际先进水平提供依据。同时还对电热熔管件与管材的配合间隙。电热熔管件布线深浅等生产工艺问题进行研究试验，如果配合间隙大，布线深，容易造成焊接不牢固，如果配合间隙小，布线浅，焊接时容易造成电热熔管件“冒烟”。经过反复试制，修改设计，解决生产工艺中的问题， 电热熔管件设计更加合理，用户使用时更加方便。电热熔管件上粘贴符合ISOl3950—1997的24位条形码，条形码中包含电热熔管件的焊接参数， B、对接焊及对接焊机

热熔对接焊机是用来加热管材(或管件)端面的专用设备，使被加热的两端面熔化，迅速将其贴合。保有一定的压力、冷却，达到熔接的目的。

热熔对接焊接技术一般用于连接具有相同熔融指数的管材或管件(且最好应具备相同的SDR值)，不同制造商的焊接参数不尽相同，用户必须严格执行。

热熔对接焊机一般可分为普通热熔对接焊机和自动热熔对接焊机两类： 普通热熔对接焊机一般包括如下部分： —焊机机架 —动力源

—铣刀(平端面装置) —加热板 —计时装置

自动热熔对接焊机一般有如下特点：

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—对全过程的时间、温度、压力进行全自动、不间断控制； —对每一连接部件和操作人员的识别 —切削端面自动操作； —加压压力自动设定；

—根据环境温度自动补偿加热时间；

—能保存焊接参数及操作者代码，可随时查阅，随时可在通用打印机上打印输出，入档备查。 目前全自动对接焊机国内已有生产。 C、承插焊机

热熔承插焊机是用阴阳模头分别加热管材外表面和管件内表面的设备，使之分别被熔化，将管材迅速插入管件，冷却后即达到焊接目的。

在聚乙烯管道系统的施工过程中，一般还用到如下工具：旋转切刀、旋转刮刀、固定夹具、压扁工具、平板尺、记号笔等。这些配套工具的使用保证了PE管道的施工质量。 2聚乙烯管道系统的施工

为获得优良的施工质量和工程质量，就必须有可靠的设计、严格的要求。聚乙烯管道的设计应严格按照有关的设计规范进行，但又不能生搬硬套，如我国行业标准CJJ63《聚乙烯燃气管道工程技术规程》正文部分规定\"中压管道允许压力降可由该级管道的入口压力至次级管网调压器允许的最低人口压力之差确定，流速不宜大于5m／s\"。以此流速作管网设计时，聚乙烯管几乎无工程利用价值，体现不出PE管的优势，了聚乙烯管的实际应用。在同一标准的编制说明中，给出了一些国内外气体管道流速的规定： ●《炼油装置压力管线》V＝15~30m／s

●美国《化工装置中》乙烯与天然气管道V≤30.5m/s ●液化石油气气相管V＝8~15m／s ●焦炉气管V＝4~8m／s

这些流速是符合一般管道工程设计流速要求的。标准编制说明与标准正文具有同等法律效力，可参照使用。同时我们查阅国外PE管设计流速的有关技术资料，资料中明确规定。天然气在塑料管中的流速不超过20m／s。

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因此，建议聚乙烯管输送燃气的流速以不超过20m／s为宜。

又比如在CJJ63—95中关于聚乙烯燃气管与直埋供热管之间的水平间距的规定为3米，而此规定是在供水管DN＝630、水温150℃，回水管DN＝630、水温70℃，两管中心距1.11m，管中心埋深1.7m的条件下，经计算得到周围温度场分布，在保证聚乙烯管处于20℃以下的土壤环境中确定的，这显然是指供热主干线的环境条件，与厂房及楼前供热管线条件差异甚大，且因间距过大也难于执行，因此在实际工程中，可按聚乙烯管铺设处的土壤及热力管实际情况作出温度场分布，以确定切实可行的水平距离。 2.1施工前的准备 领料施工时注意压力等级

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。

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，可以保证达到最佳的焊接质量。

热熔对接焊接技术一般用于连接具有相同熔融指数的管材或管件(且最好应具备相同的SDR值)，不同制造商的焊接参数不尽相同，用户必须严格执行。 (1)熟悉施工图并到施工现场了解情况，请设计单位做设计交底。

(2)根据施工工艺要求。准备相应的施工机具。在管道连接中，因我国对聚乙烯管道的焊接质量和焊接参数无统一标准，不同生产厂家生产的管材管件焊接参数不同。为达到可靠的焊接效果，应按照管材管件生产厂家推荐的与该厂产品相匹配的焊机进行连接，同时生产厂家应对他们的推荐承担责任。在电熔焊连接中，应特别注意这一点。 (3)正式施工前应对操作工进行专门的培训。 (4)采购管材、管件。 (5)材料的验收

用户对产品的验收，应做到如下几点：

A、应检查有无产品出厂合格证，并索要出厂检验报告。

B、进行外观及几何尺寸检查。检查管子内外表面是否清洁光滑，是否有沟槽、划伤、凹陷、杂质和颜色不均等。

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C、检查长度，定尺管的长度应均匀一致，误差不应超过20mm。注意检查管口端面是否与管子的轴线垂直，是否存在气孔，若有气孔则管材不合格。 D、燃气管材应为黄色或黑色。当为黑色时管上必须有醒目的黄色条，同时管材上应有连续的、间距不超过2m的永久性标志，写明用途(燃气或水)、原材料牌号、标准尺寸比、规格尺寸、标准代号和顺序号、生产厂名或商标、生产日期。 E、检查不圆度，其值应不大于5％。 F、检查管径及壁厚是否符合标准要求。 (6)管材、管件运输与保管 在聚乙烯产品的运输和保管中，应按下述方法进行： A、应用非金属绳捆扎和吊装。 B、不得抛摔和受剧烈撞击，也不得拖拽。 C、不得暴晒、雨淋，也不得与油类、酸、碱、盐、活性剂等化学物质接触。 D、管材、管件应存放在通风良好，温度不超过40℃的库房内。在施工现场临时堆放时应有遮盖物。 E、在运输和存放过程中，小管可以套在大管中。 F、运输和贮存时应水平放置在平整的地面或车厢内，当其不平时应设平整的支撑物，其支撑物的间距以1—1．5米为宜。管子堆放高度不宜超过1.5米。 G、产品从生产到使用之间的存放期以不超过一年为宜。发料时要坚持先进先出的原则。 2.2土石方工程 (1)开槽 沟槽开挖前，施工单位应作好一切准备工作，并会同建设、设计及其它有关单位共同核对有关地下管线及构筑物的资料，必要时开挖深坑核实。 在施工区域内，有碍施工的已有建筑物和构筑物、道路、沟渠、管线、电杆、树木等，应在施工前，由建设单位与有关单位协商处理。 在地下水位较高的地区或雨季施工时，应采取降低水位或排水措施，及时清除沟内积水。 管沟开挖必须按设计图纸放线，并按设计标高开挖，沟要尽可能直，沟底要平，转弯处的弯曲半径应满足相应规范的规定。

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根据不同土质、深度、开挖方式及新土堆放形式，分别确定沟槽边坡度、是否需要支撑、排水等措施。但要求最后形成的沟槽底部应平整密实。若沟底遇有废[日构筑物、硬石、木头和垃圾等杂物时，则必须清除，然后敷一层厚度不小于0.15m的砂土或素土。并整平夯实。对非均匀湿润性黄土地区、软弱管基及特殊性腐蚀土壤，应按设计要求处理。 (2)回填

A、沟槽的回填，应先填实管底，再同时投填管道两侧。然后回填至管顶以上0.5m处(未经检验的接口应留出)。如沟内有积水，必须全部排尽后，再行回填。沟槽未填部分在管道检验合格后应及时回填。

B、槽的支撑应在保证施工安全的情况下，按回填进度依次拆除，拆除竖板桩后，应以砂土填实缝隙。

C、管道两侧及管顶以上0.5m内的回填土，不得含有碎石、砖块、垃圾等杂物。不得用冻土回填。距离管顶0.5m以上的回填土内允许有少量的石块。

D、回填土应分层夯实，并检查其密实度，沟槽各部位的密实度应符合下列要求： ①胸腔填土95％；

②管顶以上0.5m范围内85％； ③管顶O．5m以上至地面； ———在城区范围内沟槽95％ ———耕地90％ 2.3管道连接

PE管道系统施工连接技术的优劣，直接关系到燃气管网系统的运行效果和使用寿命。有必要了解和掌握PE管道连接的各种形式，以充分发挥PE管道系统的先进性、经济性和安全性。 同时，为了使连接接头坚固耐用、安全经济，在遵循国家有关工程技术施工规程的同时，也要求必须正确地选择和使用产品和设备。 (1)PE管道各种连接方式的优缺点比较。

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全面考虑几种连接方式，以电热熔连接最为牢固可靠，受人为因素影响最小。从燃气管道的经济性和安全性等方面比较，根据我国国内企业经济状况和燃气工程实际运用情况，建议：对于较小口径D90以下采用电热熔连接，而较大口径的则采用对接热熔连接。 在PE管道系统中，当PE管道与金属管道系统连接时，就需使用钢塑过渡接头连接，但应选择适合的钢塑过渡接头连接。 （2）聚乙烯管道的连接 聚乙烯管道的连接时，应严格按照机具的操作说明书进行。下面以亚大塑料制品有限公司生产的PFSA（电熔焊机）和 PBF160A（对接焊机）为例简要介绍其操作要领及技术要求。 A、电熔焊的操作： 焊接过程及注意事项： ①接好电源，输人电压220V交流市电，必须有接地保护，严禁接38OV三相动力电压。 ②刮去管材需焊接区域外表面的氧化层，去除碎屑，用记号笔作好标记。 ③将刮好的管材插入管件内作好标记处，确保接缝在该管件冷料段，固定好欲焊组合件；应在焊接前需用管件时再从包装中取出该管件，保持清洁与干燥。 ④打开管件护帽，接好焊机导线，当电源离焊机较远时，如超过100m将可能产生欠压报警现象，应加粗电源线或配接发电机，而且当管件规格在200mm及其以下的必须用功率不低于5KW的本田发电机，大于200mm的应配备更大功率的本田发电机。 ⑤焊接操作，应严格按照焊机说明书的具体步骤进行作业在焊接过程中避免周围磁场的干扰，焊机上盖应敞开，避免雨淋；焊机搬动过程中避免导线与光笔输出线的拉拽以及焊机的倒置和碰撞；重新接线时，不可用焊机检测电源的通断。 ⑥电热熔鞍型焊接时，应把管材熔接处的表皮去除，专用夹具调节固定好组合件，使两连接面完全接合，在焊接完毕且冷却后，卸下管帽，用专用钻孔工具在管材上钻好孔后确保钻刀复位再复装管帽，拆卸夹具。 ⑦焊接完毕后，检查观察孔内物料是否顶起，焊缝处是否有物料挤出。 合格的焊口应是在电熔焊过程中，无冒烟（着火），过早停机等现象，电熔件的观察孔有物料顶出。 B、对接焊操作 焊接过程及注意事项 ①将焊机各部件的电源接通 必须使用220V 50HZ的交流电，电压变化在土10％以内，电源应有接地保护；同时，还应保证加热板表面的清洁、没有划伤。 ②将泵站与机架用液压导线接通连接前应检查并清理接头处的污物，以免污物进入液压系统，进而损坏液压器件；液压导线接好后，应锁定接头部分，以防止高压工作时接头被打开的危险。

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③按焊机的焊接工艺参数设置吸热时间与冷却时间。

④将待焊管材（管件）夹紧，固定在机架上焊接大口径管时，最好能用废弃的管节（PE）或专用支架垫平，以保护管子和减小焊接过程中的摩擦力；焊接两端面的间距既要满足安装铣刀的要求，又要满足闭合夹具时待焊接的两端面能充分接触，且液压缸未达到最大行程。 ⑤将机架打开，放入铣刀，旋转锁紧旋钮，将铣刀固定在机架上。 启动泵站时，应在方向控制手柄处于中位时进行，严禁在高压下启动。 ⑥启动铣刀，闭合夹具，对管子（管件）的端面进行铣削。

⑦当形成连续的切屑时，打开夹具，关闭铣刀；此过程一定要按照先降压，再打开夹具，最后关闭铣刀的顺序进行。

⑧取下铣刀，闭合夹具，检查管子两端的间隙（间隙量不得大于0.3 mm）。

从机架上取下铣刀时，应避免铣刀与端面的碰撞，如已发生需重新铣削；铣削好的端面不要手摸或被油污等污染。

⑨检查管子的同轴度（其最大错边量为管壁厚的10％）；

当两端面的间隙与错边量不能满足要求时，应对待焊件重新夹持、铣削，合格后方可进行下一步操作。

⑩检查加热板的温度是否适宜（210±10℃），加热板的红指示灯应为亮或闪烁，从加热板上的红指示灯第一次亮起后，最好再等10分钟使用，以使整个加热板的温度均匀。 ⑾测试系统的拖动压力P0，并记录；

每个焊口的拖动压力都需测定；当拖动压力过大时，可采用垫短管等方法解决。 ⑿将温度适宜的加热板置于机架上，闭合夹具，并设定系统的压力Pl P1=P0＋接缝压力（见焊接工艺参数表）

⒀待管子（管件）凸起均匀，且高度达到要求（见焊接工艺参数表）时，将压力降为P2（近似为拖动压力），同时按下吸热时间按钮，开始记录吸热时间； P2=P0＋吸热压力（吸热压力几乎为零）

⒁到达吸热时间后，迅速打开夹具，取下加热板取加热板时，应避免与熔融的端面发生碰撞，若已发生，应在已熔化的端面彻底冷却后，重新开始整个焊接过程。

⒂迅速闭合夹具，并在规定的时间内，匀速地将压力调节到P3，同时按下冷却时问按钮，记录冷却时间； P3=P0＋冷却压力

夹具闭合后升压时，应均匀升压，不能太快或太慢，应在规定的时问内完成，以免形成假焊、虚焊；此过程保压自然冷却过程。

⒃到达冷却时问后，再按一次冷却时间按钮，将压力降为零，打开夹具，取下焊好的管子（管件）。

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卸管前一定要将系统压力降为零；若需移动焊机，应拆下液压导线，并及时做好接头处的防尘工作。

合格的焊口应有两翻边，焊道翻卷到管外圆周上，两翻边的形状、大小均匀一致，无气孔、鼓泡和裂纹，两翻边之间的缝隙的根部不低于所焊管子的表面。 （3）钢塑转换连接

A、对于小口径的聚乙烯管（D≤63），一般采用一体式钢塑转换接（通称钢塑转换接头）； B、对于大口径的聚乙烯管（D＞63），一般采用钢塑法兰组件进行转换连接。 2.4 管道敷设

将聚乙烯管直接埋设在土壤中，除应遵守一般管线埋地敷设的基本要求外，还应遵循聚乙烯管敷设的特殊要求。

（1）保证设计的埋深及与其它管线的间距。 （2）蛇行敷设

由于聚乙烯管的线膨胀系数比金属管高十余倍，所以对温度变化较敏感，因此，可根据PE管的柔性，蜿蜒敷设和随地形弯曲敷设，但弯曲半径应满足要求。 聚乙烯燃气管道敷设时，管道允许弯曲半径应符合下列规定： A、管段上无承插接头时，应满足下表的规定： B、管段上有承插接头时，不应小于125D。 （3）警示带

为保护管线在口后运行，不受人为的意外损坏，应在管线的上方，距管顶不小于300mm处敷设一条警示带，该警示带应与管线一样，具有不低于五十年的寿命。 （4）特殊地段的施工

特殊地段系指穿越铁路、河流、桥梁和重要道路等地段。在特殊地段敷设时应注意以下几点：①在这些地段敷设PE管道首先要征得有关管理部门的同意。②由于聚乙烯管道相对钢管而言较易遭受人为破坏，原则上在这些地段不宜使用聚乙烯管材。③若一定要使用聚乙烯管材时，则应增加套管或采取其它防护措施。

地质上的断裂带、明显存在非均匀性沉降的地段、管基处理耗资巨大等地段也应视为特殊地段。由于聚乙烯管的断裂伸长率是钢管的 15～30倍，因此在这些地段之中，低压燃气管或 0.1MPa以下的供水管，采用聚乙烯管材具有特殊意义，对该处管线只要注意观察地面不均匀沉降情况即可。一般的沉降不会产生断裂酿成事故（口本圾神大地震未造成聚乙烯管断裂

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即是证明）。当沉降达到一定程度后，可进行有计划的更换，既保证安全又能掌握运行的主动权。 （5）内插敷设

插入管铺设是聚乙烯管材的一种特殊敷设形式。传统的燃气、供水管线多为铸铁管或钢管，由于气质的改变、压力的提高和腐蚀严重等均会产生泄漏，此时需更换新管线。在城市中沿道路敷设的供气、供水管线，要全面开挖取出报废的旧管线再埋人新管线不仅耗资巨大，且对城市交通及环境将带来不利影响。聚乙烯等轻质柔性管材的出现，使得这种更新产生了重大的变革。目前国外较多采用的方法是：沿原有金属管线每隔一定距离挖掘一个工作坑，将旧管线割断，并对其内部进行清扫，然后将聚乙烯管插入其中，非常简单的工作即可完成更新。

2.5试验与验收

聚乙烯燃气（给水）管道与其他材质管道一样，投入使用前要进行强度试验、气密性试验及工程验收，未经验收或验收不合格的管线不能投入使用。 A、试验介质

燃气管道的试验介质一般为空气，有条件时也可采用惰性气体。给水管道的试验介质为水。 B、管道的吹扫

尽管施工中要求保证管道内清洁无异物，然而在管道试验前仍应进行清扫。燃气管道的清扫介质宜用压缩空气。压缩空气有时难免带有粉尘，带有粉尘的强气流与聚乙烯管摩擦会产生静电，这种静电的集聚会对人体造成伤害，其静电火花有可能引爆燃气与空气的混合气，因此应特别注意以下几点：

①吹扫口要用长度不小于4m的钢管，且钢管上应设置吹扫阀。

②吹扫口钢管一定要很好接地，其接地电阻应不大于10Ω，以便将静电顺利导入地下。 ③当用燃气清扫时，必须先缓慢地用燃气将管道内空气置换完成后，才能用高速气流进行清扫。

C、强度试验和气密性试验，按有关规范执行，验收合格后交付使用。

第三节 实际操作

一．电热熔焊机 1．半自动电热熔焊机

半自动电热熔焊机需手工调整电压（或电流）等级，根据管材或管件规格、SDR值、环境温度等按要求人为选择焊接参数并输入通电加热时间进行焊接。 2．全自动电热熔焊机

全自动电热熔焊机根据输入参数的方式不同一般又可分为全自动电热熔条码焊机、全自动电热熔磁卡焊机、全自动电热熔电阻反馈焊机等。 二．热熔对接焊机

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热熔对焊机是用来加热管材（或管件）的断面的专用设备，使被加热的两端面熔化，迅速将其贴合，保证有一定的压力、冷却、达到熔接的目的。

热熔对接焊机一般可分为普通热熔对接焊机和自动热熔对接焊机两类。 三．热熔承插焊机

热熔承插焊机是用阴阳模头分别加热管材外表面的设备，使之分别被熔化，将管材迅速插入管件，冷却后即达到焊接目的。

热熔承插焊接是早期的聚乙烯燃气管道系统所采用的焊接方法，但由于其对施工人员技术水平要求高，管件费用较对接焊接高，翻边影响流通量，且可靠性较差，故在国际上已经被淘汰。

四．热熔鞍型焊机

热熔鞍型焊机是用加热模头，分别加热管材外表面和鞍形内表面使之熔化，迅速将鞍型管件固定于熔化的管材之上并冷却即达到焊接目的。热熔鞍型焊接由于其对施工人员技术水平要求高，且可靠性较差，故在国际上已经被电热熔鞍型焊接取代。 五．热熔焊接操作规范

1．操作前应对管材、管件及附属设备按设计要求进行校对，并应在施工现场的场地，气候条件等进行勘察，符合要求后放卡进行操作。

2．施工前确定焊接参数，检查供给电源是否为220V，50Hz交流电。

3．将焊接元件的控制部分调节至理想的温度，（例如：高压聚乙烯为210°C）并将其接通。控制灯闪烁时，调到调节的温度。

4．根据管道直径插入减压垫片，并将其拧紧。 5．用大约4厘米伸出端夹紧管道或管道截面。

6．放入刨床并接通，向前移动支撑物，直到两管段贴近刨床，刨平的压力一般到1—15公斤／厘米之间。

7．装配刨床两侧的剃齿，刨平管道或配件。 8．向後移动支撑物，直到刨床不再切割为止。 9．断开刨床，并把它放在保护箱。

10．向前移动支撑物，直到管段相互接触为止，并且测量移动压力（机器开始移动，可以测到确切的移动压力）。

11．检查管道同心度（最大不超过壁厚的10％），即所刨管材断面的平行度（间隙最大不超过0.5毫米），如果必要的话，需重新调节工件并且再起动刨床。

12．按照参数表的焊管直径，选取焊接参数（成缝压力，焊缝高度，加热时间，冷却时间）。

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13．调整压力阀。

14．向後移动支撑物，直到有足够的位置放进加热元件。

15．当加热元件达到一定温度后（控制灯闪烁）时，把它放在管道之间（可以用温度测量仪表检查温度）。

16．先前移动支撑物，直到达到调节的压力为止。在获得最小的环形熔缝后，按“无压”钮，将压力降为支撑柱压力的10％。

17．加热管道（加热时间），注意实际的加热时间，并与理想的加热时间相比较。 18．如果达到理想的加热时间，向后移动支撑物并取出加热元件，尽快将其放进保护箱，并向前移动支撑物，此步骤越快越好，不得超过本步骤的最大时间（变换时间）。再将压力调整到所需位置，使两个端面完全贴合，并形成所需的焊缝。 19．在一定的压力下冷却一段时间（冷却时间）。

20．在理想的冷却时间后，消除压力，松开焊接管道，并向后移动支撑物。焊接即完成。 六．电熔连接的操作要领及技术要求

1．刮去管材或管件需焊接区域外表面的氧化层（刮除区域长度为电热熔套筒长度的一半），去除碎屑，并用记号笔做好标记。

2．将刮好的管材或管件插入内壁洁净的电热熔套筒至已作好的标记处，确保接缝在电热熔套筒中间的冷料段（中间线稀疏区），固定好欲焊的组合件。 3．打开管件护帽，接好焊机导线。

4．电热熔焊接操作（按机器使用说明书操作）。

第四节 PE燃气管道的施工质量管理与控制

1 PE管的优势和劣势

1．1 PE管的优势

寿命长，具有50年的使用期；耐腐蚀，在酸性和碱性土壤中具有很强的抗腐蚀性；具有优良的焊接性能，连接质量可靠；具有良好柔韧性，在施工中可以弯曲；可利用断气工具夹扁断气，方便快速抢修。

1．2 PE管的劣势

强度远小于钢管，容易遭到人为的破坏；只能在埋地或遮挡紫外线情况下使用；受温度

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影响非常大。

2 PE材料的寿命和工程寿命

由PE管材的特性，引出PE材料特有的一个指标——长期静液压强度。它的定义是在常温下(20℃)，材料被应用到50年时，材料被破坏的环向应力的数值，这一指标就确定了PE管使用寿命50年的基础。显然，不同厂家的PE材料或同一厂家不同批次的PE料不可能得到数值完全相同的长期静液压强度。

PE材料的牌号就说明该材料在50年后所具有的最小要求强度。管材的强度设计就是以最小要求强度为基础，再考虑到材料的不均匀性，使用条件及系统组件的性能等而确定的设计系数为依据进行的。因此，我们说PE系统的使用寿命为50年。实际上，人类使用：PE管的历史还没有50年，50年的寿命又是如何得来的呢?对PE材料的大量研究表明：同一力学松弛现象即可在较低温度、较长时间内观察到，也可以在较高温度、较短时间内观察到。通过这个原理，我们就可以利用高温短时间的试验结果来预测低温长时间材料的力学性能。 原材料寿命，管材管件寿命，工程使用寿命不能简单的相等，而要靠一系列标准、规范来达到三者寿命相等。通过ISO9080试验给材料定级试验的最短时间是10000h，显然原材料生产厂不可能对每一批产品均作此试验。如何保证每批产品都具有相同的长期力学性能呢?这就要求厂家作500小时的预制切口平板样条的静荷载拉伸试验，该试验与10000h试验结合在一起，构成一个较完善的监控材料长期性能的方案，选择原材料供应商时一定要注意实物质量水平及厂家信誉。

原材料要经过干燥、加热、挤出、冷却定型等工艺制成管材或管件。每一步的工艺参数控制、设备工作状态、操作人员水平等都将影响到产品的力学性能和质量。为保证原材料的力学性，管材、管件制造厂应对产品作80℃1000h的试验来说明该厂的工艺、技术、设备是否满足要求。选择管材、管件要看厂家的设备、技术水平、专业化程度，尤其是它的检测设备能力及实际检测技术水平。

质量合格的管材、管件经过搬运、贮存、组装、焊接、下沟、回填等多道工序构成具有应用价值的燃气输配管网系统。这一系统是否还具有原材料的力学性能与寿命呢?显然与工艺设计、现场施工及运行管理密切相关，为此，我们必须严格执行设计施工与验收规范及运行管理规程。PE管从原材料到制成品、施工、运行是一个完整的运作体系，每一阶段都有严格的、相互关联的质量标准，只有全面地、严格地执行全部标准，PE管系统的寿命才能达到当初的要求。

3 PE管施工安全的管理

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施工，归根到底，一切工作是要依靠人去完成，人是最重要的因素。PE管的施工技能是比较容易掌握的，但需特别强调的是人的责任心，要自觉地执行操作规程，要精心地使用、维护、检查施工的机具，要经常性地进行人员培训，使执行规范与规程成为每一个施工人员的自觉行为。

目前，在国外特别是在欧洲，如法国等国家都在新的燃气管网上采用了PE管。PE管的重量轻、高柔软性使它成为长段铺设的良好材料，使用电熔焊接的技术使施工变得非常快捷。但是，欧洲人很清楚，PE管系统只有在保证以下情况下才安全。 (1)PE管制造商有熟练的和批量生产的经验。

(2)焊接应使用合适的材料和工具。对于电熔焊接最重要的是只能用带有条形码和自动焊机的焊接装置，因为不同厂家生产的焊机有不同的参数，条形码能消除参数的误差。对于热熔焊接，必须使用全自动或半自动焊机以保证焊口的可靠性；

(3)使用熟悉操作规程并且操作熟练的焊工进行野外焊接。PE电熔焊(或对接焊)组装技术比较简单，但其焊接质量要靠严格地遵守作业规程来保证。国外燃气公司职工及其负责PE管施工的分包商，都接受初期和定期的培训，所有这些人员必须取得当地天然气公司签发的合格证方可继续上岗。

我认为，要保证PE管施工的安全必须注意以下几点：首先要认真地负责选择原材料及管材、管件的供应商。在天然气大发展的形势下，我国现有很多PE管材及管件的生产厂家，他们的生产能力远大于市场的需求，厂家之间竞争口趋激烈。这对燃气公司来讲，无疑是有利的，使我们对产品选择，价格及服务条件谈判均有了更大空间。但是不容置疑的是在众多的产品中鱼龙混杂，在市场极不规范的今天，劣质产品依靠非正常的销售手段想尽办法进入市场，甚至换个包装以次充好。由于城市燃气工程质量牵涉到城市人民生命财产的安危，因此，一定认真考察生产厂家的规模以及人员的技术水平、质量保证体系，尤其是厂家生产的专业化程度、生产经验及质量的检验手段是否能满足产品质量的要求。PE系统的安全性体现在50年使用寿命的全过程中，由PE材料的特性可知，强度与气密性实验的合格才能完全保证系统的安全，只有当原材料、管材管件的采购，现场施工及交付运行的全过程都做好了，才能保证PE系统的安全性。

为便于PE管工程的管理，我们集团制定了“三控、两管、一制度”的管理办法。 所谓“三控”是指材料控制、机器设备控制、人员控制。

首先是材料的控制：目前集团管材、管件的供应由物资(天环)公司负责，施工单位在交底

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时购买。依据集团技术开发部发布的“管材、管件选型表”对天环公司提供的管材、管件进行了一次普查，通过普查达到以下目的：①了解管材、管件标识的明确含义；②了解管材、管件材质情况；③了解管材、管件的实际供应周期和供应程序；工程中使用的管材、管件从生产到使用的存放期不应超过一年。施工企业在采购及使用时必须验证生产日期。工程中使用的管材、管件在户外临时堆放时，必须有遮盖物，并放置于平整场地上，管材两端必须进行封堵。施工企业应将管材、管件的进货单存放于各施工现场，以备检查核实。 其次是机器设备的控制：焊接机具自动化程度决定了人为因素对工程质量的影响程度。因为PE管的焊接从表面看太简单了，且无法用无损探伤的常规实验方法来检查焊接质量，因此，集团提出要尽可能地采用全自动焊机，以最大限度地减少人为因素对工程质量的影响。对施工单位的在用焊接机具进行了挂牌和建档工作，督促各施工单位按计划完成半自动焊机的升级和淘汰工作，有计划地完成焊机的升级工作，还请厂家对全自动焊机的参数设置和机打的焊接记录进行讲解，并通过整顿建立起了一套焊接机具准入制度，要求各施工单位准备齐全的专用工具，为提高焊接质量提供了有力的保证。为保证焊接设备与材料相匹配，施工企业所选用的PE管焊接设备，须从燃气集团认可的销售部门采购，并由燃气集团统一编号，注册备案。施工企业已购设备须经过燃气集团有关部门的鉴定认可后，方可继续使用。施工企业已注册的设备发生变更时，须报相关部门变更备案。每台焊机设备在使用时，必须配备成套的专用设备。如管材托架、卡具、割管器和刮刀等等。施工企业须保证各设备在良好状态下工作，严禁使用有故障的机具进行施工操作。施工设备在出现故障后必须立即请专业人员维修，并在使用过程中注意日常保养工作。 第三是人员的管理：通过培训和再培训发展壮大了专业施工队伍，提高了施工人员的素质；通过核发上岗证建立起人员管理制度，实现了专业人员持证上岗；通过培训授课向施工单位宣传了法规。在达标考核中要求各施工单位增加管理人员培训数量；在培训中增加有关材料标识、材料供应的内容，增加“操作规程”内容；在实操中增加全自动热熔焊机操作内容、资料填写和整理的内容，在考核中增加“管理制度”所占的比重。在各施工企业中从事PE管工程的施工人员，须通过燃气集团组织的施工人员PE管焊接技术培训，取得培训合格证。施工人员每年度均须参加燃气集团组织的年检复核。经考试通过，予以注册并建立个人档案后，方可继续从事PE管施工工作。在工作中须持证上岗，在进行施工操作时须佩带胸卡，严禁无证操作。当施工人员在变更工作单位后，须向集团客服中心提出申请，经审批后，重新注册其培训合格证及胸卡，否则视为无证操作。 “两管”是指施工现场管理、资料管理。现场管理：通过执行“积分制”的做法对现场乱堆乱放材料的行为进行处罚。工程资料管理：通过整顿初步建立起一套资料管理制度。①制定资料范本；②在资料中增加工程项目经理培训合格证复印件；③在内勤设专人管理“PE管工程

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资料”，工程报验前必须经过资料审查，资料不齐全不给验收，特别对改钢管部分严格审查，资料返回情况和“积分制”挂钩。

“一制度”是指“PE管施工管理规程”。通过颁布和实行“PE管施工管理规程”统一了思想、规范了施工、管理、材料供应等部门的行为。要求各企业中从事PE管施工的项目经理须通过燃气集团组织的PE管施工技术管理人员培训。应至少配备热熔焊机160、315型各1台(分别适用于管径在D160以下及D315以下规格管材)和全自动电熔焊机1台。焊机的品牌及规格型号须经燃气集团相关部门认可，并为每台焊机至少配备2名通过燃气集团组织的施工人员PE管焊接技术培训，并取得上岗资质的焊工。各单位定期对其下属PE管施工人员进行安全教育，完善企业内部监督机制，以增强施工人员的责任心和安全意识。 4 对PE管施工过程的检查

目前，在集团备案的施工队伍比较杂，素质也各不相同。为保证施工质量，要求由集团公司对30家PE管施工单位的资质重新进行审查认定。资质审查内容增加了施工单位的施工设备配置情况：每个施工单位至少有一名受过PE管施工培训的项目经理担任技术主管；设定焊机准备底限，每个施工单位至少配备全自动热熔焊机型号160和315各1台，全自动电熔焊机1台；同时设定受过PE管施工培训的焊工人数底限，每台焊机至少配备焊工2人，如果施工单位仅1台焊机则焊工人数不得少于4人，以后每增加一台焊机需增加焊工2人；要求施工单位对焊口进行编号，记录操作时间、操作人姓名，中压管焊口100％拍照，低压管30％拍照。

在施工过程中，针对工程中出现的问题，集团客户服务中心随时进行检查，要求用户工程室的工程管理员在工程管理中做到： (1)验证PE管材料的材质证明及采购渠道； (2)检查焊接设备是否经过燃气集团认定注册；

(3)检查焊机设备在施工过程中是否使用配套的专用设备； (4)检查材料的现场存放是否符合要求，管道顶端有无封堵措施；

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(5)检查PE管施工人员的施工资质； (6)检查施工企业操作记录及施工日志； (7)检查焊接施工质量；

(8)要求施工人员在当日工作完成后，将管线两端封堵。

施工企业在PE管焊接施工过程中，应详细记录操作过程，并编制《燃气工程PE管施工焊接报告》。在验收时提供并存档。

为保证制度的实施，督促施工企业的工作，集团还制定了奖惩制度。对于在施工中严格按照规范要求，遵守各项管理制度的施工企业，会在燃气集团对施工企业的考评结果中得以体现。对于在施工中不能按照规范要求，不严格遵守管理制度的施工企业，根据情节严重程度采取以下惩罚措施。

在检查过程中发现施工人员违章操作或施工质量达不到要求时，将其行为计入焊工个人档案，作为一次错误记录；在检查过程中，如发现施工现场存在以下情况：施工人员无证操作、施工企业超范围施工、现场焊口数量的5％以上存在质量问题、施工现场存在严重的安全隐患，则对施工企业发《停工整改通知单》；对于一年内有两次错误记录的施工人员，将取消其个人操作资质，重新接受培训；对于一年内某施工企业所属施工人员的错误记录达到三次，将追究主管项目经理的责任：取消其施工管理人员资质，重新接受培训；对于一年内收到两次以上《停工整改通知单》的施工企业，将取消其PE管施工资质。 5 结论和建议

虽然根据目前的使用情况制定了一系列的措施，但是，还存在着很多的问题。比如说PE管施工地域或有些是老小区或旧城区，燃气楼前管与热力及其他市政管线交叉较多，如果只将交叉处改为钢管，则需增加相当数量的钢塑转换接头，工程造价明显提高：焊口检测和示踪带的跟踪缺少技术控制手段；调压站进出口闸井、法兰连接、套管等要求不统一，施工用的焊机设备质量品牌繁杂而且没有备案等等。

为此，我们计划采取措施有：地下障碍物复杂，楼前管穿越确有难度的地段改为钢管施工，长度小于100m的PE管改为钢管施工；引进检验仪器设备对焊口进行检测，在尚无检测手段的现阶段，采取中压100％拍片备案；调压站进出口截门统一采用钢制截门并砌闸井；由设计部门尽快出一套PE管闸井标准结构图集。PE管套管统一使用PE管；由集团会同权威部门对施工单位正在使用的焊机设备进行检测认证挂牌，清理不合格产品。

总而言之，PE管的优势是钢管无法比拟的，它的使用是我们集团未来的发展方向，只要我们在施工中进行严格的管理，所存在的问题是完全可以解决的。

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第五节 PE燃气管道焊接质量的保证措施

1 前言

PE(聚乙烯)燃气管道因其施工方便，易搬运、免防腐等优点，已广泛应用在燃气工程，PE管道焊接质量的检验是非常必要的。

大家都知道，用钢管作为燃气管道时，其焊接质量常常采用超声波和X射线作为焊缝质量的检测手段，其工艺是成熟的，对焊接质量的保证是可靠的。

根据目前PE管施工的情况，在焊接质量的事后检验这一项目上，现行的国家标准没有具体规定；国内厂家也没有相关的检测设备；国外的检测设备也还处于初级阶段，而且价格昂贵。焊接的质量，主要靠的是焊接设备性能的稳定性和操作人员的责任心。然而，当他们的状态处于低谷时，极易留下质量隐患。

鉴于以上情况，为确保保证工程质量，燃气管道的可靠性和安全性，笔者经过摸索和经验总结，制订了我公司《PE管热熔焊接质量检验规定》。 2 PE管热熔焊接质量检验规定

(1)本规定的制定，是依据《聚乙稀燃气管道工程技术规程》CJJ63-95第4、1、9条的要求。

(2)管道焊接完成后，在对焊口进行检查前应将妨碍检查的灰尘、泥浆冲洗干净。 (3)焊接质量检查应在强度试验和严密性试验之前进行。 (4)施工人员必须严格按照热熔焊机焊接工艺参数进行操作。

(6)管道焊接质量检查比例，根据CJJ33-第4、2、2条的要求，制定出表2： 表1 焊口质量检查项目

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表2 管道焊接质量检查比例

(7)对于Ⅲ级地段15%-30%范围，其具体比例由技术设备科确定，并下达《焊接PE质量检查通知书》，见附件1。

(8)PE管材在运输、搬运过程中，造成的管材划伤、撞伤，其深度大于2mm的&200、&250管段，应割掉不用，深度大于1mm的&110、&160管段，应割掉不用。 (9)焊接操作员，在焊口完成后，应标明焊工代号和焊口编号。 (10)PE管焊接质保资料应包括附件1-4。

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附 件1 焊接PE管质量检查通知书

附 件2 焊接PE管施工日志

工程名称 施工队 班组 工程地点 队长姓名 焊接时间 班长姓名 天气 数量 焊工姓名 焊工编号 施工图桩号 管材规格 备注 焊工编号 吸热时间 冷却压力 冷却时间 注:此表每日一张，由焊工填写。 附 件3 焊接PE管质量检查报告 工程名

开工日期

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称 施工人员 管道规格 抽查比例 竣工日期 检查日期 实际抽查比例 焊口总数 焊口检查情况 检查口数 焊实际抽查比例序焊工姓工检查口割除口焊口数量 合格口数 返修合格数 备注 号 名 编数 数 (%) 号 合 计 审核： 填表人： 填表时间： 附 件4 焊接PE管质量检查记录 管序材号 规格 焊工姓名 焊工编号 焊加热 冷却冷却单边翻边缝隙错边口时间 压力时间宽度宽度检查外观 合格否 检查时间 编人 (mm) (mm) (min) (MPa) (min) (mm) (mm) 号 小计:检查口数: 合格口数: 割除口数: 注:本表由技术安全部现场质检员检查后填

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浅谈燃气工程中的聚乙烯管道安装

阆中市天然气公司工程师 陈晓东 （二00五年二月二四八口）

聚乙烯（PE）管是从石化中提炼加工而成的塑料材料，随着当今石油化学工业飞速发展和石油深加工技术的口趋完善，塑料制品种类多样化，逐步发展成为一种新型工程材料。它与传统管材相比，使用聚乙烯管道，具有重量轻、耐腐蚀、阻力小、节约能源、安装方便、造价低等优点，受到了城市燃气管道安装人员的青睐。另外一个优点是可缠绕，可作深沟熔接，可使管材顺着深沟蜿蜒敷设，减少接头数量，抗内、外部及微生物的侵蚀，内壁光滑流动阻力小，导电性弱，无需外层保护及防腐，有较好的气密性，气体渗透率低，维修费用低，经济优势明显。它与钢管相比，聚乙烯管也有使用范围小，易老化，承压能力低，抗破坏能力低等缺点，不过作为市区燃气管道它所承受压力能力是不成问题的，所以我们必须严格掌握连接技术，敷设、回填好管道是可以克服的。 一、 PE管的连接

1、乙烯管道连接前应对管材、管件及附属设备，按设计要求进行检查核对，并应在施工现场进行外观检查，如管子要看是否外观符合几何尺寸和不同圆度的管子内外表现是否清洁光滑，是否有沟槽、划伤、凹陷、杂质和颜色不均等，管件看表面是否有划痕，内部金属丝是否平整，有无出头，检查孔是否完好等，符合标准方可使用。聚乙烯管道连接宜采用同种牌号、材质的管材和管件，对性能相似的不同牌号、材质的管材、或管材与管件之间的连接，应经过试验，连接时，应采取保护措施，或调整连接工艺，才能得到质量的保证。 2、聚乙烯是一种高结晶度的聚合物，这种聚合物随温度变化可分三种：①结晶态；②高弹态；③粘流态。聚乙烯管的熔接是在聚合物的粘流状态下进行的，一个完整的熔接过程要经历上述三种状态。要完成一个良好的焊口，必须满足以下要求：①焊接面必须干净、干燥，不干净的界面会影响分子间的相互滑移和缠绕；②合理的加热温度和加热时间以保证获得足够的粘流态和融质；③合适的外力作用，可以加剧分子变形，使两界面的分子充分地缠绕。热熔焊接时，外力是人为施加的，压力过小，界面间长链分子无法充分变形，无法重新重叠及缠结，相反对接力过大，粘流态的融质被挤出熔接面，使界面间的介质大大都处于高弹态，形成假焊。聚乙烯一般可在190℃——260℃范围内被熔化，将管材或管件两端熔化的部分充分接触，并保持适当的压力，冷却后便可牢固地熔为一体。

聚乙烯管道之间按其连接方式的不同，一般可分为热熔连接和电熔连接两种。热熔连接是通过专用连接热板加热到210℃后，使熔热管线两端通过加热板加热熔化，同时迅速将两端

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贴合，通过机具保持一定压力，冷却后达到连接的目的。电熔连接是采用专门的由电熔管件，由专用的电熔焊机，按照一定的规则控制流过管件中埋设的电阻丝电热量，使其合理发热，加热管与管材的连接界面，经过一定时间的融熔达到熔接目的。可靠性高，但管件价格较高，接口成本大，特别是大口径的管材的接口成本较高。上述两种连接方式我们在施工过程中要比较及综合运用来降低施工成本，提高工程效益，不浪费原材料，要全面考虑以上两种连接方式，电熔连接方式最可靠方便，并适用所有的管径连接，不同管材之间也可使用，但由于使用专用电熔管件，而电熔管件价格较高，增大了工程成本，不利于燃气PE管的推广，而热熔对接连接方式随着全自动焊机的产生，使PE管的连接质量有了可靠的保障，并且不需要使用管件，降低了工程材料成本，但只允许在管径D≥110mm以上管径使用，我们在实践中通过对电熔连接和热熔连接方式的比较，可以看出在管径D≥110mm时除特殊部位采用电熔连接方式，应尽量采用热熔对接连接方式，这样可以节约工程材料成本，降低工程造价，缩短工期，保证质量，减少气损。 二、PE管的敷设

聚乙烯管道的敷设一般可分为直埋和蛇行敷设两种。①直埋敷设，由于聚乙烯管比金属管的强度低，对温度变化较敏感，所以一定要注意埋设深度，远离热力管道，尽量避免与其它管道和电源线同沟。如遇特殊情况应按规范标准上、下、左、右保持一定距离和采取特殊措施。②蛇行敷设，由于聚乙烯管道的线性膨胀系数比金属高10余倍，可根据PE管的柔性蜿蜒敷设和随地形弯曲敷设，但弯曲半径应满足要求。50mm≤管径D≤160mm，允许弯曲半径R应是管径的50D，管段上如有接头时，不应小于125D。③聚乙烯管的阀门敷设，聚乙烯阀门与钢阀门相比有如下优点：A、不需防腐及定期检查；B、不需备件，免维护；C、可直埋，不需砌阀室；D、使用寿命长，使可达50年以上。④特殊路段的施工，特殊地段是指穿越铁路、重要道路、河流、桥梁等地段。首先要经得有关管理部门的同意；其次，由于PE管相对于钢管而言较易遭受人为破坏，原则上在这些地段不宜使用PE管；其三，若一定要使用PE管，则应加套管或采取其它措施，以保证工程质量和燃气管的安全运行。 三、PE管的回填

1、聚乙烯管敷设下沟后，应立即用细土或沙覆盖管道，厚度不小于30cm，以保证聚乙烯管不受外力损伤。

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2、沟槽回填，应先填实管底，再同时回填管道两侧，然后回填至管顶50 cm处，如沟内有积水，必须排尽后再行回填。

3、沟槽的支撑应保证在施工的安全情况下，按回填进度依次拆除，拆除竖板桩后，应以沙土填实缝隙。

4、管顶两侧及管顶以上50 cm内的回填土,不得含有碎石、砖块、垃圾等杂物，不得用冻土回填，距离管顶50 cm以上的回填土允许有少量直径不大于10cm的石块和冻土，其数量不得超达填土总体积的15%。回填土应分层夯实，每层厚度应为20—30cm，管道两侧及管顶50cm以内的回填土必须人工夯实，当回填土超出管顶50cm时，可使用小型机械夯实，每层松土应为25—40cm。

沟槽各部位的密实度应符合下列要求：A、胸腔填（Ⅰ）95%；B、管顶以上50cm以内（Ⅱ）85%；C、管顶50cm以上至地面（Ⅲ）在城区范围内95%，----耕地90%。 管道阀门井周围回填的要求规定：1、应采用砂砾石灰土等材料，宽度不应小于40cm，回填后沿管道中心线对称分层夯实，其密度应不低于管沟内分层要求，管道井在路面位置，管顶50cm以上应按路面要求回填。

5、示踪警示带。为保护管线在口后运行中不受人为的意外损坏，在管线的垂直上方，距管顶50cm处辐射敷设一条警示带，警示带是为了提醒第三者施工时，挖到此警示带时，要注意，下面有聚乙烯管道，小心开腔，避免损坏聚乙烯燃气管道。

综上所述，PE燃气管道在国际、国内已经逐渐普及使用，它具有耐腐蚀、施工方便、施工造价低、泄漏少、使用时间长等优点。所以我们要努力学习先进的施工技术，创一流业绩，精心组织施工设计，做到科学化施工管理，确保工程质量，吸收外面的先进技术，总结内部的安装经验，创造出良好的经济效益和社会效益。

第六节 PE管网工程的抢险及带气作业

一．注意防静电：

聚乙烯管在贮存、运输、安装、维修时因摩擦作用、在运行中气流带有粉尘等颗粒冲刷产生静电。其方法是用湿润的接地带状导体（如湿毛巾、布带等）一端缠绕在聚乙烯管上，另一端埋入湿润的土壤中。形成接地系统，将管线上可能积聚的电荷导入地下。若需要排放

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燃气，排气管决不能使用聚乙烯管，而应使用接地良好的金属管段作为排气管。 二．紧急切断

对D200以下的管道，此时可在事故主管的两侧采用压管器将管道压扁以切断气源。压管位置到焊缝或管件的距离应大于5倍管径，压管处管壁应擦拭干净，且每一处只允许进行一次压管作业，当修复工作完成后对被压部位应用恢复器复圆。

对于大于D200的聚乙烯管的紧急切断可采用隔离球（布袋法）。

三．修复技术

当管道损坏范围很小时，最简单的修复方法是将损坏处切断，然后用一个电熔套筒连接起来。当损坏范围较大时必须切除损坏段而以新管替换，最后一个焊口一定要用电熔套筒连接，修复操作时，要特别注意泄漏的燃气，在操作坑内不允许有爆炸性混合气体存在，否则应对操作现场通风，以保证安全的操作环境。要注意聚乙烯输气管道上可能存在静电，应有可靠措施将静电导入地下；不可将液态夹臭剂注入聚乙烯管检漏（气态无妨）；在有燃气存在的地方应备有灭火器；应有完整的施工方案及现场负责人。 四．利用改造后的鞍形电熔管件修补聚乙烯管上的损坏孔。

修补技术如下：卸下刀具外帽，将带电热丝的鞍形管件按鞍形连接的要求对正损坏孔，固定在损坏的管上（应注意此时泄漏的燃气经刀具孔泄漏），接通电源将管件焊接在损坏管段上，待冷却后，再装上管帽并拧紧。

PE燃气管道的施工特点与管理对策

论文作者：郝 伟

gasshow

摘要：PE燃气管道施工的施工特点与管理。 关键词：PE管；施工；管理

我司从1993年开始接触PE管，从庭院低压管道试用，逐步推广到小区管网及片区支线上。经过几年的实践，模索到PE管的施工特点和管理经验，在此与同行交流。

发表时间：2004年6月24口

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1 PE管施工的特点 (1)工效高

以PE200的施工为例，一般卡车可装200mΦ200PE管，卸放在管沟100m处。我们一个台班使用2台对焊机，将管子两两相连，待一定数量后，将管子在管沟旁边散开。再用一台焊机，将PE管接上后放入沟槽内。

两台焊机一套人马可充分利用第一个焊口的冷却时间，进行第二个焊口的操作，这种施工方法工效高，例如1998年在我市大渡口新城工地，该工程包括3958mΦ200PE管，Φ250PE管和2台Φ200PE阀门，全部采用对接焊，整个工程仅用了40天。

如果该工程采用同口径的钢管，以一个台班、一个焊工每天焊接6个焊口计算，需3个月才能完成。如施工台班采取最佳搭配，效果更为理想。现仍以Φ200PE管为例，最佳人员组合为二个焊工(一个专职，另一个是班长兼职)、四个配合辅助工和半个电工。半个电工就是具备基本电工知识便可，负责设备电源接线等工作。如果焊工或配合工有此类人选，可省半个电工。

焊机的工作时间要巧安排，每天以8小时工作计，在管子堆中用2台焊机做两两对接，可焊接12～14个焊口；当管子在沟边散开后，一般使用一台焊机在沟上焊接，这样8小时可焊接6个焊口，而让另一台焊机休息。如果这个台班6人员长期配合默契，可以同时使用2台焊机，这样可焊接8～10个焊口。 (2)施工简便

①钢管施工的管沟，要求沟底要平，管沟要直，转角点要明确，要走折线，而PE管的管沟只要沟底平就可以了。管沟不直，反而还满足了PE管蛇行安装的要求，管沟转弯也不用挖成折线，可充分利用PE管的柔性顺利通过。

②钢管施工，需要电弧焊机、焊条烤箱、焊条保温箱、氧割工具，需要焊接材料、焊条、需要氧气、乙炔气，还需要超声波探伤仪、X射线机，需要洗片的暗室，还需要检查

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防腐层的电火花仪，需要吹扫用的清管球，甚至需要吊车运管材。而PE管焊接设备简单，一个液压泵站，一个热板、一个铣刀、一个夹具就构成了一套对接焊机，而且焊接不需要焊接材料，对于需要安装不同压力等级管道的专业安装公司来说，这些设备必配的。但是对于只安装0．4MPa以下压力管道的公司来说，进行比较是非常重要的，让自已做出最佳选择。

③在抢险施工中优越性更突出。今年4、5月份，重楼宾馆因暴雨发生严重滑坡，造成200m长的Φ219天然气钢管多处断裂。我司采用中200PE管电熔焊接，仅8小时就恢复了供气。

④省去绝缘防腐的工序

根据目前重庆燃气集团天然气管道泄露抢险情况统计，绝大多数是防腐层破损，造成电化学腐蚀、锈穿漏气。而漏气点中的绝大多数又分布在0．3MPa以下的管网中，所以我公司在0．4MPa以下管网中便用PE管。这既解决了电化学腐蚀问题，又降低了成本。根测算，在Φ200mm以下的PE管施工的综合价格低于同口径钢管的价格。 2 PE管的施工管理对策

由於PE管自身的特性，也存在不足之处，需要加强管理，我们主要采取如下5点措施：

(1) PE管不能利用设备对它施加电信号，因此无法探测到埋地PE管的准确位置，我们对这一问题采取的方法是：埋设管线转角桩，同埋设的示踪线、警示带相结合，并充分利用阀门井的位置进行定位，最重要一点是作好精确的竣工图，在与测量公司签定合同时，特别强调，要在管沟回填之前进行测量。

(2) 焊接设备质量相当关键，我们在1996年使用东北某厂生产的焊机，压力、温度和加热时间全无指示，全凭施工人员的经验和感觉操作，结果在菜园坝滨江路施工PE160管道工程出事，管道投入运行后一周就有一个焊口发生爆裂。随后被我们淘汰了这种焊接设备，选用另一种质量可靠的国产对接焊机。比进口焊机便宜，但故障也较多。有的是人为造成的，比如使用铣刀用力过猛造成电机烧坏，另一方面是设备本身元件质量不稳定造成的。

我们应定期维护保养设备，经常检查设备运行状态是否正常。同时加强对焊缝外观质量的检查，也可以发现焊机的工作状态的好坏。比如，在外观质量检查项目中。就有对单边宽度的检查，可及时发现加热板的工况。

(3)加强对电熔焊的质量检查，这一问题对普遍使用电熔焊的单位不是问题。但是对

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于经济实力有限和施工以对接焊为主的单位，只有在对接焊无法操作的时候使用电熔套筒，用得极少，那么这种情况对电熔焊接的质量检查就要加强。

我司自1998年施工PE管近30Km。对接焊缝无一漏气。而恰恰是电熔套筒出现了2次试压失败，最近的一次是重庆南岸区茶园工业园区的Φ250PE管三通的丁字焊口上的电熔套筒，当管道进行第一次分段试压，压力0．MPa，强度试压1小时，因甲方验收人员因故迟到，结果到8小时后才降压至0．46MPa进行了24小时严密性试压，试压结束后，经计算试压合格，该电熔套筒未漏。但几天后，当其他支线管道完工再进行总体试压时，压力刚到0．63MPa。压力表显示有泄露。造成焊接失败的原因是管材插入套筒后对套管有很大的径向外力，使得焊接过程中管材和管件轴线出现了夹角，管件受压一侧内壁接合较好，而另一侧内壁形成了8mm的缝隙，再经过较长时间的强度试压，彻底破坏了剩余的焊接面积，导致漏气。

这一问题的出现主要是施工人员对电熔焊接操作较少，经验不足造成的。另一方面与厂家对电熔焊可靠性的过分宣传而忽视了注意事项。

(4)施工人员的素质非常重要，我公司强制推行PE管焊接质量检查制度，

采用量化的指标，严格保证PE管施工质量，就是为了强化我司施工人员的责任心，提高他们的施工技术，防范他们在施工过程中的随意性和不负责任的态度。 我们首先要求工人搬运管材应轻拿轻放。在仓库一般是用行车吊装，在没有吊车的时，应杜绝于野蛮装卸，否则管材撞伤甚大。我们目前采用的卸车方法是随车带2根钢管，把它架放在车箱和地面之间作为导轨，并选择一个比较平坦、土质柔软的地方卸车，同时用绳子将PE管子绑住，让其慢慢滚落，这既提高了速度又保护了管材。

另外，焊妥后管材放进管沟时，要特别注意管材的保护。首先是要加强施工人员对管材的保护意识；其二是在沟槽开挖时，有意识将大小石头放在沟槽的另一边；其三是用钢管横放在管沟上，使准备下沟的PE管在横放的钢管上有一段过渡的长度，让下沟的PE管正好在管沟，避免与沟壁的摩擦；其四就是在PE管下沟后，管沟回填之前，让质量检察员仔细检查一遍沟中的管道的表面划伤情况是否超标。 对接焊缝质量的控制是施工管理最重要的部分，焊接作业员首先严格按照操作规程焊接出合格的焊口，进一步对不同的PE原材料管材选择最佳焊接参数，使其达到理想焊接质量。

推行PE管焊接质量检查制度，通过对焊缝外观成型的检查，可即时发现问题，帮助操作员调整焊接方式，达到质量要求。

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通过几年来施工经验的总结，我们发现对焊缝的缝隙、错边、翻边宽度和单边宽度的检查，可即时发现管材轴线是否与机架轴线在一条直线上；发现设备的工况是否正常；工人的操作是否熟练。开闭时间是否超标是否产生了假焊。

对于某些工人为赶进度擅自缩短冷却时间而提前卸压撤除夹具，一经发现，处以重罚。 (5)气密性试压问题，有时会出现实际压力降大于允许压力降。原因在于管线虽然回填，但道安装试压装置一端不能回填而暴露在空气中，PE管经阳光照，射后升温度恃别快，而整条管线的压力膨胀跟不上升温膨胀，所以计算不合格。我们选择在夜间读取起始数据和结束数据，或者是在试压装置上面搭设遮阳蓬，避免阳光直接照射，以此解决气密性试压问题。

(本文作者：郝 伟 重庆燃气(集团)有限责任公司安装工程公司，重庆 400020)

PE管在城市燃气管网改造的应用

论文作者：张坤 吕淑华 发表时间：2005年9月27口

摘 要： 介绍了PE管的优点，阐述了PE管在城市燃气管网改造中的应用，总结了PE管在施

工和运行管理中的优势。

关键词： 燃气管网改造； PE管； 施工； 运行管理

盘锦市天然气总公司(以下简称总公司)成立于1974年，燃气气源来自辽河石油勘探局油气集输集团轻烃回收厂。总公司现有居民用户4．5×104户，全年平均口供气量为2×104m3／d，共敷设输配管道超过180 km。管道采用钢管、水泥接口和N1型柔性机械接口的灰口铸铁管。

1 选择新管材的必要性

总公司燃气管网自1974年运行至今，由于管材老化、断裂、腐蚀穿孔，造成燃气跑、冒、漏的现象时有发生，管网系统存在严重的安全隐患。近年来公司已相继改造了一部分管

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道，但仍存在较大问题，主要表现在以下几个方面：

① 由于受当时产品技术的局限，管道选材不合理。20世纪70年代，国内城镇燃气的管材主要是铸铁管和钢管。铸铁管主要是承插接口的灰口铸铁管，接口方式分为青铅接口和水泥接口2种。铸铁管的缺点是脆性大，在重压下易断裂。另外，水泥接口在干燃气和盐碱性土壤环境下，易发生干裂和分解，造成接口泄漏。再加上地震等自然因素的破坏，近年来常发生管道断裂、水泥接口漏气的事故。

② 原有钢管的使用寿命已过，腐蚀严重，处于过期运行状态。钢管在本地区的使用寿命一般为10～15 a，除已逐步更换的钢管以外，仍有超过20km的原有钢管带气运行。从挖出的管道来看．管道表面严重腐蚀，管壁变薄，并带有腐蚀小孔。

③ 引入管连接处，特别是钢管与铸铁管的连接处，多次发生严重的腐蚀、脱落和断裂等现象。钢管与铸铁管连接通常是直接把钢管插入铸铁管承口内，用橡胶圈压兰连接。其缺点是钢管的插入部分无法做防腐处理，因此腐蚀程度比其他地方严重。另外由于受外力作用，钢管从铸铁管承口内拔出时，容易造成漏气。

以上问题无法确保管网的正常运行和安全供气。为此总公司早在1999年初，开始选择高性能管材。经过对国内外各种管材的性能及价格的比较，最终选择了PE管。

2 PE管的优点

PE管是以聚乙烯树脂为主要原料，加入必要的添加剂，通过生产线连续挤出成型的。它是经过CAB、PVC、ABS、PV、PE等各种材质逐渐演变而来的。PR管主要有以下优点： ① 使用寿命长。在额定温度、压力条件下可安全使用50a。

② 耐腐蚀性能强。除少数强氧化剂外，可耐多种化学介质的侵蚀，无电化学腐蚀。 ③ 超低摩阻性能。管壁光滑，不结垢，可以降低管网运行能耗，提高运行效率。 ④ 较好的耐冲击性；重物直接压管道不会导致管道破裂。

⑤ 可靠的连接性，PE管热熔或电熔的接口强度大于管材本体，接口不会由于土壤移动或活载荷的作用而断开。

⑥ PE管质轻，焊接工艺简单，施工方便，工程造价低。

3 PE管的应用

由于PE管具有以上优点，总公司决定将PE管作为管网改造的首选管材，并于2001年

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在双台子区管网改造中推广使用，在PE管的应剧过程中，重点解决了以下技术问题： ① 铸铁管与PE管的接头

在管网改造的施工中，铸铁管与PE管接头较多，采用承盘短管或插盘短管与铸钢法兰、PE垫环接头过渡，螺栓采用小锈钢材质[1]。由于承盘短管和插盘短管是铸铁管件，其法兰面比较机糙，因此将法兰面重新切削加工，以确保接口严密。 ② PE抽水缸、阀门

在使用PE管的同时，还选择了PE抽水缸和PE阀门，提高整个地下管网系统的设计使用年限。根据应用的需要，多次与生产厂家协商，调整抽水缸的结构，如加大存水的有效容积，使其实用性更强。PE阀门的选用，解决了本地区钢质阀门埋地的腐蚀问题。 ③ 进户引入管的改造

进户引入管的改造是2001年双台子区管道改造的工作重点。原理人地下的引入管管材选用的是焊按钢管，防腐材料选用沥青玻璃布。由于盘锦地区土质盐碱度高，土壤腐蚀性强，再加上引入管插入部分防腐效果不好，引入管的问题越来越多。这次改造对全区使用年限超过15a的引入管逐一进行更换改造。

进户引入管改造根据实际情况，分为更换三通(见图1)和保留原铸铁三通(见图2)2种方案。新更换的三通采用承盘三通。保留原三通采用插盘短管。PE管与铸铁管的连接采用PE垫环和铸钢法兰，并用钢塑转换接头的钢端与钢制冲压弯头直接焊接，代替了原来用钢管插入铸铁弯头的做法。防腐材料选用冷缠带，防腐等级为特加强级。

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图1 更换三通改造方案

Fig．1 Reform scheme of canging tee

图2 保留原铸铁三通改造方案

Fig.2 Reform scheme of maintaining existing cast-iron tee

④ PE管管沟的处理

盘锦地处辽河入海口，多水无山，土质较为松软。按照规范的要求，在PE管的管沟底垫一层15cm厚的细砂。对于超挖部分，夯实后再垫细砂，并在50cm以内用原土回填，以保护PE管。

4 PE管的施工和运行管理优势

PE管在盘绵市使用已近4年，总公司累计敷设PE管37．8km。PE管的施工和运行管理优势如下：

① PE管施工方便，与具他管材相比有以下几个优点：a．现场搬运和下管无需机械吊装设备，可节约大量的机械吊装费并减轻工人的劳动强度：b．管材热熔焊接可靠方便，加快了工程进度，提高了施工质量。布PE管施工中，压力试验一次成功的例子很多，这在铸铁管施工中是很难做到的。c．耐腐蚀性能好，不需做防腐处理。对于盘绵市高盐碱地区，PE管的

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这种优越性尤为突出。d.沟槽开挖土方工程量小[3]。

② PE管延展性好，避免了因地面沉降造成管道断裂事故： ③ PE管接头气密性好，维修次数比金属管少，且维护简便。

5 结语

随着PE管在工程中的应用越来越广泛，工程技术人员对PE管的使用会越来越熟悉，各项技术规程、安全操作技术规定也会越来越完善和规范。随着燃气事业的发展，各地燃气公司必将加快推广应用PE管。

关于燃气用聚乙烯埋地管焊接检验的讨论

论文作者：李鸿礼 申勇

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聚乙烯(PE)管用于城市燃气管网在西方发达国家已有近50年历史。80年代初，我国开始用于输送天然气。随着国民经济的迅猛发展，PE管已广泛应用于输水、输气工程中。近几年在我市的煤气低压管网中得到广泛应用。同传统的铸铁管、钢管相比，PE管的使用寿命可长达50年，且密封性能和耐腐蚀性能好，这点在输送可燃气体的埋地工程中尤为可贵。PE管重量轻，施工方便，输送介质压力损失小，对地基沉降和地震波动有较强的适应性。正是基于以上优点，在城市中、低压输气管网中，以塑代钢已成为必然的趋势。

同钢管工程相比PE管燃气工程在某些环节尤其是焊接及其检验方面有其特殊性，本文将对此作一粗略的探讨，供同行们参考。

1 PE管热熔焊接原理

PE管的热熔焊接，因操作简便等原因，较电熔焊接应用广泛，其焊接原理：当PK材料在加热超过其熔融温度Tm(高密度HDPETm=130-137℃)后，变成粘滞的流体，在焊接压力作用下，其大分子相互扩散，产生范德华作用力，从而牢固地焊接在一起。

对于PK管，最常用的热熔焊接是承插焊接和热板对接焊接。以下所述焊接接头均对上述接

发表时间：2004年8月9口

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头而言。

2 PE管的焊接质量

焊接是管道施工的一个重要环节，焊接质量的好坏直接影响到管道系统的安全和寿命。焊接质量主要包括外观质量、焊接缺陷及焊接接头使用性能。使用性能又是确保焊接接头在服役期内安全使用的基础，主要有力学性能、弯曲性能、耐腐蚀性能等等。钢管燃气工程中，外观质量和焊接缺陷由外观检查和无损检测来控制，使用性能则由焊接工艺评定和钢材焊接性能来保证，而PE管因其材料的特殊性，对焊接接头的质量检验开展的较少，在CJJ63-95《聚乙烯燃气管道工程技术规程》中仅要求操作工人上岗前必须经过培训，考试合格，并要求“管道连接结束后，应进行接头外观质量检查。”作为埋于地下的输送易燃气体的压力管网，其最薄弱的焊接接头的质量仅凭目视检验合格即正式投入运行长达数十年，笔者认为欠妥。如果施工单位在施工经验或责任心方面有所欠缺，则必将带来严重的隐患。PE管焊接原理虽简单，但影响质量的因素却很多，某一环节控制不严，即会影响焊接质量。例如某工程队施工时，焊好的PE管刚一搬动，其焊接接头处即发生断裂，查找原因，因焊接压力稍高于规定值，导致熔融区高温处被挤出，低温区结合，接头强度自然大大降低。故对PE管焊接接头的质量检验决不能掉以轻心。 3 PE管焊接质量检验方法的选择

PE管焊接的外观质量可以通过外观检验来评价。对焊接缺陷现尚无成熟可靠的方法。在常规的无损检测方法中，超声波探伤是最有希望的。但PE管焊接接头的UT检测的难点不在于能否找到缺陷的反射讯号，而在于弄清反射讯号与缺陷的关系以及这种缺陷对接头质量的影响，准确地说是对焊接接头持久强度的影响进而进一步弄清何种程度的影响能被工程上所接受，从而反推测出UT检测的验收标准。在这一切未进行深人研究之前，单纯地谈论何种NDT方法能够用于PE管焊接接头的检测是毫无意义的。PE管焊接接头的使用性能中，焊接接头强度是我们最关心的，对焊接接头强度的影响因素，目前还停留在实验研究阶段，一般可用强度系数F来描述： F——焊接接头强度母材强度

F实际上反映了焊接接头对母材的削弱强度，依检测方法的不同F又分为短时强度FZ和持久强度FS。一般有FS≤FZ≤1，PE管的FS一般为0．8-0．9，即理论上的PE管焊接接头持久

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强度比线材低10％-20％，从而形成整个管道系统中的一个薄弱环节。但实际操作中，因挤压效应形成双卷边，增大了焊缝处截面积，故热板对接接头在保留卷边时，焊接接头强度常高于母材，即短时强度系数FZ>I，这是在评价PE管焊接接头质量时非常有价值的一个结论。

既然焊接缺陷尚无成熟方法能保证可靠检出，而耐腐蚀性能等其它使用性能可通过材料自身的性能加以保证，我们若能较准确地评价焊接接头的强度，则可大大地增强使用中的安全因素。严格地说，一个PE管焊接接头只有通过了输送介质环境下的持久拉伸试验后才算强度合格，但这种试验时间长，设备要求高，将此作为工程上常规检测手段是不切实际的，焊接接头拉伸试验，即接头的短期强度试验就被自然而然地提了出来。从理论上讲，短期强度高于母材并不代表其持久强度也一定高于母材，但在工程上，作为对持久强度最好地近似模拟，短期强度试验不失为一种目前最切实可行的PE管焊接接头质量检验方法。

4 PE管焊接接头的质量检验

(1)预焊：正式施焊前，应预焊承插焊和热板对接焊接头各一个，割开作内外表面外观质量检验并作拉伸弯曲试验，均合格后方能正式施焊。

(2)抽检：在PE管安装过程中的检验检员应随机抽检不低于10％的焊接接头，同样进行外观质量检验和拉伸弯曲试验。

(3)取样：将待检的焊接接头从管道上割开，试样长度应大于250mm，当管壁厚大于10mm时，试样长度应大于300mm，试样中焊缝应居中。

(4)外观检测：将接头从中沿轴向对称切割开，进行焊缝内外部外观检验。合格承插焊接口：内外表面均有熔融焊道，焊缝无间隙和孔隙，深度满足要求，交界面完全消失。合格热板焊接口：焊缝形状大小均匀，焊道反卷到外表面上，无气孔，鼓包，裂纹。

(5)不合格焊接接头图示(热板对接焊)见表1。对外观不合格的焊接接头应割除重新焊接。 (6)拉伸和弯曲试验：

拉伸试验，保留卷边，管壁厚小于10mm，试样宽取15mm，长取200mm；管壁厚大于等于10／mm，试样宽取30mm，长取300mm。试样数目以5个为宜，小口径管取样数目不足5个时，在材料尺寸允许的情况下尽量多取。拉伸时应缓慢加载，试样断于焊缝区域外为合格。弯曲试验，去除卷边，按表2制作弯曲试样，试样数目规定同拉伸试样。

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试验时试样外表面与压头接触，应缓慢加载，以拉伸面不出现裂纹为合格。

表1 制作弯曲试样 单位：mm

管壁厚 3-5 5-10 10-15 15-20 20-30

5 焊接缺陷的防止

试样宽 20 20 30 40 50 试样长 150 200 200 250 300 支做距离 80 90 100 120 160 弯心直径 4 8 12.5 16 25 弯曲角度 180。 120。 90。 60。 45。

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如果上述拉伸，弯曲试验未通过，则应认真查找原因，一般说来，影响PR管焊接的因素大致有以下几项：①焊接工艺参数的选择；②加热板或模头的表面清洁度；③加热后PE管接触面的清洁度；④焊接时压力，温度，时间的控制精度。

在查找出影响质量的原因并通过拉伸，弯曲试验后才能继续施焊。 6 结论

(1)鉴于输送介质的危险性和同类钢管安装时检验的严格程度，加强PE管焊接质量检验是完全必要的。

(2)在未出现成熟的NDT之前，以焊前预焊和焊后抽查其焊接接头的短期强度来近似模拟持久强度，辅之以严格的外观质量检验，来保证PE管的焊接质量。

(3)由于目前相关标准中PE管焊接质量检验的内容规定较少，建议今后修订时补充这方面的内容。

PE球阀施工方法

1、 施工前注意事项

① 埋地深度依照燃气施工规定，若埋地深度超过施工规定时，必须使用保护管。 ② 挖掘后先把石头，碎石等杂物清除，之后用沙子10cm厚左右铺平并压好。 ③ 球阀与连接结的配管需保持水平, 垂直状态后施工 ④ 与其它埋设物应保持埋设间隔距离

· 地域采暖等 60℃以上 埋地物 : THP等 利用保护措施后距离要保持30cm 以上 · 上水管, 电气设施物, 通信 电缆线 : 30cm 以上.

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· 下水管 : 20cm 以上. 2、球阀 使用说明书 1. 对接熔接使用时

1) 要确认安装球阀的地理位置

地面有水或湿气的时，变更安装位置或把水或湿气完全去除后，保证地盘不下沉，必须把地基压结实，此时再把管调节到与地面成水平的位置

2) 管材的一端先固定到熔接机后打开球阀的包装，把球阀的一端固定上，如果对接焊接机的固定长度不充分，无法固定球阀时就使用两台固定机固定，球阀的另一端与固定机调到相同高度

固定→面加工→加热板安装→加压熔接→加热维持→接合→冷却→熔接机分离 3) 另一端的管固定好后按焊接方法进行焊接

注：

① 要作业时球阀上侧的标识箭头必须与燃气的流向一致

②焊接作业中为了防止球阀内流入异物质使用包装袋等把球阀的内面堵住 ③ 管与球阀要水平垂直状态熔接 4) 焊接机分离后 约需30分钟冷却

5）把\"T\"型球阀 把手从盒子中取出、组装完后，再把把手完全的插入到旋钮中 注：

使用 \"T\"型 把手要测试球阀的开关状态 6) 要确认球阀有无开关动作

球阀的 ADAPTER直线 PE管材 长度和方向必须标(- )此时是开启的状态 直线垂直方向标 ( ‖)此时是关闭状态

关闭(CLOSE) : 在开的状态下 把ADAPTER按顺时针的方向旋转 90° 打开(打开) : 在关闭的状态下把 ADAPTER按逆时针的方向旋转90° GEAR BOX的TOP ADAPTER룰 180°左右,回转 箭头90°开关动作

完全关闭状态(FULL CLOSE), 完全打开状态(FULL 打开) 状态不能冲劲开启或闭合 7) 使用放散球阀 气密试验

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8) 球阀旋钮周边使用沙子 铺设 3、 使用电熔套筒

1） 要确认安装球阀的地理位置

地面有水或潮气时请改变安装的位置或把水或潮气完全的去处，为保证地盘不下沉。必须把地基压结实，此时再把管调节到与地面成水平的位置 2） 管

确认管切断时是否直角，未成直角时应重新切断 3） 刮球阀和管的表面

球阀的连接管表面和管表面，插入连接管时长度约20%的部位做标记，标记部位必须全部刮到，刮的厚度为0.2mm、管面刮完后，把连接套筒的包装拆除，把管完全插入到连接管内。

（把连接管STOPPER键拆除后插入）

注：

刮管表面是用连接套筒最重要的工程，所以管表面必须刮干净 4） 把球阀安放在埋设位置后，把管材标记位置插入到连接套筒 5） 另一端的管固定好后按熔接方法进行焊接

l 注：要作业时球阀开关的标识箭头必须与燃气的流向一致

焊接作业过程中为防止球阀内流入异物，使用包装袋把球阀内面堵住 管与球阀要水平垂直状态下焊接 6） 焊接机分离后约需30分钟冷却

7） 把“T”型球阀把手从盒子中取出，安装完球阀后，用把手完全的插入到旋钮中 l 注：使用“T”型把手要测试球阀的开关状态 8） 要确认球阀开关

球阀的ADAPTER直线PE管材长度和方向必须标（-）时是开启状态，直线垂直方向标（‖）时是关闭状态

关闭（CLOSE）：在开的状态下把ADAPTER按顺时针方向旋转90度 打开（OPEN）：在关闭状态下把ADAPTER按逆时针方向旋转90度

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齿轮箱的开关回转180度左右，箭头90度开关动作

完全关闭状态（FULL CLOSE）。完全打开状态（FULL OPEN）状态下不能冲劲开启和闭合

9） 使用放散球阀做气密试验 10） 球阀旋钮周围用沙子铺设 4、 阀气密实验方法 a) 关闭球阀

b) 安装放散球阀箱中附带的气密试验附件 c) 打开放散球阀

d) 使用压力发生气（室素燃气、气泵等）把管连接到气密试验工装上，把压力注入到球阀内后，关掉放散阀（试验压力1公斤以下） e) 把压力器从放散球阀分离后连接到压力实验机上 f) 打开放散球阀

使用连接后气密泄漏检查机检查，有或无泄漏的情形时关闭放散球阀，不在发生泄漏时在打开放散球阀

g) 连接后的气密压力过一定时间后，确认压力是否减少 压力完全减少后再次检查气密机连接部位有无泄漏。 5、 燃气泄漏检查机的使用方法

球阀必须在关闭的状态下连接

燃气接通状态下绝对不可以打开球阀，两侧已通气时无法用燃气泄漏检测仪器检测，暂定已经通燃气的部位为球阀的左侧，没通燃气的部位为右侧。 1） 打开球阀上侧的放散球阀

2） 打开燃气泄漏实验机检查燃气的浓度是否是零状态 3） 在放散球阀内插入燃气泄漏试验检测仪 4) 查燃气浓度是否在实验范围内 PE球阀施工注意事项：

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1、PE球阀与PE管道连接时，在各个方面上要呈水平状态，为防止球阀沉降，阀体下方必须填实。

2、须在通风良好场所并排除可燃气体后方可施工。 3、球阀连接完毕后，要做至少10次以上开闭动作。

4、球阀的开闭必须使用专用工具，开闭动作呈90度，要避免用力过度面造成球阀的损坏。

5、要求保持放散阀的清洁、防止异物进入。

6、球阀使用前后，放散阀都必须处在关闭状态，放散管端盖必须拧紧。 7、阀门的开闭一定不可逆向*作。 PE球阀的作方法 内容：

PE球阀开启时要采用专用的工具－－T型板手，根据PE球阀的规格不同，可分两种规格的专用T型板手，直径Φ200mm（不含Φ200mm）以下的球阀使用50×50T型板手，直径Φ200mm（含Φ200mm）以上的球阀使用75×75T型板手。使用板手进行启闭阀门，由开启状态按顺时针方向旋转90度，即球阀关闭，由关闭状态按逆时针方向旋转90度，即球阀开启。

大型阀门（Φ200mm以上）*作方法：

1、施工后长期（六个月以上）不开闭阀门，球和密封垫合为一体形成固定力矩，此时的力矩比打开新阀门的力矩还大。

2、开成固定力矩的阀门要求按以下方法*作。 3、开成固定力矩的阀门*作时应有2至3次预备*作：

1）*作阀站时钥匙高度到人腹部为宜，若高或低300mm*作则不是很方便。 2）*作符合1）条件时，转轴短有利、转臂长有利。 3）将钥匙完全***作器。

4）由一名人员固定转轴，另一人员转动转臂。

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5）至少用300N的力转动转臂，若效则用300N的力压20秒。 6）在上述5）状态下再用300N的力旋转后持续20秒。 7）20秒后回收压力，钥匙回到原位置。

8）用上述5）6）7）方法*作2至3回，阀门即可以转动。

PE燃气阀门安装浅析

近年来，随着高分子材料科学技术的飞速发展，我国在管道领域发生了“以塑代钢”的；城市燃气领域，埋地聚乙烯（PE）管道、管件的生产和应用也伴随着长足发展，并被建设部列为2002年科技成果重点推广项目。燃气用埋地聚乙烯管材、管件在我司得到普遍使用，本文从燃气施工领域，对燃气阀门的安装使用做一浅析。 1、PE阀门类型：

燃气用阀门以球阀居多，分为小型聚乙烯阀门（SD63以下），大型聚乙烯阀门（SD63以上，含SD63）。

小型聚乙烯阀门一般不设放散口，，大型聚乙烯阀门可根据不同需要不设、设一个或设二个放散口。

2、安装PE阀门的优越性：

聚乙烯阀门与金属阀门相比，其优点见表：

金属阀门 聚乙烯阀门 需要钢塑转换接头、法兰、螺栓、直接热熔或电熔连接，不需要安装1 螺母、垫片等，系统接口增多，安伸缩器，系统接口减少，安全度提全度降低。 高。

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2 耐化学、电化学腐蚀，不需做防腐易受化学、电化学腐蚀，需要做防层，和口常维护，可与PE管网同寿腐处理和口常维护。 命。 3 韧性好，对地面沉降适应能力非常强，具有抗震性能和良好的抗慢速韧性差，地面沉降容易拉坏埋地燃裂纹增长（SCG）和快速裂纹扩展气管网。 （RCP）能力。 4 需设置阀门井，安装劳动强度大。 可直埋，重量轻，安装方便、快捷。 管壁光滑，不结垢，具有超低摩阻，可降低因阀门造成的压力损失，为环保型产品。 5 不利于环保、节能。 阀门的操作对聚乙烯管施加很大的因聚乙烯阀门直埋地下，阀门所施6 应力，长期作用会减少聚乙烯管的加的力均匀传递给了土壤，对聚乙使用寿命。 烯管寿命无影响。

3、PE燃气阀门布置原则：

高、中压聚乙烯管道干管上，应设置分段阀门，并应在阀门两侧设置放散管；高、中压

聚乙烯燃气管支管起点处也应设置阀门，可单侧设置放散管；低压聚乙烯燃气管可不设阀门。 采用PE阀门时，可直埋不用阀门井。 4、PE燃气阀安装注意事项：

（1）连接前，按设计要求校对阀门规格、型号，并应在现场进行外观检查；确保管件、管材的材质一致，符合要求方准使用。

（2）保持阀门内部清洁，勿打开放散管阀门上的保护盖。

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（3）安装并移动阀门时，阀门应保持放开，勿冲击阀门。 （4）阀门周围应用良好沙土填埋。 5、阀门井的砌筑：

PE燃气阀门可直埋，但对于放散型PE燃气阀门或设置于水泥路面的阀门，宜设置阀门井，以便于阀门的操作、维护。

阀门及井座必须座落在实土层，若为虚土层必须进行分层夯实，每层厚度不超过20cm，其密实度不低于95%，当垫层达到强度，再进行阀门安装；阀门周围应用良好的砂土填埋，并分层夯实；操作井要求先砌筑二四墙30cm厚，再砌C20钢筋混凝土30cm厚；另外，为避免阀门裸露空气中遭紫外线伤害，建议阀门上部采用优质细沙覆盖层。

长期以来，人们为解决埋地燃气管网上金属阀门的腐蚀、泄露污染等问题而耗费了大量的人力、物力、财力；相信随着PE埋地燃气管的逐步推广使用，更多的采用PE燃气阀门，这些问题能够得到根本解决。

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