燃气管道聚乙烯阀门制造与安装质量控制

陈健辉 朱 勤

(广东省肇庆市特种设备检验所) (上海市特种设备监督检验技术研究院)

燃气管道聚乙烯阀门制造与安装质量控制

陈健辉＊朱 勤

(广东省肇庆市特种设备检验所) (上海市特种设备监督检验技术研究院)

聚乙烯材料以其质轻、耐腐蚀、加工工艺简单等优异特性被广泛应用在燃气管道输送中,作为管道控制元件的聚乙烯阀门的质量直接影响燃气输送的安全性,对燃气管道聚乙烯阀门从制造和安装两方面的质量控制进行分析。

燃气管道 聚乙烯阀门 制造 安装 质量控制

0 前言

近年来,随着高分子材料科学技术的飞速发展,高分子材料的应用领域日趋广泛,其质轻、耐腐蚀、加工工艺简单等优异特性日显突出,使我国在管道领域发生了 “以塑代钢”的革命。随着聚乙烯 (PE)管道在各地燃气输送管网中的大量使用,作为 PE管道中不可缺少的管道控制元件——聚乙烯(PE)阀门随之受到越来越多的使用和重视。燃气管道作为城市的能源输送系统,一旦出现质量问题,会直接影响到居民的正常生活。再者,由于燃气的可燃性、易爆性,假如发生燃气泄漏,极易发生爆炸事故。故燃气管道聚乙烯阀门制造与安装质量控制至关重要。

1 PE阀门的结构

1.1 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。

1.2 PE阀门的结构

PE阀门的结构如图 1所示,其部件材质如表1所示。

2 燃气用聚乙烯阀门制造质量的控制

图1 PE阀门的结构1—尾部端管 2—中阀体 3—球体 4—阀座5—支撑环 6—操作杆 7—密封圈 8—扳手帽

表 1 PE阀门部件材质

2.1 原料的质量控制

原料是生产聚乙烯管件的根本,原料的选择直接影响管道产品的质量。没有好的原料,后续工作再合理,生产技术再先进,也生产不出合格的产品。原料在生产前必须按标准要求进行检验,合格以后方可用于生产。

燃气阀门材料的选择:必须使用根据材料类型分级的阀门专用料 (PE80、PE100);必须使用混配料,不能使用色母;颜色一般为黑色和黄色。

材料基本性能如表 2所示。

表 2 燃气阀材料基本性能

2.2 生产过程中的工艺控制

生产过程的工艺控制非常重要,在生产时要注意对工艺参数的设置及对物料熔体温度、熔体压力的监控。因为如果生产过程出现剪切过度,会导致熔体温度的升高,过度的剪切会使材料性能劣化,而这种劣化采用常规的检测是很难发现的。

2.3 产品的检验

产品检验包括外观、尺寸、物理性能及力学性能的检验。产品外观主要检查是否有影响阀门性能的沟槽、划伤、凹陷和杂质等;尺寸需测量外径、壁厚,测量值应在标准规定的允许偏差范围内。物理性能及力学性能的测试包括断裂伸长率、短期静液压强度 (20℃,环向应力 9.0 MPa,韧性破坏时间>100 h;80℃,环向应力 4.0 MPa,脆性破坏时间 >165 h)、热稳定性、耐应力开裂 (80℃,环向应力4.0MPa,破坏时间 >170h)、开启扭矩、密封性、弯曲载荷下的密封性、流通量。

3 燃气用聚乙烯阀门安装质量的控制

3.1 阀门的现场保护

PE阀门应在安装前拆除包装,以保持焊接区域的洁净,阀门在搬运和安装过程中,均应保持开启状态。阀门安装处底部土层应予夯实或铺设混凝土,阀门应与管道对齐,操作杆轴线垂直于地面。阀门安装后,应将回填土夯密实,保证阀门和护套的稳固,以免在阀门启闭过程中,产生晃动或移动,影响阀门的性能和管道与阀门的连接,严重者会损坏阀门。PE球阀在保持包装不损坏、不受热源和化学品污染的情况下,在库房存放不宜超过三年。PE阀门应避免露天堆放。

3.2 阀门的安装焊接

阀门的安装焊接要求与 PE管道的焊接完全相同。SD63及以下的阀门与管道焊接必须采用电熔套筒连接,SD90及以上的阀门与管道焊接则采用热熔对按和电熔连接均可。PE80等级球阀与不同材料等级 (如 NPEl00)、不同壁厚 (如 SDRl7.6系列)的管道和钢骨架 PE复合管道的连接必须采用电熔套筒焊接。所有焊接方法和质量检验均应符合国家聚乙烯燃气管道工程技术规范。

3.3 保证设计的埋深

由于聚乙烯阀门较金属阀门的强度低,所以一定要注意埋深,涉及到管道承受的外荷载问题。聚乙烯燃气管道的最小管顶覆土厚度应符合如下规定:埋设在车行道下时,不应小于 0.8 m;埋设在非车行道下时,不应小于 0.6 m;埋设在水田下时,不应小于 0.8 m;当采取有效的防护措施后,上述规定可适当降低。

4 结语

由于聚乙烯管道显著的优越性能,在城市地下燃气管网系统中越来越多地采用聚乙烯管道,作为同寿命、同性能,焊接简单、密封性能好、使用方便的聚乙烯球阀被用作管道控制元件配套的首选,并越来越多地受到全国各地燃气公司的欢迎。通过对 PE阀门在制造和安装过程中的质量控制,PE阀门将有更大的使用空间和更好的用武之地。

[1] 陈裕丰,韩黎清 .聚乙烯燃气管道中聚乙烯 (PE)球阀的使用 [J].城市燃气,2006,(1).

＊陈建辉,女,1965年 2月生,工程师。肇庆市,526060。

2009-09-23)