PE热熔技术优势及其在节水滴灌中的应用

张大勇

摘要 针对我国吉林省白城地区地形起伏、土质复杂、气候寒冷等特殊条件，对PE热熔技术包括工艺、设备等进行了深入分析，并详细介绍了该技术在节水滴灌工程中的应用及其技术操作要点，提出该技术的实施与应用不仅克服了地势复杂、冬季寒冷施工不便等因素，而且降低了滴灌成本，增加了农民收入，并对滴灌工程的长期稳定运行以及实现水肥一体化并保证稳产起到了重要作用。

关键词 PE热熔技术；优势；节水滴灌；应用

中图分类号 S275.6 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）05-0203-02

吉林省白城项目区地势起伏、土质复杂，水土保持差，冬季寒冷施工不便。干旱少雨，降水存在不均衡性，降水与作物生育期需水规律不同步，导致干旱，严重影响播种出苗质量。农作物灌水不均，产量低。针对项目区现状和存在的问题，实施应用了PE热熔管技术并采用滴灌方式进行灌溉，有利于提高作物产量，促进水土保持，对于农业生产经济效益的提高意义显著。

1 PE热熔管材优势分析

滴灌用PE管材属于聚乙烯类高分子化合物，其具有安全卫生的特点，属于绿色建材，不会对环境造成任何污染。同时PE管材具有韧性、挠性好的优势，具有优越的热熔焊接性能，气密性极佳，耐腐蚀性和抵抗裂纹快速传递能力也较强，在地势复杂不平整的岗地或山地、土质有砂石粒、冬季寒冷等条件下应用其前景更广泛。

2 PE热熔技术概况

2.1 PE管热熔三要素

PE管热熔三要素即温度、压力和时间，温度指的是PE管材的熔融温度，压力指的是PE管管口的对接压力，时间指的是各个工艺过程实施的时间。

2.2 PE管热熔工艺过程

PE管热熔工艺过程对PE管的粘接可靠性影响较大。主要包括以下几方面：一是PE管端口面的制备。PE管对接的端口面要用铣刀铣平，并保持清洁。二是加热。在压力下夹紧2个管端面，通过电加热板给PE管加热。三是撤离电加热板。PE管加热完成之后，迅速撤离电加热板，并在短时间内将加热完毕的PE管对接。四是保压硬化。PE管对接完成后，在设定的压力状态下保持一段时间，使对接部位冷却硬化[1]。

2.3 热熔设备

我国对聚乙烯管道的焊接质量和熔接参数无统一标准，为达到可靠的熔接效果，在设备选择上需进行严格选型。施工机具分为电熔焊机和热熔对接焊机2种，具体所采用的热熔对接焊机可分为全自动和半自动热熔焊机2种。选择时可根据PE管材的大小选择热熔机的规格型号，PE250热熔机可适用于250、225、200、180、160、140、125、110、90 mm型号规格的PE管。PE450液压自动热熔焊机由机架、液压站、铣刀、加热板、压力表及380 V发电机组成，焊接范围为280、315、355、400、450 mm等规格型号，不同的机型应配套不同型号的发电机即220 V或380 V。安裝工具包括装卡瓦工具、呆扳手、活动扳手、钳子、梅花螺丝刀、平口螺丝刀等。

3 PE热熔技术在节水滴灌中的应用

3.1 施工安装

一是打开卡瓦放入管材，用干净布清除两管端部的污物。然后根据所焊制的管材或管件更换夹具，选择合适的卡瓦，使对接两端伸出的长度大致相等且在满足铣削和加热要求的情况下应尽可能缩短。管材在机架外的部分用支撑架托起，然后用卡瓦紧固好。二是置入铣刀，然后缓慢合拢两管材焊接端并施以适当的压力，然后撒掉压力，片刻后再退出活动架。切屑厚度0.5～1.0 mm，保证两对接面的端面平整、光洁。三是两对焊管段的错边不应超过管材壁厚的10%。四是加热板温度达到设定值后，放入机架，施加压力直至两边最小卷边达到规定的宽度时，压力减小到规定值，进行吸热。五是从加热结束到熔融对接的切换周期越短越好，以保证对接质量。六是熔融对接过程应始终处于熔融压力下进行[2-4]。

3.2 PE热熔管道的试压

PE热熔管道系统在投入运行前应进行压力试验。压力试验包括压管覆土、检查、强度试验及水密性试验，测试时一般用水作为试验介质，如无水介质时，可以采用空气作为介质进行试压。

3.2.1 压管覆土。压管覆土的作用主要是固定PE管在管沟内摆放的自然直线和弯曲度，管道在进压时不会摆动、脱裂、拱起，可确保试压的正常进行。

3.2.2 试压程序。首先要检查地下管道的覆土是否全部完成，检查合格后，再打开首部过滤器进水口、出水口所有阀门，然后再打开主干、分干和末端干管的排水阀门，关闭出地桩所有阀门。检查首部设备、水泵、配电柜、过滤器是否正常。检查无误后启动水泵进行水密性试验。在试压前要认真检查首部设备的完好情况，包括电压、电流、电机水泵是否正常，检查各主干管、分干管的阀门是否全部打开，出地桩的所有阀门是否全部关闭，按照程序确认无误后，开始压力试验[5-8]。

3.2.3 强度试验。在管道内的全部空气和管道内的污物全部排除后，管道末端排水口流出清水后，关闭末端排水阀门，慢慢升压将压力提高到要求的压力值，开始时立即将压力升到工作压力并保持2～3 h，仔细观察压力表和管线，如果未发现泄漏且没有明显的压力下降，则表明该管道通过压力试验。

3.2.4 水密性试验。水密性试验压力应为工作压力的1.15倍，将管道压力提高到试验压力后，稳定一段时间，待温度、压力均稳定后开始计时，一般稳压24 h，若未发现明显泄漏或压力下降，则表明通过水密性试验。

3.3 运行管理

3.3.1 系统的运行。

（1）系统运行前首先要检查首部设备、电源、电压、电流、变压器、水泵电机、过滤器是否正常。

（2）打开过滤器进水口、出水口、水泵、主干管、分干管末端、轮灌小区出地桩的阀门确定全部打开后，启动水泵冲洗管道内的泥土污物，清水流出后关闭末端阀门开始轮灌。

（3）轮灌小区要严格按照图纸划分的小区顺序进行轮灌，当第1个轮灌小区滴水完成后，先打开下一个轮灌小区的出地桩阀门和地面阀门，再关闭上一个轮灌小区的出地桩阀门。要严格按照“先开后关”的操作顺序进行，否则会导致地下管道积压爆管、地面管脱落等情况。

（4）在运行时要经常观察首部的压力、电流、电压，出现问题时要及时进行处理以保证系统的正常运行。

3.3.2 管理維护。

（1）首部设备的管理，要经常检查启动柜的电压、电流是否在规定值的范围，各项指示灯显示是否正常或有无漏电现象。

（2）要经常检查电揽线是否发热，若有问题要及时维护处理，水泵运行期间要经常触摸水泵电机是否发烫，电机温度一般不超过75 ℃以上，水泵叶轮如有异响要及时停泵，拆开并清除叶轮内的杂物，安装完成后再重新启动水泵。

（3）过滤器的运行压力要按照设计压力运行，超过运行压力值，过滤器要进行反复冲洗以清除内部杂质污物。

（4）在地下管道运行中，若出现破损、漏水现象要及时停泵或开启其他分干轮灌区，关闭破损的分干管道的主控阀门并进行维修处理，维修完成后再开启阀门进行轮灌。

（5）整个灌溉期结束后，要清除地下管道内的水和污物，然后关闭所有的阀门并盖上井盖。

（6）首部设备要进行维护保养，清除设备内外的铁锈杂质，拆除电缆并关闭所有电源，设备应放置室内保管以避免露天引起的锈蚀氧化，从而延长设备的使用寿命，为下一个灌溉期做好应有的准备。

4 结语

通过对PE热熔技术包括工艺、设备等进行深入分析、研究，并根据项目区情况分析确定了PE热熔技术在节水滴灌工程中的应用及其技术操作要点，该技术在节水滴灌上的实施与应用，不仅克服了项目地区地势复杂不平整、土质复杂、水土保持差、冬季寒冷施工不便等因素，而且降低了滴灌成本，增加了农民的收入，保护了当地的地理环境，同时有效避免了灌水不均以及施肥不便的情况，为有效实现水肥一体化并保证稳产起到了积极作用。

5 参考文献

[1] 董守江.PE管热熔（焊接）粘接缺陷的研究[J].事故分析，2015，31（7）：65-69.

[2] 陈恩英.滴灌系统中热熔PE管的施工技术要点[J].北京农业，2015（5）：191-192.

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[4] 杜克宇.浅谈拉萨市药王山山地绿化中滴灌技术的应用[J].现代农业，2013（1）：83-84.

[5] 张兵，袁寿其，成立，等.节水灌溉自动控制器的设计与研究[J].中国农村水利水电，2004（1）：38-40.

[6] 张兵，袁寿其，成立.节水灌溉自动化技术的发展及趋势[J].排灌机械，2003（2）：43-47.

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