海外电厂钢丝骨架PE复合管电热熔焊接工艺

陈瑜（四川电力建设二公司，四川 成都610051）

海外电厂钢丝骨架PE复合管电热熔焊接工艺

陈瑜（四川电力建设二公司，四川 成都610051）

钢丝网骨架PE复合管道是一种已经广泛应用于石油、电厂、市政等领域的性能优良的新型管道。其焊接技术相比普通金属管道焊接，更为先进）。越南电厂项目临近海边，气候潮湿，地形复杂，故厂区地下复用水管道主要采用此种管材。电建企业掌握本材料的焊接技术，节约大量的人机材。

钢丝骨架PE复合管；电热熔；防腐；焊接参数

前言

钢丝网骨架塑料复合管是一过改良的新型的钢骨架塑料复合管，又称SRTP管。这种复合管克服了钢管和塑料管各自的缺点，而又保持了钢管和塑料管各自的优点。越南汪秘电厂项目的厂区地下复用水管道有我公司负责承包施工，包括不锈钢管、镀锌管等。其中PE复合管安装长度约3000左右，焊接质量对安装起决定性作用。本文结合该工程实际，介绍钢丝骨架PE复合管的电熔焊接工艺。

1 钢丝骨架PE复合管的应用范围

钢丝网骨架PE复合管道是一种已经广泛应用于石油、电厂、市政等领域的性能优良的新型管道。其焊接技术相比普通金属管道焊接，更为先进）。随着科技的进步，因为钢骨架PE管的经济性和可靠性，逐渐取代金属管道和纯PE管道，在绿色管道行业处于主导地位。钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管材及管件标准：《中华人民共和国城镇建设行业标准》（CJ/ T189-2007）。

2 钢丝骨架PE复合管的焊接原理及优点

铜丝网骨架塑料复合管的连接采用电热熔连接方式和法兰连接两种方式，其中电热熔连接是最主要的连接方式。电热熔连接是将复合管插到电热熔管件中，对预埋在管件内表面的电热丝通电使其发热。先使管件内表融化而产生熔体，熔体膨胀并充满管件的的间隙，直至管材外表面也产生熔体，两种熔体相互熔融在一起，冷却成型后，管材与管件紧密连接为一体（图1）。

图1

电热熔焊接的优点：

（1）电热熔焊接技术施工方便、迅速，可以连续的安装组对，再进行统一焊接。

（2）焊接可靠性良好，与其他焊接方式相比，密封性和强度都很好。

（3）没有药皮、焊渣，管道内壁光滑，清洁，不容易造成管道堵塞。

（4）焊接工艺容易掌握。

3 管材准备

现场项目开始时，对当天领取的管材/管件进行检验，是否符合标准的要求，如外观、尺寸及其他要求，不符合不能投入使用。

3.1 封口

管子切断后复合管必须进行封口作业，严禁不封口进行连接装配。管子下料后，端面修磨平整，加热板的温度应控制在220℃，（不应超过220℃）先放封口环，使其熔化1mm，再同时加热管子。当封口环熔化翻边3mm，管子均匀翻1～2mm时迅速拿开加热板，将封口环与管口粘合。再用7成力挤压翻边，冷却后修边即可。De50～D200的管材使用封口环封，熔接面应无气孔、裂纹和缺口。不能有钢板外露，如有以上原因必须重封。

3.2 去氧化层

为了提高焊接性能，应对管材的表面进行预处理。使用砂轮片将表面打毛，现场采用手刮刀（玻璃片）将熔接面去掉氧化层，露出新鲜焊接表面。然后打磨圆滑、均匀，这样处理后保证有比较紧密的配合尺寸。由于小管径管壁较薄，所以只需要轻轻稍微刮削。大于De250的管材因为管径较大，面积大，应进行精细打磨处理，提高焊接效率。去氧化层时，应均匀刮整个周边，覆盖整个圆周，不能漏刮。刮削长度大于管件的承插深度30mm。管件内壁也采用手工刮去氧化层处理，用内磨机处理时，应采用软磨头，避免铜丝外露。

图2 现场去掉氧化层

3.3 清洗与晾干

刮好后用干净抹布或者是棉纱去除管材焊接部位的泥、泊、沙及其他脏物，必要时用清水清洗干净。然后要用带酒精（纯度95%以上）或丙酮的清洁抹布做好管件内外径表面的清洁。清洁完成后，晾干，保证管件，管件端口干燥，不允许带有水迹进行装配（必要时用吹风机吹干）。如果未晾干就进行焊接，则容易产生气泡，影响熔接面的粘合。

4 管材、管件组装

4.1 作标记

在管材的端口做好承插深度的标记，记号尺寸等于管件的承插深度，一般在距离管口150mm处用白色记号笔在管道上均匀画上标记，以确保管材承插到位。记号必须明显、清晰。如果承插不到位，加热部分露空，熔融接面积减少，承压能力大大降低，且焊接时管件内将会塑料塌陷，造成管件焊穿，造成质量事故。

4.2 安装扶正器

De大于≥315以上的管材要安装扶正器。安装时，将扶正器的两个卡环调到管材合适的位置，但必须是在所做记号之后，以免影响承插。再拧紧扶正器的卡环螺母，使其卡紧在管材上。注意观察螺口方向，避免装不上扶正螺杆。扶正器作用为：①拉紧承插件，焊接时不易外移；②扶正管件与管材的配合间隙；③校正管材圆周。

4.3 承插到位及调整

承插先将管件套在管材的一端，稍紧后采用榔头轻轻敲打而进。另一边分两种规格：①De50～De250也采用榔头敲打管材末端至到承插到位；②De315～De500的大管径管材使用扶正器和手动葫芦辅助承插到位。承插记号要刚好外露在管件边缘，确保要承插到位。承插完成后，将管件和管材调到同一个水平度，同心度上，管件处不能出现Y字形，一般角度不超过15°，做到横平竖直。

5 焊接工艺流程

5.1 材料与设备

（1）工地现场使用电源必须满足220±10V，380±10V的要求，否则需配备15kW的发电机一台。所使用的电缆规格为3× 6mm×100m，如果输送距离过长，电缆线可适当加粗，减少线损。

（2）管材和管件为厂家提供，现场准备所需工器具。如：手提式切割机、角磨机、大锤、记号笔、卷尺等。

（3）焊机现场使用的是3台型号为LED11kW-03的电热熔焊机（厂家提供），3台修边机，3块加热板。

5.2 焊接过程

（1）开始焊接时将输出端插头插入电熔接头插孔，必须插实。保持良好的性能。如有松动，将会出现焊接不连续性，导致时熔时凝，影响管道的焊接质量。连接接完成后要对对焊机进行调试。焊接按“启动”按钮前，电流、电压“调节器”必须回到零位置。启动后，调整电流、电压“调节器”使其值到指定的参数值，调节不能过快，应缓慢进行，一般以电压逐渐升高为准。由于地域和气候的差异，厂家提供的焊接参数不一定适用于当地项目，应在由厂家进行培训试验时，根据实际确定最适合的参数，确定后一般不再更改。如现场出现焊接异常情况，必须对参数做出暂停、延长、缩短等调整，从而保证焊接质量。

（2）焊接参数即电流（A）、电压（V）、时间（s）需要多段控制。钢骨架PE复合管因其中夹有钢丝的影响，往往分三四段焊接效果更佳。这样做的目的，使PE升温减缓，热量损失减少，充分塑化并保持合适的熔体压力，避免冒料和冒烟现象发生。完成一组管材焊接，要记录参数，以便对焊接施工质量跟踪分析，焊接参数必须记录好后由工程技术部门记录归档。表1举例说明管径De为225mm的管材焊接参数。

表1 De225焊接参数表

（3）焊接完毕后，卸除电源线与管件的连接，观察管件的温度是否正常，左右前后温度有无较大差异，观察孔有无变化，冒料是否合格，如有不正常的现象给予切除处理。在越南这种经常有台风光顾的地区，应搭建防风棚，未搭建不能施工，并且在坑道作业时，要有人监护，要有专门的应急措施。

（4）焊接完成后让焊接接头处于自然环境中冷却，且冷却过程中不受任何外力作用，不得移动、转动接头部位及两侧管道。冷却时间根据当地气候决定，但不应少于焊接时间的十倍。

（5）安装大概1000m左右，并在管道连续完成冷却24h后应进行水压试验，测试管道安装的强度和严密性。整个系统完成后，也要进行试压，以便检查管道的连接质量。

5.3 焊接注意事项

（1）现场应根据不同的管径正确设置参数，启动前需再次确认。

（2）每个管件必须先检查承插线是否牢靠、管件受力情况、缝隙是否均匀等，符合条件后才开始焊接。

（3）禁止非专业焊机操作人员操作以及焊接中途焊接离人。

（4）焊接途中应仔细观察参数变化，如有情况及时发现处理。

（5）当天未焊接完的管件与管材要用粘胶带密封。

6 技术总结

电熔焊接的关键因素是对焊接温度及PE熔体压力进行严格的控制，通过对工作电压、电流及焊接时间的优化控制线能量的输入，使熔体在焊接部位保持住并形成一定的内压力。焊接的内压力来自PE熔体受热过程中的膨胀。电熔管件的两端未缠绕发热电热丝，在管材管件配合间隙均匀的情况下其两端的温度相对很低，限制熔体的向外流动及其产生的发热丝的移动，使焊接部位保持了一定的内压力，从而保证了焊接效果。

还有一点就是管材与管件的配合的均匀性也对焊接的效果产生很大的影响。两者配合的越均匀，意味着焊接部位的圆周上的温度是在均匀提高，在同一时间达到熔化温度；反之，配合不均匀的情况下，间隙小的焊接部位温度升高很快，先达到熔化温度，而间隙大的温度上升缓慢，到达熔化温度滞后，两个区域无法同时到达熔化温度，使得焊接不均匀，焊接接头质量不良。

7 运用实例总结

电厂建设项目一般使用的管材为耐热钢，对PE材料的管材接触较少，所以普遍对电热熔的焊接机理了解不深入。越南由于地处海边，管道线路远，地理复杂，为了便于管道的敷设和安装，采用了最适合的钢骨架PE复合管。我公司并无特定的焊接人员，这种缺乏相关的操作规范和经验总结就容易造成遇到此等材料时往往操作不准确，不熟练。但钢骨架PE复合管的焊接并不是一项技术很复杂的工作，关键是施工人员的素质和工作态度。所以工程项目应加强对施工人员的管理，所有PE复合管操作人员必须参加培训并持证上岗。在越南项目，我公司技术人员和操作工人连同陕西电建一起参加了一周的理论培训和现场实作，并由厂家技术人员在开工前进行技术交底。同时根据厂家提供的数据在项目开工之前做1-2个破坏性管件焊接实验（切片实验），观察实验结果，然后结合越南当地的实际情况，调节参数，最后记录相关数据应用到工程，确保现场的质量控制。由于主要机具设备由厂家提供，我公司只投入了5名技术工人，2名辅助工人，就完成全长3千多米的管道安装，比无缝钢管安装节省了大量的人机材，而且卫生环保，不排放有毒气体。钢骨架PE复合管的使用越来越广，电热熔焊接技术也将带来巨大的经济效益。

[1]《给水钢丝骨架塑料（聚乙烯）复合管道工程技术规范》（CECS181：2005）.

[2]胡一春.钢骨架增强塑料复合管的连接与施工.温州煌盛管道工程有限公司.

[3]李向柱，等.钢丝缠绕塑料复合管焊接技术.大庆油田建设分部.

TU758.7

A

2095-2066（2016）22-0068-02

2016-6-29

陈 瑜（1982-），女，工程师，毕业于华北电力大学，曾参加海外电力工程建设，有多个大型电厂建设的施工管理经验，主要从事焊接技术、焊工培训，施工管理等工作。