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PE给水管在城镇室外给水管道工程中的应用

      摘 要 目前,随着城市化建设进程的加快,市政公用管道建设也不断加速,各种规格和品种的管道应运而生,本文主要介绍了PE管材的优越性和在实际施工过程的施工方法,以及PE管材在使用过程中存在的一些问题。 

  关键词 PE管 给水工程 热熔连接 水压试验 

  随着我国城市化建设进程加快,面对人口、环境的巨大压力,为确保国民经济的可持续发展,我国政府在逐年加大对城市基础设施的投入,市政公用管道建设不断加快,管道品种和规格不断丰富,产量不断增加,质量也在不断提高,尤其是塑料管发展更快,成为越来越多管道工程的选用管材。1998年起建设部要求在全国范围内全面推广应用PE管等新型环保管材,截至目前为止,全国大部分省市已作出规定:在新建、改建、扩建工程中禁止使用热镀锌管,推广使用新型环保塑料管(主要指PE系列管材)。现就PE给水管在工程中的应用进行分析和探讨。 

  一、PE给水管道的优越性 

  1.良好的卫生、耐腐蚀性能。PE管加工时不添加重金属盐稳定剂,材质无毒性,无结垢层,不滋生细菌,较好地解决了城市饮用水的二次污染。PE给水管材是一种具有非极性结构的高分子材料,具有较好的耐化学性。对水中和土地中的所有离子和建筑物内的化学物质均不起化学作用,无电化学腐蚀,具有抗酸碱腐蚀能力、不生锈、不结垢、耐老化、不滋生微生物、产生异味。因此,PE管埋地敷设不需要做防腐和阴极保护,符合卫生规定,是饮用水输送的理想管材。 

  2.质量轻。PE管材质量很轻,运输方便,质量仅为钢材的1/10,可大大减轻工人的施工强度,降低了机械的吊装费用,缩短了工期,提高了功效。 

  3.良好的柔韧性。其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。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。 

  4.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倍~30倍,严密性优于钢管。根据英国一家大型供水商的报告,PE管材在防漏方面的性能远远优于其他类型的管材。 

  5.管内壁平滑,摩擦系数极低,流体阻力小。其沿程摩阻力比金属管道小,管件连接不缩径,局部阻力系数比钢管小,可提高介质流速,增大流量,且具有良好的耐磨性能。 

  6.使用寿命长。镀锌管的使用寿命一般为10年~15年,实际使用时间往往更短,而PE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。 

  7.就成本而言,PE管材质轻,密度仅为钢管的1/8,易搬运。同时,运输便利,焊接工艺简单,土方量少,施工速度快捷,因而能节省安装成本,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)。而且由于它们无腐蚀和水垢现象,也就无需维护和维修,使用效率高于其他材料。 

  二、PE给水管在供水工程中的应用 

  1.PE给水管道的施工。(1)PE管硬度不如钢管,它在受到坚硬物的冲击时很容易被穿孔,因而在埋地施工中,回填土时应在管底、管侧、管上填充沙土,管顶上沙土层厚度不应低于50cm,然后再填土夯实,每30cm厚度土层进行一次夯实,逐层夯实至地表。另外,在管顶上方50cm土层处应埋人警示带以告知下方有PE管,以防止将来挖掘时因施工不慎,被机械或人为损坏。 

  (2)PE管材、管件之间的连接。PE管材、管件之间的连接一般有热熔连接、电熔连接,热熔连接又分为热熔承插连接和热熔对接连接,目前一般采用热熔对接,热熔连接要采用相应的专用连接工具,连接时严禁明火。要校直两对立的待连接件,使其在同一轴线上。 

  一是热熔对接连:将两相同的连接界面用加热板加热到粘流状态后,移开热板,再给连接面施加一定的压力,并在此压力状态下冷却固化,形成牢固的连接,其连接界面是平面。热熔对接连接的关键是要在对接过程中调整好温度、时间、压力三个参数,要把连接界面材料的性能、应力状况、几何形态以及环境条件等自然因素一起考虑,才能实现可靠的熔焊。这种连接方式在管材之间连接时无需管件,接口成本较低。 

  二是电熔连接:采用专门的电溶管件,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中的电流量,使其合理发热,加热管件与管材的连接界面,经过一定时间的熔融,达到熔接目的。这种接口方式,操作简单、人为因素少、可靠性高,但接口成本特别是大口径管材的接口成本较高。 

  2.PE管材的水压试验。由于PE管材是一种热塑料材料,管材本身具有发生蠕变和应力松弛的特性,与传统性材料(如球铁、钢等)管道不同,水压试验过程中,PE管材发生蠕变会导致一段时间内呈连续下降趋势,试压时间较长,需要注水补压,不应认为是管道漏水。 

  三、PE管使用中存在的问题 

  随着PE管在我国被越来越多的在工程中应用,一些不足之处也显现出来,主要表现在: 

  1.原材料品种少,质量不稳定,与国外专用品牌相比存在一定差距,导致一些原料依靠进口。 

  2.PE管材为塑料管材,不易储存,怕日晒,必须有封闭较好的仓库保管储存。同时,连接时对热熔参数不易掌握,易造成漏水问题较为严重。另外,PE管材的水压试验对于初次试压时难以控制。 

  3.产品标准、设计施工规范滞后,工程技术人员缺少专业培训。 

  4.PE管道的主管材价格相对便宜,但管件价格目前与其他管材相比,相对较高,如电熔管件等。虽然PE管材有一定的不足,但作为一种新型管材,具有优异的材料性能、广泛的环境适应性及良好的连接、施工性能,因此,PE给水管道一定会得到更广泛的应用。

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