周軍國,曹付江,朱游芹
(1.山東省水利科學(xué)研究院,山東 濟南 250014;2.五蓮縣水利局,山東 五蓮 276800)
常用的壓力輸水管材有:球墨鑄鐵管、螺旋鋼管、PCCP管(預(yù)應(yīng)力鋼套筒混凝土管),玻璃鋼管(玻璃纖維增強熱固樹脂夾砂管)、PE管等傳統(tǒng)管材。傳統(tǒng)管材在耐腐蝕、機械性能、投資成本或運營成本方面存在缺陷。隨著科技的發(fā)展,近幾年一種叫做TPEP管(外三層聚乙烯內(nèi)熔結(jié)環(huán)氧防腐鋼管)開始運用到輸水管道上。
TPEP管是以螺旋鋼管為基材,外壁采用三層結(jié)構(gòu)聚乙烯防腐,內(nèi)壁采用熱熔環(huán)氧樹脂粉末防腐在高溫下形成鋼塑合金層,簡稱TPEP防腐鋼管(T-Three,PE-聚乙烯,EP-環(huán)氧樹脂)。TPEP管具有壽命長、機械強度高、耐腐蝕能力強、摩擦系數(shù)小等優(yōu)點。各種常用管材的性能比較見表1。
用鋼絲刷或棉紗將管口內(nèi)、外表面兩側(cè)25 mm范圍的鐵銹除去,露出金屬光澤。管端損壞或有缺陷的要進行修整,可采用打磨法除去,清口工作完成后應(yīng)盡快組對焊接,對于未組對完的管口應(yīng)用遮蓋物保護,下次組對前應(yīng)重新檢查清理。
組對前,按照施工圖核對管壁厚和材質(zhì),按順序登記每根管的管號、長度、壁厚等信息。宜使用對口器進行對口,用吊管機或者三腳架、倒鏈配合調(diào)整管材的高度,吊裝要用尼龍帶兜身吊。管口離地高度應(yīng)滿足焊接空間操作方便和安全,一般不小于0.5 m。錯邊量應(yīng)小于3.0 mm,錯邊應(yīng)沿管口圓周均勻分布,禁止強行組對。
焊接前應(yīng)對管口進行預(yù)熱,檢查設(shè)備、指示儀表、開關(guān)位置和電源極性,在試板上進行焊接工藝參數(shù)調(diào)試,不應(yīng)在坡口以外的管材表面上起弧,焊機地線靠近焊縫內(nèi),接觸良好且不易滑落。焊道的起弧和收弧處應(yīng)相互錯開30 mm以上,必須在每層焊道全部完成后,才能開始下一層焊道的焊接。每根焊條引弧后應(yīng)一次焊完,每層焊道應(yīng)連續(xù)焊完,中間不應(yīng)間斷,要保證焊道層間溫度要求,每道焊口應(yīng)連續(xù)焊完。應(yīng)時刻注意電弧和熔池的變化,并及時檢查每層焊道是否存在氣孔、裂紋、夾渣等缺陷,對發(fā)現(xiàn)的缺陷應(yīng)立即清理修補。每處修補長度應(yīng)大于50 mm,且小于或等于200 mm。若相鄰兩修補處的距離小于50 mm時,按一處缺陷進行修補。
焊縫外觀檢測主要采用目測法,項目包括余高、寬度、錯邊量等;內(nèi)部質(zhì)量采用超聲波或X射線拍片檢測。
承插式管道安裝控制的重點環(huán)節(jié)是管口接縫寬度和接頭打壓試驗。接縫寬度一般為2~3 cm,不可過大或過小,特別是在角度借轉(zhuǎn)時,必須保證膠圈不被過度擠壓,確保雙膠圈的完全密封。接頭打壓試驗要與管道安裝保持同步,必須保證接頭逐一打壓合格,如果打壓不合格須調(diào)整管道或更換膠圈管,直至打壓合格,每段安裝完畢后應(yīng)進行二次接頭打壓。
表1 常用管材性能比較表
管道與基礎(chǔ)面必須嚴(yán)密接觸,不允許出現(xiàn)懸空現(xiàn)象,管道安裝完畢要用砂土對管腳進行填塞穩(wěn)固,防止以后管槽回填時管道發(fā)生位移。
1)管材優(yōu)選。管徑700 mm以下首選球墨鑄鐵管,價格優(yōu)勢明顯,安裝速度快;管徑700~1 500 mm首選TPEP,因其接頭內(nèi)襯不銹鋼板,可單面焊、內(nèi)防腐不用修補;管徑1 500 mm以上首選螺旋鋼管或PCCP,價格優(yōu)勢。過河、過道、穿越、頂管、水錘效應(yīng)、地基不均勻沉降等部位,首選TPEP鋼管。壓力較低、地形單一、成本低、易吊裝部位首選玻璃鋼管或PE管。2)鋼管對口常見問題為錯邊量超標(biāo),應(yīng)選擇管徑相差最小的兩根管進行對口,錯邊量超標(biāo)部位一般采取1∶4坡度補焊過渡處或外襯鋼板加強處理。3)螺旋鋼管防腐前宜用噴砂法徹底除銹,陰雨及寒冷天氣不宜進行防腐施工,否則防腐涂層易空鼓脫落。防腐涂層應(yīng)進行厚度、黏結(jié)力檢測。4)PCCP管內(nèi)壁為混凝土,外部為砂漿,內(nèi)部出現(xiàn)的環(huán)向裂縫寬度如果大于0.5 mm,或距管子插口端300 mm范圍內(nèi)出現(xiàn)的環(huán)向裂縫寬度如果大于1.5 mm,或管子內(nèi)表面沿管子縱軸線的平行線成15°夾角范圍內(nèi)出現(xiàn)長度超過150 mm的縱向可見裂縫,水泥砂漿保護層出現(xiàn)的可見裂縫寬度超過1.0 mm的管道應(yīng)作報廢處理。5)管道整體水壓試驗方案應(yīng)與安裝方案同時制定,充分考慮盲板、靠背位置及水源,試驗設(shè)備應(yīng)與工程同步實施。
總之,根據(jù)工程特點及投資情況選擇適合本工程的管材,做好管材生產(chǎn)的過程質(zhì)量控制及到貨驗收,安裝施工選擇經(jīng)驗豐富的施工隊伍,嚴(yán)格按規(guī)范進行操作,焊縫100%超聲波檢測,承插口逐個進行打壓檢測,不合格部位進行處理直至檢測合格,全管路逐段進行水壓試驗,才能確保管道工程長期安全運行。