PE pipe construction technology

Полиэтиленовые трубы широко используются в сельскохозяйственном орошении, городском водоснабжении и водоотведении, а также в других областях благодаря своей коррозионной стойкости, хорошей гибкости и удобству монтажа. Ниже приведены подробные этапы, технические моменты и меры предосторожности при монтаже полиэтиленовых труб, охватывающие такие ключевые этапы, как выемка грунта, соединение термоклеем и укладка.

Подготовка к строительству и земляные работы

1. Обследование участка и планирование маршрута

• Обнаружение трубопровода: При строительстве в городской местности используйте детекторы трубопроводов (например, георадар) для обнаружения существующих подземных трубопроводов (кабелей, газопроводов, дренажных труб и т. д.), чтобы избежать повреждений во время строительства.

• Геологический анализ: Метод земляных работ следует корректировать в зависимости от типа грунта (например, песок, глина, камень). Для скальных пород требуются дробилки или установки направленного бурения, а для слабых грунтов — укрепление склонов.

• Расчет глубины закладки:

• Сельскохозяйственное орошение: Обычно глубина закладки составляет 0,6–1,2 метра (≥1,5 метра для антифриза в холодных северных регионах). • Коммунальное строительство: Определите глубину заложения в соответствии с уклоном дороги (≥0,9 метра под проезжей частью и ≥0,6 метра под тротуаром).

2. Выемка и подготовка траншеи

• Требования к размерам: Ширина траншеи должна быть равна внешнему диаметру трубы + 0,3–0,5 метра (например, ширина траншеи для трубы диаметром 110 мм ≥160 мм), а погрешность глубины должна быть ≤±5 см.

• Подготовка дна: Уложите подушку из мелкого песка или гравия толщиной 10–15 см для обеспечения ровности основания трубопровода; при наличии скального слоя необходимо добавить слой мягкого грунта для буферизации.

• Защита окружающей среды: Вынутый грунт сортируют и укладывают в штабеля, а верхний слой почвы отделяют от загрязнений. При обратной засыпке верхний слой почвы необходимо сначала восстановить.

Технология соединения полиэтиленовых труб горячим расплавом

Соединение полиэтиленовых труб горячим расплавом подразделяется на стыковую сварку и сварку враструб, которые подходят для труб разных диаметров и условий эксплуатации. Ниже приводится подробный процесс стыковой сварки горячим расплавом:

1. Этапы стыковой сварки горячим расплавом

1. Подготовка материалов и инструментов

• Аппарат для сварки горячим расплавом: выберите аппарат для сварки горячим расплавом, соответствующий диаметру трубы (например, аппарат 110 мм для трубы Φ110 мм), и убедитесь, что температура нагревательной плиты стабильна и составляет 210±10°C.

• Вспомогательные инструменты: труборез, скребок, салфетка для чистки, рихтовочное приспособление и т. д.

2. Резка трубы и обработка торцевой поверхности

• Резка: используйте дисковый труборез или электрический резак для вертикальной резки трубы, чтобы убедиться, что торцевая поверхность ровная (погрешность ≤ 0,5 мм) и без заусенцев и трещин.

• Очистка: протрите торцевую поверхность спиртом или ацетоном, чтобы удалить масло и пыль. 

• Выпрямление: Совместите два участка трубы и используйте выпрямляющее приспособление для устранения зазора (зазор ≤ 0,3 мм).

3. Стыковая сварка горячим расплавом

• Нагрев: Вставьте нагревательную пластину в торец трубы. Время нагрева рассчитывается по формуле:

T=10+0,035×D (D мм)

(Например, время нагрева трубы диаметром Φ110 мм составляет ≈13,85 секунды).

• Плавление: После нагрева быстро извлеките нагревательную пластину, соедините торцы трубы и поддерживайте осевое давление в расплавленном состоянии (0,15–0,2 МПа).

• Охлаждение: Охладите до температуры окружающей среды (обычно 10–15 минут). Категорически запрещается перемещать трубу во время охлаждения.

4. Контроль качества

• Внешний вид: Сварной шов должен быть равномерным и полным, без пузырьков и трещин, а несоосность должна составлять ≤10% от толщины стенки трубы.

• Испытание на растяжение (опционально): Проведите разрушающие испытания ключевых деталей, чтобы убедиться, что прочность сварного шва составляет ≥90% от прочности основного материала.

2. Этапы сварки враструб горячим расплавом

Применимо к соединениям труб малого диаметра (≤Φ63 мм), упрощает процесс:

1. Подготовка: Нагрейте раструб до 220±10 °C и нанесите специальную смазку на гладкий конец для уменьшения трения.

2. Установка: После нагрева быстро вставьте гладкий конец в раструб до отмеченной линии, удерживайте 5–10 секунд, затем охладите до нужной формы.

Прокладка и крепление трубопровода

1. Прокладка трубопровода

• Укладка по частям: укладывайте секции трубы, соединенные термоклеем, в канавку по одной, чтобы избежать царапин, возникающих при протаскивании.

• Гибкая прокладка: используйте гибкость полиэтиленовых труб, позволяющую им естественным образом изгибаться вокруг препятствий (радиус изгиба ≥ 5 диаметров трубы).

• Меры поддержки: установите бетонные опоры или U-образные хомуты в местах концентрации напряжений, таких как колена и тройники.

2. Обратная засыпка и уплотнение

• Послойная засыпка: сначала засыпьте мелким песком или фракционированным гравием на глубину 30 см от верха трубы, а затем утрамбуйте послойно (один слой каждые 30 см), чтобы избежать прямого вытаптывания.

• Предупреждающие знаки: закопайте сигнальную ленту или электронную маркировочную ленту над трубой, чтобы обозначить место и назначение трубы.

Меры предосторожности при строительстве

1. Адаптация к окружающей среде

• Температурный предел: температура окружающей среды при укладке термоклеем должна быть от -5°C до 40°C. Если температура ниже -5°C, трубу необходимо предварительно нагреть.

• Защита от ультрафиолетового излучения: полиэтиленовые трубы, хранящиеся на открытом воздухе, необходимо накрывать солнцезащитными сетками для предотвращения длительного воздействия и старения.

2. Безопасная эксплуатация

• Индивидуальная защита: Операторы должны надевать теплоизоляционные перчатки и защитные очки, чтобы избежать контакта с высокотемпературными нагревательными пластинами.

• Меры предосторожности: При выходе из строя термоплавкого аппарата немедленно выключите его. Категорически запрещается принудительно разъединять трубу до остывания расплавленного торца.

3. Контроль качества

• Испытание под давлением: После установки системы проведите испытание под давлением воды (давление = 1,5 × рабочее давление, поддерживать давление в течение 30 минут), чтобы убедиться, что падение давления превышает 0,03 МПа.

• Регулярный осмотр: Проверяйте герметичность соединения раз в неделю в течение первого этапа эксплуатации и своевременно устраняйте любые утечки.

Распространенные проблемы и решения

Проблема

Трещины в термоклеевых соединениях

Причина

Недостаточное время нагрева или неравномерное давление

Решение

Пересчитайте время нагрева, откалибруйте температуру термоклеевого аппарата и увеличьте осевое давление

Проблема

Обрушение на изгибах труб

Причина

Недостаточное уплотнение грунта обратной засыпки

Решение

Засыпка слоями с уплотнением виброплитой

Проблема

Деформация труб в жаркое время года

Причина

Локальное размягчение под воздействием прямых солнечных лучей

Решение

Засыпьте трубы как можно скорее после укладки или накройте геотекстилем для защиты от солнца

Проблема

Замерзшие трещины в трубах (холодные зоны)

Причина

Недостаточная глубина закладки или повреждение изоляции

Решение

Увеличьте глубину закладки ниже слоя мерзлого грунта или установите нагревательную ленту

Пример кейса

1. Крупный проект орошения сельскохозяйственных угодий

• Строительные сложности: значительные неровности рельефа и глубокие слои горных пород в некоторых районах.

• Решение: Использовать установки направленного бурения для пересечения скальных пород, заглубить трубу на глубину 1,2 метра, контролировать температуру в течение всего процесса сварки стыков термоклеем и выполнить обратную засыпку после прохождения испытания под давлением.

• Результаты: Эффективность орошения повысилась на 40%, и система работает уже 5 лет без утечек.

2. Сеть водоснабжения для озеленения города

• Особые требования: Пересечение с главной дорогой, дорожное покрытие необходимо защитить.

• Строительные мероприятия: Использовать технологию протяжки полиэтиленовых труб без выемки грунта (труба HDPE диаметром 160 мм), сварку враструб горячим клеем для быстрого соединения и исключить усадку дорожного покрытия после обратной засыпки.