東阿魯西供水管道TPEP防腐鋼管特點及施工技術淺析

(東阿縣水務局，山東 東阿 252200)

近年來,隨著魯西集團規模日益擴大，用水量急劇上升，地下水資源緊缺，供水能力不足已經成為制約企業發展的瓶頸，為保證魯西集團更好的發展，急需建設供水管道增加供水量來解決企業用水問題。東阿魯西供水TPEP防腐鋼管管道工程，徹底解決了魯西集團用水緊張的問題，可為城鄉供水和工業用水管道工程提供借鑒。

1 工程概況

東阿魯西供水管道工程始端位于大秦水庫出庫泵站出口接管點，末端位于魯西集團接管點。供水管道全長4.67km，設計流量0.64m3/s，設計工作壓力0.90MPa，設計管外徑為920mm，壁厚8mm，該管線由于穿越路、溝渠較多，地形復雜，因此,管材選用TPEP防腐鋼管。

2 TPEP防腐鋼管特點

TPEP防腐鋼管是一種外3PE內熔結環氧鋼管，其外壁底層為熱熔結環氧樹脂、中間層為膠黏劑、外層聚乙烯三層結構的防腐層，內壁為熱噴涂食品級環氧粉末防腐層，無毒無害，環保，橫斷面結構如圖1所示。

圖1 TPEP防腐鋼管橫斷面圖

2.1 供水量大

TPEP防腐鋼管內壁光滑、糙率小，水流流速大，同等流量下可以降低一個口徑等級。

2.2 施工方便

TPEP防腐鋼管管材通過了耐陰極試驗，不需要進行陰極保護，管道接口少，施工方便。

2.3 適用范圍廣

TPEP防腐鋼管管道機械強度高，耐腐蝕能力強，對因地面沉降等造成的管道變形，有非常強的承受能力，不會產生爆管現象，能適用于不同的地形和水文地質條件。

2.4 使用壽命長

TPEP防腐鋼管內壁采用納米級環氧粉末，符合飲用水標準，涂層具有自清潔功能，不結垢，耐腐蝕、耐磨、耐沖擊，終生免維護，免修補；外壁耐磕碰，防腐和機械保護效果好。

2.5 綜合成本低

TPEP防腐鋼管管道水頭損失小，需配套的水泵揚程低，電力設施功率小，能夠降低一次性投資和運行費用。

3 主要施工技術

TPEP防腐鋼管管道安裝施工流程如圖2所示。

圖2 管道安裝施工流程

3.1 焊前準備

管道在安裝前,首先檢查鋼管內外防腐層是否完好，如有破損，應先進行修補，合格后進行修口、清根，管口應做成30°～35°的坡口，管端內外15mm范圍內用角磨機打磨出金屬本色，并去除油污。

3.2 安裝對口

按所放樣的管道中心線，用25～35t起重機將管道吊裝就位對口。對口時，為了提高對口效率和焊接質量，采用對口器組對，使其內壁平整，內壁錯邊量不宜超過壁厚的10%，且不大于2mm，對口間隙1.50～3mm。直管管段兩相鄰環向焊縫的間距不小于200mm，并不小于管節的外徑，不得有十字型焊縫。

3.3 定位焊接

鋼管對口檢查合格后，及時用免充氬不銹鋼焊絲氬弧焊進行定位焊接，定位焊接長度80～100mm，點焊間距不大于400mm，焊縫厚度與第一層焊接厚度一致，防止焊接中焊點開裂。

3.4 底部焊接

管道焊接采用單面焊接雙面成型焊接方法，如圖3所示。為了避免出現一般電弧焊容易產生的焊瘤、未焊透和凹陷，減小焊接接頭變形量，提高表面平整度和焊接質量，底部焊接采用手工氬弧焊。焊接前將點固焊接兩端部位打磨，清理焊渣，選擇一點依次連續焊接。

3.5 填充層焊接

待底部焊接層溫度降至100℃以下時，將打底焊接面用角磨機打磨，徹底清除焊渣，然后選用與管體相應的碳素鋼堿性焊條，采用手工電弧焊焊接方法依次連續焊接。焊接前首先將焊條加熱至350℃保溫1小時后焊接(也可采用二氧化碳氣保焊藥芯焊絲焊接)，然后調整焊接電流，試驗性焊接合適后再對管道依次焊接。

3.6 蓋面層焊接

當填充層溫度降至100℃以下進行蓋面層焊接，焊接方法和工藝同填充層，蓋面焊縫必須有0.50～2mm的余高，不能存在咬邊和焊不透等缺陷，收弧坑必須填滿，不得出現凹坑。

3.7 焊縫檢查

3.7.1 焊縫拋光修整

對焊完的焊縫首先用角磨機將蓋面層焊接面進行拋光，清除焊縫、焊渣及焊縫邊緣的飛濺物，使焊縫平整。

3.7.2 外觀質量檢查

對所有焊縫的外觀質量進行檢查，其觀感質量應外形均勻，成型較好，焊道與母材之間平滑過渡，焊縫寬度應焊出坡口邊緣2～3mm，表面余高、咬邊深度和長度符合規范規定，表面無裂紋、夾渣。

3.7.3 無損檢測

現場焊接的管道焊縫應進行射線檢測，檢測質量應符合設計文件和規范規定。對射線檢測發現有不合格的焊縫，經返修后，應采用原規定的檢驗方法重新進行檢驗。

3.8 接口內防腐

管道接口涂裝前須將內表面灰塵、油污、焊渣、氧化皮等處理干凈，保持表面干燥無污。將防腐涂料口打開，把固化劑、專用稀釋劑加入涂料內，防腐劑∶固化劑為10∶1(或按產品說明書比例)，稀料適量充分攪拌均勻，熟化10min后進行涂刷，間隔1.5h后進行第二次涂刷。

3.9 接口外防腐

3.9.1 接口處理

首先用角磨機將管道連接處裸露鋼管的毛刺、焊渣、焊瘤、銹跡、殘留涂層、油污等清理干凈，做到表面光潔。接著對連接處兩側的聚乙烯層坡口打毛處理，每側的寬度10～15cm，聚乙烯層打毛時不得破壞涂層，露出底材。然后用毛刷和棉紗把清理下來的碎屑和灰塵清理干凈，保證修補層的結合力。前處理至刷底漆時間間隔不得超過30min，間隔期間若前處理的部位受到二次污染，必須重新進行前處理。修補區若受潮或有水分，必須采取措施干燥后再進行前處理。

3.9.2 刷底漆

首先將底漆的雙組份及稀料按照使用說明書的比例混合，攪拌均勻。然后在管道連接的裸露處用毛刷均勻涂刷底漆，涂刷厚度一般為120～150μm,以剛好把底材遮住為宜，不能露出底材。坡口處露出的環氧底層要涂刷底漆，但聚乙烯層不得涂刷底漆。

3.9.3 纏繞熱收縮帶

漆膜表干后應立即纏繞熱收縮帶，間隔時間不得超過10min。熱收縮帶的寬度應確保纏繞后能完全蓋住兩側打毛的部位，一般大于鋼管裸露寬度加兩側打毛寬度5～10cm，熱收縮帶的長度應保證纏繞后搭接8～10cm。本工程采用315cm×40cm×2.5mm(長×寬×厚)的熱收縮帶，如下頁圖4所示。

圖4 熱收縮帶

a.用烘烤槍將熱收縮帶一端10～15cm長度內的熱熔膠面均勻加熱，當熱熔膠發軟、變亮時立刻停止加熱，迅速將熱熔膠一面按壓在連接處，熱收縮帶要完全蓋住兩側打毛的區域，并用輥輪從中線向兩側滾壓，趕出黏結處的氣泡，使之固定。

b.將熱收縮帶沿管道軸向纏繞并拉緊，然后把熱收縮帶另一端10～15cm的熱熔膠層烤軟、發亮，迅速和熱收縮帶前端黏貼搭接在一起如圖5所示。

圖5 纏繞熱收縮帶

3.9.4 黏貼固定片

a.將固定片熱熔膠加熱熔融后，搭接在熱收縮帶外重疊搭接的合縫處，并用輥輪碾壓固定。

b.待固定片冷卻后用烘烤槍加熱熱收縮帶其他部位，加熱時從中間向兩邊均勻移動加熱，并用輥輪碾壓趕出氣泡，如圖6所示。

4 施工注意事項

TPEP 防腐鋼管安裝最關鍵的工序是焊接和防腐，為了確保質量，必須要做到以下幾點：焊接時必須采取擋風措施，嚴格控制焊接作業處的風速，避免產生氣孔；雨雪天或相對濕度大于90%時，必須停止焊接施工或采取有效防護措施，保證焊接質量和施工安全；嚴格控制焊接速度，保證焊縫飽滿，寬窄一致；陰雨天或相對濕度大于75%時必須停止接口內外防腐的施工；對熱收縮帶和固定片的加熱必須來回移動均勻加熱，防止燒焦碳化，從而影響性能。

圖6 黏貼固定片

5 結 語

實踐證明，東阿魯西供水管道工程采用的TPEP防腐鋼管，適應性強，管道接口少，施工方便，工藝和材料先進，質量可靠，節能環保，綜合成本低，使用壽命長。工程自2017年6月建成通水以來，運行良好，取得了良好的經濟效益和社會效益。