聚氯乙烯給水管道破裂粘接修復工藝優化

2024-12-31 00:00:00令芝紅曹占輝

粘接 2024年7期

摘要：為有效緩解聚氯乙烯給水管道接近使用年限，施工不當、管材管件配合不到位、膠粘劑質量不合格等各種原因導致破裂而需修復的問題，對于修復用膠粘劑及粘接修復工藝的要求越來越高，且明確指出針對不同施工環境選擇可滿足多重條件的膠粘劑，以有效保障給水管道粘接修復效果。通過概述粘接技術，以及聚氯乙烯給水管道破裂原因，深度解析了聚氯乙烯給水管道破裂粘接修復工藝的破裂定位、表面處理、備膠粘劑、粘接修復、整飾加工、質量檢測全過程，以期為給水管道粘接修復獲得理想效果提供參考依據。

關鍵詞：聚氯乙烯；給水管道；粘接修復；工藝優化

中圖分類號：TQ433.4+35" " " " " " " " " " " " "文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " "文章編號：1001-5922（2024）07-0025-03

Optimization of PVC water supply pipeline rupture

bonding repair process

LING Zhihong1， CAO Zhanhui2

（1. Tong Chuan Vocational and technical college，Tongchuan 727031，Shaanxi China；

2. China Southwest Architectural Design and Research Institute Co.，Ltd.，Chengdu 610041，China）

Abstract： In order to effectively alleviate the problems of PVC water supply pipelines approaching their service life，improper construction， inadequate fitting of pipes and fittings， unqualified adhesive quality and other reasons that cause rupture and need to be repaired，" the requirements for repair adhesives and bonding repair processes are becoming higher and higher， at the same time， it is explicitly stated that adhesives that can meet multiple conditions for different construction environments should be selected to effectively ensure the bonding repair effect of water supply pipelines. By summarizing the bonding technology and the causes of PVC water supply pipeline rupture， the whole process of rupture positioning， surface treatment， adhesive preparation， bonding repair， finishing processing and quality inspection of PVC water supply pipeline rupture bonding repair process is deeply analyzed， in order to provide a reference for the ideal effect of water supply pipeline bonding repair.

Key words：polyvinyl chloride （PVC）；water supply pipelines；rupture；bonding repair；process optimization

給水管道以輸水效率高且水體損失少，占地面積小且可持續運行等優勢特性，在給排水與輸調水等多領域深受青睞。而受制于自然災害、使用年限、管材質量等問題，以往管道老化與破損現象屢見不鮮，以此聚氯乙烯管道誕生。其不僅耐腐蝕、耐沖擊、耐摩擦、強度高，且質輕、衛生、可回收利用、破損率低，目前已普及至給水、排水與工業管道等多領域［1?2］。

但聚氯乙烯給水管道破裂問題依舊不可小覷，通常出現于管材與管接頭的銜接位置，再加上管材與接頭材質脆化，安裝時易于磕碰與碾壓致使破裂，對此常以膠粘劑粘接。而后續服役期間由于膠粘劑質量、施工不當等導致銜接位置發生滲漏，這就需要根據實際情況進行更換或者修復。修復時主要采用膠粘劑進行二次粘接，但是由于粘接舊管道，需徹底清理表面，適度處理管件老化等多層面問題，整個修復工藝與工序十分復雜［3?5］。據此，為保證聚氯乙烯給水管道破裂修復效果，本文主要基于粘接技術與膠粘劑深度解析了管道破裂修復工藝。

1" "粘接技術

粘接技術即基于不同膠粘劑將不同材料粘合為整體。由于粘接技術不會應力集中，且牢固性高、成本低等，得以在工業生產、建筑工程領域普遍應用，尤其是管道等設備修理［5?6］。

1.1" "結構粘接

建筑設備需承受較大荷載，若是發生斷裂則需及時采用粘接技術進行修復，而只有高要求粘接強度，才可確保設備長期受力后粘接位置依舊可以正常服役。因此，當建筑設備發生斷裂情況時，例如殼體、管道、立柱等結構，利用粘接技術進行修復可達到理想效果。

1.2" "表面涂抹

膠粘劑是粘接技術的主要載體，不同膠粘劑作用大相徑庭。若建筑設備涂抹絕緣性膠粘劑，則可防止金屬漏電故障，保障設備與施工人員安全；若建筑設備涂抹耐腐蝕性膠粘劑，則可減少空氣內腐蝕性物質對設備侵襲，延長設備使用壽命；若建筑設備涂抹適用于滑動零部件的膠粘劑，則可提高零部件耐磨性與耐摩擦性。

1.3" "密封處理

建筑設備中許多零部件密封性較高，明確要求不可發生滲漏，既有密封方式漏洞較多，極易出現泄漏，而粘接技術條件下以密封膠密封處理，且與既有密封方式相結合，可收獲意想不到的密封效果。

1.4" "帶壓堵漏

粘接技術的突出性作用便是可帶壓堵漏，即在設備運行不中斷的前提下對破裂位置進行重新粘接修復，可在管道與閥門等設備破裂修復中產生不可小覷的實踐效果。

2" "聚氯乙烯給水管道破裂原因

聚氯乙烯給水管道破裂原因較多，主要體現于多方面［7?8］。首先，管材質量不合格、與管件間隙配合公差出格、橢圓度存在偏差等；其次，經驗不足導致操作不當，粘接后固化時間短、未按照規定設置水泥止推墩導致管理保護不當等；再次，安裝方式不合理，尤其是粘接前清理粘接面等準備工作不到位，膠粘劑用量超標致使滲透于管材內部而底部軟化，安裝時顧此失彼致使管件剪切強度受影響；最后，外界環境因素，即交叉作業引起事故，特殊溫度與天氣環境下粘接受阻。上述多種因素的存在皆會在一定程度上引發聚氯乙烯給水管道發生破裂，從而影響給水作業。

3" "聚氯乙烯給水管道破裂粘接修復工藝

3.1" "管道粘接施工流程

聚氯乙烯給水管道粘接施工流程［9?10］具體如圖1所示。

3.2" "破裂定位

可采取負壓波形圖方式檢測聚氯乙烯給水管道破裂情況，其原理在于正常給水管道水流動是由高壓區域流至低壓區域，而給水管道發生破裂時，破裂位置水流動區域的空氣密度有所變化，致使水流動出現些許變化，從而正常流動方向與行為直接轉變為四周流動，多數水資源趨向于破裂位置流動，少數水資源趨向于給水管道出口流動?；谪搲翰ㄐ螆D方式可實時采集給水管道內部水資源水波傳遞聲波，若是傳遞聲波突變則表明聚氯乙烯給水管道發生破裂，以助于及時對給水管道進行安全檢測。相較于正?？諝猸h境下液體流動波形，聚氯乙烯給水管道內部水流動波形傳播速度較快。由于給水管道破裂，內部氣壓變化，水流動的波動幅度下降，導致水資源在既定時間之內的流動距離可達到正常距離兩倍。因此，可于聚氯乙烯給水管道內安設壓力傳感器，以此給水管道水流動氣壓所生成波傳播至設定距離所需時間，以及波在給水管道內的傳播速度，進而快速明確破裂位置，實現聚氯乙烯給水管道破裂定位［11?12］。

3.3" "表面處理

通過清水、毛刷、干布、壓縮空氣等方式先行清理聚氯乙烯給水管道破裂位置的泥土、灰塵、油垢等污染物，再以紗布進行打磨粗化，破裂位置內外以丙酮與乙酸乙酯等溶液反復清潔，然后利用自來水反復沖洗，直至破裂位置表面完全干凈。

3.4" "準備膠粘劑

3.4.1" "膠粘劑

以聚氯乙烯、過氯乙烯樹脂、硅烷偶聯劑、丙酮、乙酸乙酯、四氫呋喃、環己酮為原料進行聚氯乙烯給水管道破裂粘接修復用膠粘劑制備。準備500 mL三口燒瓶，清洗干凈并晾曬至完全干燥，添加55 g乙酸乙酯與24 g聚氯乙烯粉末，持續攪拌至混合均勻；其次，于燒杯內摻入120 g環己酮，以電動攪拌器不間斷攪拌90 min至混合均勻，且聚氯乙烯粉末完全溶于溶液；再次，摻入0.5 g硅烷偶聯劑，以電動攪拌器快速攪拌10 min至完全溶解；最后，出料以生成無色透明狀膠粘劑。

3.4.2" "玻璃纖維復合材料

聚氯乙烯給水管道破裂粘接修復用玻璃纖維復合材料由管道補強配套膠、玻璃纖維配套膠、高強玻璃纖維制成。

玻璃纖維復合材料使用時需確保缺陷修補材料、高強玻璃纖維織物布、玻璃纖維補強配套膠相配合發揮作用，才可生成高強復合材料，進而達到聚氯乙烯給水管道破裂粘接修復理想效果。值得注意的是，需清理腐蝕或破裂管道，去除雜質并打磨干凈后利用缺陷修補材料及時修補；固化后于涂抹玻璃纖維配套膠，纏繞高強玻璃纖維織物布，確保配套膠浸潤玻璃纖維，以確保整體性；整體固化后所生成玻璃纖維復合材料抗拉強度與彈性模量較高，可替聚氯乙烯給水管道承擔部分載荷，以避免給水管道破裂位置由于內部壓力造成膨脹或者拉伸應力，從而實現裂紋補強，恢復給水管道載荷承受能力［13］。

3.5" "粘接修復

表面處理玻璃纖維復合材料，調配膠粘劑待用。清洗干凈聚氯乙烯給水管道破裂位置，以丙酮與乙酸乙酯溶液處理，于給水管道四周涂抹膠粘劑，再覆上玻璃纖維復合材料，以玻璃纖維織物布纏繞。涂抹膠粘劑時為避免包裹空氣生成氣泡或者氣孔，涂抹時需始終按照同方向旋轉，嚴格把控速度，以排除氣體與水分。反復循環，以玻璃纖維織物布纏繞3層，再外涂一層膠粘劑，室溫狀態下靜置固化1 d［14］。

3.6" "整飾加工

適度整飾加工已粘接修復聚氯乙烯給水管道破裂位置，刮除多余膠體并打磨至光滑。

3.7" "質量檢測

通過肉眼或者放大鏡觀察聚氯乙烯給水管道破裂粘接位置周圍是否出現翹曲、鼓起、疏松、缺膠、接縫不到位等情況；檢查粘接修復后聚氯乙烯給水管道是否依舊存在裂紋，繼續滲漏，以水壓法在給水管道內注入0.4 MPa壓力水保持5 min，若無滲漏與明顯降壓則表明粘接修復質量合格；相反，則表明待進一步粘接修復。結果表明，以此粘接修復工藝實現的聚氯乙烯給水管道破裂修復效果十分理想［15?16］。

4" "結語

由于聚氯乙烯給水管道破裂粘接修復是對舊管道粘接，若是表面清理不徹底或者管材管件老化嚴重，根本無法徹底解決問題，而且替換破損管材以通箍方式沿著管道自由活動以無縫連接新管材與舊管材，只能實現管材修復連接，不僅工藝工序復雜，且耗時耗力。據此，本文提出以膠粘劑為材料對聚氯乙烯給水管道破裂進行2次粘接以修復，可獲得理想且良好的修復效果。

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