钢骨架复合管工艺施工方法及技术研究

钢骨架复合管工艺施工方法及技术研究

邓铁桥

江西核工业建设有限公司 江西省南昌市 330006

摘要：钢骨架复合管具有钢管和塑料管的双重优点，其耐候、耐热、耐腐蚀方面有优越的性能优势。钢骨架塑料复合管是一种以缠绕并焊接成型的钢丝网作为加强骨架，以聚乙烯等热塑性塑料为基体，通过成型机头将两者均匀地复合在一起，连续生产的复合结构管道。

关键词：钢骨架；复合管工艺；施工方法；技术

引言

钢骨架聚乙烯塑料复合管简以优质低碳钢丝为增强相,聚乙烯(PE)为基体,通过成型机将钢丝焊接成网,与熔融聚乙烯在复合机头内进行复合挤出,经冷却、牵引、切割、封端,最后成型。其结合了塑料的耐腐蚀性与钢的强度为一体,具备优良的柔韧性能,抗蠕变性能好、持久机械强度高、耐温性能好、通流能力强、双面防腐、不会发生快速开裂,自示踪性好适合于长距离埋地管道系统。

1焊渣清除装置的设计

底座与设备本体间绝缘性好，不能影响经纬线的电阻点焊。焊接瞬间产生热量较大，要耐高温120℃--140℃；装置要随焊轮不断转动，保证钢槽可灵活自动调整角度；焊接主机系统具有强磁场，避免强磁场影响装置的应用效果；空间有限，装置必须小巧，不能影响其他工艺操作。焊渣清除装置设计灵活，安装和维修方便，故障率低，成本低，焊渣清除效果良好，具有很好的推广应用价值。为油田化学助剂驱油介质输送和油田产能建设提供优质的非金属管材，提高了用户对企业产品质量的认可度，提高了企业信誉度和竞争力。

2钢骨架塑料复合管带压开孔工艺

针对钢骨架塑料复合管有限元模型可进行如下假设：在不考虑管道自重和密封工具对管道作用的影响下，由于整个开孔过程是在匀速条件下进行，其温度基本不会出现过多变化，并且不会出现大幅度振动，所以在整个管道开孔过程中不需要考虑到温度对管道质量带来的影响。而钢丝和塑料物质间不存在任何空隙，即使塑料和钢丝间具有较强的黏结性，能避免工作人员考虑到钢丝和塑料间的摩擦问题。同时，为保证整个计算结果的准确性，边界条件和管道实际情况要基本相同，实际管道长度要超过实际管道长度，管道作为无限延长，为消除管道边缘效益，通常管道有限元模型长度要高于管道直径长度的四倍，为真实模拟出管道固定情况，通常在管道一侧选择管道三个方向进行移动。基于此力学平衡公式和管道强度理论，工作人员可将高密度聚乙烯、纬线钢丝、复合管道中的经线形成薄壁圆筒，有利于工作人员进行建模工作。构建一个和实际尺寸相同的圆筒，沿着壁厚将圆筒设置为三层单元，其中内外两层作为高密度聚乙烯，剩下一层作为等效钢丝网层。在管道模型中间位置向外建设大量圆柱，再利用布尔运算方式，从管道模型中将圆柱去掉，从而得到开孔的孔径初始值，然后根据顺序来划分需要加载的面区域；利用共用节点的方式，在内外层聚乙烯和等效钢丝层间进行耦合连接，再根据材料力学性能将其分为钢丝和塑料两种材料的模型。考虑到要消除模拟管道两侧的边缘效应，在选择模型时，要选择超过管径长度4倍的管道，来进行开孔管段的模拟工作，并将管道开孔初始尺寸设置为D0=Dout/3，其中Dout表示拟开孔管道外径，从而构建钢骨架塑料复合管带压开孔的ANSYS有限元模型，进而改变整个开孔孔径，有利于后期工作人员开孔模型尺寸的模拟计算。在安装管道后，要及时进行施压、吹扫等工作，试验介质要利用无油压缩氮气或者空气，尽可能提升管道吹扫压力，要确保压力高于0.9MPa。同时，在进行压力试验和吹扫试验时，要将系统中设计压力相邻管道阀门进行相互连接，并在系统中的连接点阀门位置安装盲板隔离，在吹扫试验后再将临时性盲板拆除。吹扫检验方法是利用无尘布浸泡丙酮，再将其轻轻擦拭管道内部，重点擦拭死角位置，如三通、弯头、阀门等位置，用肉眼来确定判断管道内部是否存在污染物质，如果不存在则判定为合格。

3复杂条件下钢丝网骨架聚乙烯复合管施工技术

3.1SRTP管沟槽开发或锚杆打孔支架安装

洛宁抽水蓄能电站SRTP管沟槽开挖时，埋设SRTP管道需合理组织沟槽开挖。若SRTP管埋设位置涉及机动车道，管顶覆土应大于1.0m；当埋设位置涉及非机动车道或人行道，SRTP管顶覆土深度大于0.6m。SRTP管道沟槽施工时，对沟槽两侧植被或山体进行合理加固，若对周边环境产生影响，应停止SRTP管施工，及时通知监理工程师，及时对SRTP施工方法进行调整。沟槽开始施工时靠近车行道，为加强夜间施工人员的安全，在沟槽两侧假设荧光警示标志和护栏。锚杆钻孔每个法兰的连接点处，设置一个锚杆支架支撑固定点，固定方式为U形螺栓紧固。支撑点的最大距离不得大于5.0m。锚杆钻孔安装流程：脚手架搭设→钻孔→清孔→锚杆制作→锚固剂锚杆安装→管道敷设。锚杆选用手风钻在隧道内钻孔，如发生塌孔时，要立刻停止钻进，在合适位置重新选取位置钻孔；打好锚杆孔后，需及时清理孔内碎石或石粉，使锚杆孔内无杂物，清理锚杆孔时采用施工用水进行冲洗，接着用高压气枪吹锚杆孔，及时清除孔内积水。

3.2SRTP管道安装

（1）SRTP安装前准备工作。SRTP管施工铺设前需要做好准备工作，验收没有问题后才可进行布设需保证SRTP管有合格证、沟槽开挖施工符合规范，SRTP管无裂缝、弯曲等现象，没有出现凹陷、机械破坏，安装SRTP管件前，对SRTP管道、内部须清理，管内不得有杂物，根据SRTP管公径、沟槽和施工机具具体情况，埋地管道可直接放入开挖好的管沟内，也可在沟外连接后平稳下沟，有效保护管道。（2）安装SRTP管。钢丝网骨架聚乙烯复合管出厂前与高强法兰压制成型，将SRTP管用法兰连接，SRTP管安放时应注意保护SRTP管，严禁用车辆拖拽SRTP管，保护好SRTP管，SRTP管安装要结合沟槽施工进度，在接头处可加强防护，便于施工。

4钢骨架聚乙烯塑料复合管施工工艺

4.1材料存放、搬运

管材、管件最好存放在通风良好的房间或简易遮阳棚内。必要时也可以露天存放,但要做好防阳光直射、暴晒措施。管材存放时应水平堆放在平整的支架上或地面上且地面无尖锐杂物,堆放高度不超过1.5m,当采用加工措施放置时,堆放高度可适当提高,高度≤3m。在管材、管件搬运过程中要做好保护措施,应小心轻放,不得抛扔和沿地拖拽。装卸过程中必须采用软保护吊装带进行装卸。禁止用绳子贯穿两端来装卸管材,应采用两个吊点起吊管材。

4.2焊接

焊接前先检查管道对接口四周间隙是否严密。核对所使用的电熔类型、电阻值,根据管材厂家建议选定焊接工艺参数,本项目采用天津正维HTC-9C焊机,焊接工艺根据管道规格按预热—冷却—焊接—冷却—补焊五个阶段,控制电压、电流熔焊时将焊机输出端插头插入电熔接头插孔,注意要插实,通电加热的电压、电流和加热时间一定要参照焊接工艺参数及周围环境等条件综合考量后设定,并做好记录,焊接过程中要时刻监测电流状况,直至原定的焊接时间终点。电熔焊接时注意观察套管接头变形情况和管材表面温度变化是否正常,若出现异常,要立即停止作业,查明原因,采取措施,保证施工质量。

结语

施工期间要按工艺要求严格控制,工程各分段试压期间所有焊口无一处泄漏。应用钢骨架复合管工艺更便于安装。

参考文献

[1]朱英霞,王匀,万苗苗等.芯模填充对铜钛复合管绕弯截面畸变和壁厚减薄作用的模拟研究[J].航空制造技术,2020,63(21):54-62.

[2]朱英霞,施伟,涂文斌等.不同试样对TA2/T2双金属复合管绕弯成形回弹模拟的适用性研究[J].锻压技术,2020,45(12):102-109.