中水管線內襯修復方案
發(fā)布時間：2021-10-21
中水管線內襯修復方案
一、概況
1.1 公司概況
(原名南京)是國有大型企業(yè),
中水管線，管線管徑為DN300mm--DN350mm，需要修復管線全長約2000m，管線經過多年運行，因管道材質及腐蝕問題，近年來管線多處泄漏，已不能滿足正常生產及安全運行。為保證該管線正常生產及安全運行，擬采用等徑內襯修復在線管道技術，對該中水管線進行修復改造，以實現(xiàn)中水管線在線全程內襯修復。
二、編制依據(jù)及執(zhí)行標準：
施工組織設計編制依據(jù)及執(zhí)行標準：
2.1 給水管線平面圖及現(xiàn)場勘測記錄
2.2 有關國家、行業(yè)標準和規(guī)范，相關技術文件等
2.3《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》(GB50268-97)
2.4國家行業(yè)標準《埋地聚乙烯給水管道技術規(guī)程》（CJJ101-2004）
三、管道壓U法內襯管道修復技術：
我公司采用管道壓U法內襯管道修復技術和多種先進的管道清洗、防腐修復技術及配套專用設備。根據(jù)現(xiàn)場條件，采用建投寶碩生產的高密度聚乙烯(HDPE)，6mm壁厚管道壓U法修復管道。
管道內襯HDPE管道技術是使用一種外徑比原管道內徑稍大的HDPE管道，通過專用Ｕ形縮徑設備，截面被壓變成雙層Ｕ形，從而使襯管截面縮小約40%
。經牽引機將管道拉入清洗除瘤好的主管道內.
當管道完全進入主管道后，借助壓力和溫度使內襯管管徑回彈膨脹，內襯管外壁過盈貼附于主管道內壁，形成牢固的管中管，達到防腐和提高原管道承壓能力、延長使用壽命的目的。
3.3技術特點：
該技術具有如下特點：
3.3.1 HDPE管具有良好的化學穩(wěn)定性和耐腐蝕性，不易結垢。由于HDPE分子無極性，故化學穩(wěn)定性好，一般使用環(huán)境中的煤氣、天然氣、水（污水）、原油（成品油）、酸、堿等因素都不會對HDPE管造成損害，也不會滋生細菌、微生物、藻類等，常溫下除少數(shù)強氧化劑外大多數(shù)化學介質對其不起腐蝕作用。
3.3.2 HDPE具有優(yōu)異的耐磨性能。在同等條件下，HDPE管與鋼管的耐磨實驗結果表明：同壁厚HDPE管的耐磨能力為鋼管的四倍。
3.3.3 HDPE管摩阻系數(shù)小，可降低能耗，管線不會因內襯HDPE管直徑變小而影響輸送能力。相反，輸量還會有所增加。HDPE管內表面粗糙度只有0.01mm，磨阻系數(shù)極小，并在使用年限內不會隨時間而改變。
3.3.4 襯有HDPE管的管道可以增強管線的復合強度，提高原管線的承壓、耐壓能力。
3.3.5 施工速度快，穿插1Km約需1小時（不含管線改造、清洗除餾、恢復時間）。
3.3.6 綜合成本低，使用壽命長，一般可達到20～50年以上。
3.4配套技術：
3.4.1管線物理清洗技術：
公司十余年管道PIG方法清洗經驗及所擁有的先進的高壓水射流及物理清洗設備及技術，可有效清洗各類管線焊熘、污垢、氧化皮、泥沙及其他異物，為管道內襯HDPE管的成功提供了可靠的保障。
3.4.2 HDPE管的焊接技術：先進的HDPE管熱熔焊、可有效地將HDPE管連接在一起，且焊縫的強度高于HDPE管本身的強度。
3.4.3 法蘭及無法蘭焊接連接技術：
采用特殊接頭技術，可使修復后的管段之間實現(xiàn)復合法蘭連接。另外可根據(jù)業(yè)主需要制作法蘭，這樣就使穿插HDPE管后的鋼管連接技術有了質的突破。
3.4.4管道壓U技術：
HDPE管道經壓U后，能順利拉入被修管道中。這些技術的有機結合使HDPE管穿插技術提高到一個新水平。
3.4.5管道內窺檢測技術：
該系統(tǒng)具有牽引、攝像、探測、無線遙控、防水功能、直觀地檢測到管線內的腐蝕泄漏情況及修復后管線內部技術狀況。
四、施工總部署：
4.1組織機構
公司成立“中水管線內襯修復工程項目部”
人員組成如下：
項目部經理：
項目工程師：
項目部成員：
第一組：
第二組：
施工項目部職責：向公司負責，全面負責此項工程的全過程組織協(xié)調，認真嚴格履行工程合同，為建設單位提供優(yōu)質服務，確保該工程高速、優(yōu)質、安全及按期建成投產。
施工項目成員的職責：在項目經理的領導下，處理現(xiàn)場協(xié)調、工期進度控制、技術、質量安全、計劃、統(tǒng)計、材料供應等方面的問題，確保工程施工順利進行。
清洗部：負責管線的全線清洗及分段清洗除餾，負責操作坑警示標志及臨邊防護，負責環(huán)保工作。
穿插部：負責高密度聚乙烯(HDPE)管的試穿插及整段穿插：負責管線內窺探測。
高密度聚乙烯(HDPE)管焊接部：負責高密度聚乙烯(HDPE)管的轉場、焊接，負責高密度聚乙烯(HDPE)管的試壓；該部分二個機組。
4.4保證工程的技術措施：
4.4.1 采用先進的內襯高密度聚乙烯(HDPE)管技術和其它配套技術
4.4.1.1 管道物理清洗技術
4.4.1.2高密度聚乙烯(HDPE)管的焊接技術
4.4.1.3法蘭連接技術
4.4.1.4管道機器人內窺檢測技術
4.4.1.5壓U內襯高密度聚乙烯(HDPE)管技術
4.4.2 施工管理組織保證
公司為保質保量按期完成本項目的施工任務，組建有DN300-- DN350管線內襯施工經驗、技術素質和管理水平高的專業(yè)施工隊伍。
4.4.3 人員保證
4.4.3.1項目經理1人，由有內襯施工經驗的人員擔任。
4.4.3.2專業(yè)技術管理人員2人，具有助理工程師職稱以上，有豐富施工經驗。
4.4.3.3技術工人16人，具有特種作業(yè)操作資格（電工、電氣焊工、PE管焊接工、設備操作工）證書。
4.4.4 計劃保證
根據(jù)本工程特點制定科學合理的施工進度計劃，作為工程施工的指導性文件，并根據(jù)工程的實際進度情況及時調整，以確保工程按期完成。
4.4.5 制度保證
建立施工進度獎懲制度，調動和激勵員工積極性，在保質保量的前提下，確保進度計劃的執(zhí)行。
4.4.6 后勤保證
本項目配備專職的綜合管理員負責后勤保障工作，為施工人員做好后勤保障工作，以確保工程的順利進行。
五、施工方案
5.3 施工分段、設備擺放、操作坑開挖
操作坑開挖前應做好開挖位置的詳細探測，開挖過程中，做好地下管線、電纜、光纜及附近建筑物的保護，為防止土方塌方，要做好降水及必要的支撐工作。交通路及路口地帶，挖出的土方要按業(yè)主要求堆放即外運到指定地點。操作坑開挖完成后按規(guī)定設置圍欄、警示標志，操作坑尺寸根據(jù)管徑及管線埋深確定.
線清洗、除餾
直接采用牽引PIG方法進行分段清洗、除餾，清洗分兩個步驟來完成。
目的：清除污物、管內接口處焊餾、毛刺，達到HDPE管安全穿插條件。避免劃傷HDPE管。
5.4. 1用機器人對管內進行穿繩并內窺檢查確定是否除餾、通徑。
5.4. 2如果需要先后以5T、 20T牽引機為牽引動力，對管內進行除餾、通徑。按照機器人內窺檢查情況，確定除餾、通徑組合器尺寸，進行分級除餾、通徑。
5.4．3用通徑器對管段進行除餾、通徑，采用牽引法進行除餾 、通徑。
5.4.4通徑器通徑后，用PE管進行試穿插工作，檢查通徑、除餾效果及穿插阻力，穿插試驗段劃痕深度不大于PE管壁厚的15%，穿插阻力不大于30T/Km
，則通徑、除餾合格，可進行HDPE管穿插工作。
5.5 HDPE管熱熔焊接：
此工序作業(yè)和清洗除餾工序同步進行。依據(jù)施工作業(yè)指導書要求，技術人員編制熱熔焊接工藝指導書，對焊接組人員進行技術交底。焊接組負責人指定專人做好焊接紀錄。焊接過程中要嚴格執(zhí)行工藝參數(shù)，嚴禁隨意更改，焊接場所要注意防塵、防風、防雨。每段管線焊接完成進行氣密性試壓，試驗壓力0.1Mpa，管線穩(wěn)壓30分鐘，無泄漏為合格。
5.5.1 焊接方法及其選擇
聚乙烯管道發(fā)展至今，其常用的連接方法主要有兩種，即：熱熔對接連接、電熔連接。在此項工程中采用熱熔對接連接。
5.5.2 熱熔對接連接的原理
熱熔對接連接的原理：聚乙烯管道是利用聚乙烯樹脂經擠出成型而得到的。如果在一定的壓力和溫度下，聚乙烯樹脂分子可相互連接成更長的分子鏈，從而使管材連接成為一體。
5.5.3 熱熔對接連接工藝規(guī)程
（1）概要
1．本指導書適用于該工程用聚乙烯 PE300-350級管材、管件之間的連接。
2．操作人員應遵循該工藝規(guī)程和焊接工藝參數(shù)。
（2）使用設備
|
序號 |
設備名稱 |
規(guī)格型號 |
適用管材規(guī)格 |
|
1 |
熱熔對接焊機 |
SHD-200/300/400/500/600/800 |
Ф200～Ф800 |
（3） 焊接參數(shù)
1．熔接溫度
我公司采用HDPE300-350的聚乙烯給水管材、管件，其合適的熔接溫度應在210±10℃。
2．焊接過程的操作壓力和時間
將加熱板放入兩管端之間，加壓到p1，加熱時間為 t1 。其目的使初始熔融的物料在壓力的作用下全部擠出，直到管材兩端面每一點均和加熱板緊密接觸為止，保證下一步加熱時，兩管端能均勻吸熱。
（4）設備操作工藝規(guī)程
1．焊接準備
焊接準備是焊接前必須進行的步驟，操作人員必須予以充分的重視。
A. 設備應置于平整、干燥、并有足夠操作空間的場地，否則，應采取相應的措施。
B. 檢查整個機具各個部位的緊固件有無脫落或松動，并予以必要處理。
C. 檢查整機電器線路有無損壞，并予以必要處理。
D. 檢查液壓箱內液壓油是否充足。
E. 確認電源與機具輸入要求相匹配。
F. 將與管材規(guī)格一致的卡瓦裝入機架。
G. 準備足夠的支撐物，以保證待焊接管材可與機架中心線處于同一高度，并能方便移動。
H. 將焊機各部件按照要求插裝連接好并檢查無誤。
I. 設定加熱板溫度至200～220℃。
J. 接通焊機電源，打開加熱板、銑刀和油泵開關并試運行，檢查各自工作是否正常。
2．焊接
在焊接過程中，操作人員一般應參照焊接工藝卡各項參數(shù)進行操作。但必要時，應根據(jù)天氣、環(huán)境溫度等變化對其作適當調整。
A. 核對欲焊接的管材規(guī)格、壓力等級是否正確，檢查其表面是否有磕、碰、劃傷，如傷痕深度超過管材壁厚的10%，應予以局部切除后方可使用。
B. 用干凈的布清除兩管端的油污或異物。
C. 將欲焊接的管材置于機架卡瓦內，使兩端伸出的長度相當（在不影響銑削和加熱的情況下應盡可能短），管材機架以外的部分用支撐物托起，使管材軸線與機架中心線處于同一高度，然后用卡瓦緊固好。
D. 置入銑刀，先打開銑刀電源開關，然后在合攏管材兩端，并加以適當?shù)膲毫?，直到兩端均有連續(xù)的切屑出現(xiàn)后，撤掉壓力，略等片刻，再退開活動架，關掉銑刀電源。切屑厚度應為0.5mm左右，通過調節(jié)銑刀片的高度可調節(jié)切屑厚度。
E. 取出銑刀，合攏兩管端，檢查兩端對齊情況。管材兩端的錯位量不應超過壁厚的10%，通過調整管材直線度和松緊卡瓦可予以改善；管材兩端面間的間隙也不應超過壁厚的10%，否則應再次銑削，直到滿足上述要求。
F. 將加熱板表面的灰塵和殘留物清除干凈（應特別注意不能劃傷加熱板表面的不粘層），檢查加熱板溫度是否達到設定值。
G. 加熱板溫度達到設定值后，放入機架，施加規(guī)定的壓力，直到兩邊最小卷邊達到規(guī)定值（0.1×管材壁厚+0.5）mm。
H. 將壓力減小到接觸壓力，繼續(xù)加熱規(guī)定的時間。
I. 時間達到后，退開活動架，迅速取出加熱板，然后合攏兩管端，其時間間隔應盡可能短，最長不應超過切換時間。
J. 將壓力上升至規(guī)定值熔接壓力，保壓自然冷卻。冷卻規(guī)定的時間后，卸壓，松開卡瓦，取出連接完成的管材。
（5） 熱熔連接焊接接頭外觀檢驗要求
熱熔連接完成后，應進行外觀質量檢驗，不符合要求的應進行返工，直到檢驗合格為止。復合法蘭連接螺栓連接用力均勻，對稱擰緊，管材管件連接時應盡可能的對正法蘭連接應平行同心
（6）注意事項
A. 因HDPE管在穿插過程中要承受較大的拉伸力，而且內襯HDPE管又是薄壁管，所以在熱熔焊對接連接時，一定要校正兩對應連接管的同軸度，防止偏心，導致接觸面過小，不能形成均勻的卷邊，影響焊接強度。
B. 焊接完畢時一定要在保壓狀態(tài)下自然冷卻，直至冷卻到環(huán)境溫度。切忌人為強制冷卻以免造成焊縫應力集中。
C. 如遇大風和雨天，焊接必須在防風、防雨棚中進行，以免影響焊接質量。
D. 如果環(huán)境濕度較大，在焊接前應對焊口進行干燥處理。
E. 在HDPE管穿插之前，要用專用工具刮平外部焊縫卷邊，以減小穿插阻力，同時保證HDPE管與鋼管內壁達到緊密貼合。
管線焊接完成進行氣密性試壓，由于管線分段多，每一段PE管進行氣密性試壓浪費時間，可以把幾段連接后進行整體試壓再分割，具體分幾段試壓可根據(jù)現(xiàn)場地形確定。試驗壓力0.1Mpa，管線穩(wěn)壓30分鐘，無泄漏為合格。
5.6 HDPE管內穿插
5．6.1試驗段穿插
在正式穿插前，先用一段長度為6米的試樣HDPE管段進行試穿插，主要目的是：（1）檢查待修復主管的通徑；（2）確定摩擦阻力的大??；（3）檢查試樣襯管的表面損傷情況，確定待修管道的內表面狀況。若試穿插遇阻或者表面損傷嚴重，須對待修主管做進一步的處理
5.6.2管線的分段穿插
穿插作業(yè)在HDPE管焊接完成，試壓合格后及清洗、試穿插合格后進行。穿插前分別調試縮徑機、牽引機至最佳狀態(tài)。
HDPE管經縮徑機緩慢拖入管道，縮徑機的進給速度略小于牽引速度。機械式牽引機牽引速度控制在15~18米/分鐘，液壓式牽引機的牽引速度控制在3~8米/分鐘。
牽引機和管線的固定問題，要采取牢固、簡潔方便的固定方法，把牽引機和管線連接在一起。
5.7 接頭連接
管線連接采用復合法蘭連接，每段HDPE管穿插后，借助壓力和溫度使內襯管管徑回彈膨脹，內襯管外壁過盈貼附于主管道內壁，形成牢固的管中管，然后對于HDPE管余量進行處理、焊接PE復合法蘭。
5.7.2閥門連接
閥門處的改造采用復合法蘭連接方式，在預先挖好的閥門改造坑處斷開已穿插好的HDPE管，電熔焊好復合法蘭，連接好閥門后用鋼護套進行防腐處理。