超高分子量聚乙烯管(UHMWPE)安装工法

超高分子量聚乙烯管(UHMWPE)安装工法

1 前言

1.1 工艺简介

超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是由乙烯、丁二烯单体在催化剂的作用下，聚合而成的粘均分子量大于200万的热塑性工程塑料。超高分子量聚乙烯管（UHMWPE）具有极高的耐磨性、抗冲击性、优良的抗内压强度、耐环境应力开裂性、良好的自润滑、抗粘附性、独特的耐低温性、优良的化学稳定性等优越性能，广泛应用于冶金矿山、电力、石油、天然气、纺织、造纸、食品、化工、机械、电气等行业。

超高分子量聚乙烯管(UHMWPE)原理是：UHMWPE的分子量一般在100万以上，而普通的HDPE 分子量在5万~30万范围，但其分子结构与HDPE基本相同，也是一种线型分子结构。其熔体强度极高．实际上是处于凝胶状态，它是一种对热剪切极不敏感的聚合物。所以UHMWPE的耐磨性在已知塑料中名列第一，比聚四氟乙烯高6倍，比聚氨酯也高6倍。

1.2 工法简介

我公司在攀钢选钛厂扩能改造工程中成功地应用了此方法，并且效果非常理想，所以通过在施工过程中不断摸索、总结，从而形成了该工法—超高分子量聚乙烯管（UHMWPE）安装工法。

2 工法特点

2.1 本工法与传统施工方法相比，在节约施工工期及成本上有比较明显的优势，如果采用传统的方法，管道必须保证精确测量，一旦有误即返厂进行修改，将浪费大量的人力和物力。

2.2本工法与传统施工方法相比，在施工操作上更简便快捷，即可以在现场对制造的管道进行截短及修改：第一步，将细法兰套入聚乙烯直管段（如图2.2-1）；第二步，将聚乙烯直管段

端头挤压成型（如图2.2-2）

3

3.1 对工期要求紧、工艺流程复杂、管道用量大、磨损严重的耐磨管道工程，特别能发挥其高效，干练性，同时本工法还适合少投入多产出的经济效益原则。

3.2 对相似的衬里管道，具有较高的参考价值。

4 工艺原理

该工法的工艺原理是：利用超高分子量聚乙烯管在其临界温度以下的柔软性、可塑性进行加热、翻边，达到在现场取得所需长度管道的目的，大大提高了安装的灵活性。

5 施工工艺流程及操作要点

5.2 安装及试验

5.2.1 材料准备

成品管材及管件进货应具备材质证明书及出厂合格证，并对其外观进行检查，应符合国家相关规定。

5.2.2 支架制安

大型管道支架在加工厂制作，小型支架根据现场的实际情况，在现场进行制作，施工时应注意：

1 应根据实际情况，逐一确定支架的尺寸。

2 支架的切割与安装螺孔，宜采用机械加工。

5.2.3 支架安装时应注意：

1 支架的间距要符合设计及规范的要求，管径小、压力高的管道，间距取小值。由于超高分子量聚乙烯管刚性小于钢管，则支架间距小于同等管径钢管的支架间距。

2 按要求进行焊接。

3 支架的顶面应垂直或水平；同一直管段的支架顶面应在同一平面。

5.2.4 放线测量

根据施工图纸和现场实际情况，准确测量管线，绘制单线图，对于后期的安装工作致关重要。测量采用线坠与盘尺相配合，应力求精确，以减少后期现场安装的工作量。测量时，进一步核实管道走向，如遇障碍，及时与甲方和设计联系，更改走向或采取其它措施。放线时还需特别注意保证管道的坡度，矿浆自流管道坡度必须保证大于10%。将单线图核实后，及时发回制造厂制作。制作时应严格保证相关尺寸和角度，出厂应经检验合格。

5.2.5 管道安装

1 管道安装应严格按照图纸及管道单线图进行。

2 首先将管子、管道组合件、管件在地面组装，长度以方便吊装为宜。采用起重设备将管段吊起轻轻落在支架上，用支架上的卡环固定，防止滚落。尺寸无误的管道，即可上紧螺栓。尺寸发生变化的管道，及时判断是弯头的角度变化或是直管段的长度变化，以便采取措施。管道安装后，再用水平尺在每段上进行复核，防止局部管段有“塌腰”或“拱起”现象。另外还要检查管道的坡向，坡度必须符合设计要求。法兰、焊缝及其它连接件的设置应便于检修。不得任意在管道上增加载荷。对于压力管道其法兰连接时应保持平行，其偏差不大于法兰外径的1.5‰，且不大于2mm，不得用强紧螺栓的方法消除歪斜。在安装过程中，应采用严格的措施防止铁锈、焊渣及可燃物等进入管道内。

3 在安装管道时尽量减少空中对口。如必须空中对口时必须搭设操作平台，操作平台搭设采用架钢管、钢跳板等材料。

4 法兰应按照规范要求进行安装,金属垫片出厂前应进行检验。

5 管道安装后的偏差应符合下面的要求。

1) 一般管道安装的允许偏差。

2) 与机器连接的管道安装允许偏差。

5.2.6 管道翻边

管道翻边是此工法最为重要的一环，确定管道实际需要长度后，预留翻边长度后用手提式切割机切割，切割至规定长度。如为复合管，则用氧气乙炔焰切割外层钢管道，切割时，火焰应尽量靠近管道外径的切线方向，以免火焰伤害超高分子量聚乙烯管内部组织。用火焰快速沿圆周移动加热超高分子量聚乙烯管道，火焰加热的温度应严格控制，一般为2000C。待超高分子量聚乙烯管变软变透明后，嵌入压模，用千斤顶顶动管道，待其具有初始变形后，用平口起子沿圆周移动协助翻边。管口翻边后，继续用千斤顶顶动管道到达法兰位置，待成形后用水快速冷却。翻边后不得有裂纹、豁口及褶皱等缺陷，并应有良好的密封面；翻边端

图5.2.6-1管道翻边示意图

面与管中心线应垂直，允许偏差为1mm；厚度减薄率不应大于10%；管口翻边后的外径及转角半径应能保证螺栓及法兰自由装卸。法兰与翻边平面的接触应均匀、良好。

6 材料与设备

7 质量控制

7.1施工前对作业班组全体成员认真做好技术交底、现场交底，要求班组及时熟悉图纸，掌握安装顺序质量要求，并严格按施工方案进行施工。

7.2成立质量技术监督小组，坚持开展质量周检查活动，对施工中出现不按规范和不符合设计要求的质量问题，应督促班组及时整改。

7.3管道安装应参见设计安装技术要求及安装说明：

7.3.1《工业金属管道工程施工及验收规范》（GB50235-97）

7.3.2《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB50236-98）

7.4安装前必须对标高、定位轴线、基础轴线等进行检查，轴线标志及标高基准点应准确。7.5现场安装焊接的电气焊工必须考试合格，并取得相应的操作证方可上岗作业。

7.6焊缝出现裂纹时焊工不得擅自处理，待查清原因，制订出修补工艺后方可处理。并且同一焊缝部位返修次数不宜超过两次，如超过两次应按返修工艺进行。焊接完毕，焊工应将焊缝表面的溶渣及两侧飞溅物清除干净，检查焊缝外观质量，合格后在工艺规定焊缝及部位打上焊工钢印。

8 安全措施

本项目为技改工程，生产过程中的主要危险、有害因素有：①车间内管道施工交叉作业严重，触电、机械伤害等可能造成人身伤害事故；②电气突发性灾害等有可能引发火灾事故；

③车间的高浓度施工性粉尘、施工性噪声、易燃易爆介质气体等主要职业有害因素会影响生

产操作工人的身体健康。

8.1 电气安全

地面上的电气线路、高低压配电室等建筑物按国家有关规范要求作防雷接地。所有供用电设备不带电外壳均应按相关规范作保护接地。

8.2 机械安全措施

设备的裸露转动、传动部分均设置安全防护罩，部分设置防逆转等装置，设备吊装孔洞处设安全栏杆和防护挡板。危险场所和要害部门均设置醒目安全标志。

8.3 防火防爆与消防

要在施工区域放置足够的灭火器，在甲方车间有消防设施的地方设置明显的标志牌。

8.4道路交通主要安全设施考虑如下：

8.4.1标志（牌），主要划分有警告标志、警令标志、指示标志等。标志（牌）设置在急弯、陡坡、视线不良、高路堤等路段，交通标志牌和标志线的名称、图形、颜色、具体设置地点等均按现行的有关道路交通标志和标线的标准执行。

8.4.2墙式护栏，设置在急弯、陡坡等路段。该安全路段的路基、路面宽度，均适当增加，并符合厂矿道路建筑限界的规定。

9 环保措施

9.1 工地现场悬挂文明施工标志牌、条幅、张贴宣传标语，采用多种形式，向项目部全体员工进行文明施工教育，提高全员文明施工意识。施工场地场容整洁，各种材料、机具堆放、停置有序，并作标识。施工垃圾设置专用场地堆放，并且将可回收与不可回收的垃圾分开并作好相应的标识。

9.2 现场文明施工，爱护建设单位的各种设施，保护当地资源。

9.3 主要污染源

杂物：如废钢板，焊条及焊渣等，要由专人收集，统一堆放，由公司废钢厂统一回收。

噪声：噪声污染源主要来吊装和组对管道作业工程，通过选用低噪声设备、设置减震装置等噪声控制措施，噪声强度可降低10～15dB(A)，经距离衰减后基本可满足相关标准限值要求。运输设备噪声通过采取提高路面结构技术等级，控制车辆行驶速度等措施来降低噪声污染的影响。

10 效益分析

实践证明，采用超高分子量聚乙烯管安装工法，保证了选钛厂扩能改造工程的工程进度，

并且从实施的效果看，是行之有效、经济合理的，保证了施工质量、缩短了试验工期，无论是对施工方还是业主方都是十分有益的，其显著的经济效益和社会效益是十分突出的，具有广泛的推广价值。

11 应用实例

本工法已成功运用到攀钢集团选钛厂扩能改造工程、钛白粉厂精红石钛白扩能Ⅰ标段、Ⅱ标段工程施工中，施工质量完全达到国家、行业规范的要求，并且通过对多个车间管道的安装，并掌握其安装要点，大大地缩短了超高分子量聚乙烯管的安装时间，提高了施工效率。