东阿鲁西供水管道TPEP防腐钢管特点及施工技术浅析

(东阿县水务局，山东 东阿 252200)

近年来,随着鲁西集团规模日益扩大，用水量急剧上升，地下水资源紧缺，供水能力不足已经成为制约企业发展的瓶颈，为保证鲁西集团更好的发展，急需建设供水管道增加供水量来解决企业用水问题。东阿鲁西供水TPEP防腐钢管管道工程，彻底解决了鲁西集团用水紧张的问题，可为城乡供水和工业用水管道工程提供借鉴。

1 工程概况

东阿鲁西供水管道工程始端位于大秦水库出库泵站出口接管点，末端位于鲁西集团接管点。供水管道全长4.67km，设计流量0.64m3/s，设计工作压力0.90MPa，设计管外径为920mm，壁厚8mm，该管线由于穿越路、沟渠较多，地形复杂，因此,管材选用TPEP防腐钢管。

2 TPEP防腐钢管特点

TPEP防腐钢管是一种外3PE内熔结环氧钢管，其外壁底层为热熔结环氧树脂、中间层为胶黏剂、外层聚乙烯三层结构的防腐层，内壁为热喷涂食品级环氧粉末防腐层，无毒无害，环保，横断面结构如图1所示。

图1 TPEP防腐钢管横断面图

2.1 供水量大

TPEP防腐钢管内壁光滑、糙率小，水流流速大，同等流量下可以降低一个口径等级。

2.2 施工方便

TPEP防腐钢管管材通过了耐阴极试验，不需要进行阴极保护，管道接口少，施工方便。

2.3 适用范围广

TPEP防腐钢管管道机械强度高，耐腐蚀能力强，对因地面沉降等造成的管道变形，有非常强的承受能力，不会产生爆管现象，能适用于不同的地形和水文地质条件。

2.4 使用寿命长

TPEP防腐钢管内壁采用纳米级环氧粉末，符合饮用水标准，涂层具有自清洁功能，不结垢，耐腐蚀、耐磨、耐冲击，终生免维护，免修补；外壁耐磕碰，防腐和机械保护效果好。

2.5 综合成本低

TPEP防腐钢管管道水头损失小，需配套的水泵扬程低，电力设施功率小，能够降低一次性投资和运行费用。

3 主要施工技术

TPEP防腐钢管管道安装施工流程如图2所示。

图2 管道安装施工流程

3.1 焊前准备

管道在安装前,首先检查钢管内外防腐层是否完好，如有破损，应先进行修补，合格后进行修口、清根，管口应做成30°～35°的坡口，管端内外15mm范围内用角磨机打磨出金属本色，并去除油污。

3.2 安装对口

按所放样的管道中心线，用25～35t起重机将管道吊装就位对口。对口时，为了提高对口效率和焊接质量，采用对口器组对，使其内壁平整，内壁错边量不宜超过壁厚的10%，且不大于2mm，对口间隙1.50～3mm。直管管段两相邻环向焊缝的间距不小于200mm，并不小于管节的外径，不得有十字型焊缝。

3.3 定位焊接

钢管对口检查合格后，及时用免充氩不锈钢焊丝氩弧焊进行定位焊接，定位焊接长度80～100mm，点焊间距不大于400mm，焊缝厚度与第一层焊接厚度一致，防止焊接中焊点开裂。

3.4 底部焊接

管道焊接采用单面焊接双面成型焊接方法，如图3所示。为了避免出现一般电弧焊容易产生的焊瘤、未焊透和凹陷，减小焊接接头变形量，提高表面平整度和焊接质量，底部焊接采用手工氩弧焊。焊接前将点固焊接两端部位打磨，清理焊渣，选择一点依次连续焊接。

3.5 填充层焊接

待底部焊接层温度降至100℃以下时，将打底焊接面用角磨机打磨，彻底清除焊渣，然后选用与管体相应的碳素钢碱性焊条，采用手工电弧焊焊接方法依次连续焊接。焊接前首先将焊条加热至350℃保温1小时后焊接(也可采用二氧化碳气保焊药芯焊丝焊接)，然后调整焊接电流，试验性焊接合适后再对管道依次焊接。

3.6 盖面层焊接

当填充层温度降至100℃以下进行盖面层焊接，焊接方法和工艺同填充层，盖面焊缝必须有0.50～2mm的余高，不能存在咬边和焊不透等缺陷，收弧坑必须填满，不得出现凹坑。

3.7 焊缝检查

3.7.1 焊缝抛光修整

对焊完的焊缝首先用角磨机将盖面层焊接面进行抛光，清除焊缝、焊渣及焊缝边缘的飞溅物，使焊缝平整。

3.7.2 外观质量检查

对所有焊缝的外观质量进行检查，其观感质量应外形均匀，成型较好，焊道与母材之间平滑过渡，焊缝宽度应焊出坡口边缘2～3mm，表面余高、咬边深度和长度符合规范规定，表面无裂纹、夹渣。

3.7.3 无损检测

现场焊接的管道焊缝应进行射线检测，检测质量应符合设计文件和规范规定。对射线检测发现有不合格的焊缝，经返修后，应采用原规定的检验方法重新进行检验。

3.8 接口内防腐

管道接口涂装前须将内表面灰尘、油污、焊渣、氧化皮等处理干净，保持表面干燥无污。将防腐涂料口打开，把固化剂、专用稀释剂加入涂料内，防腐剂∶固化剂为10∶1(或按产品说明书比例)，稀料适量充分搅拌均匀，熟化10min后进行涂刷，间隔1.5h后进行第二次涂刷。

3.9 接口外防腐

3.9.1 接口处理

首先用角磨机将管道连接处裸露钢管的毛刺、焊渣、焊瘤、锈迹、残留涂层、油污等清理干净，做到表面光洁。接着对连接处两侧的聚乙烯层坡口打毛处理，每侧的宽度10～15cm，聚乙烯层打毛时不得破坏涂层，露出底材。然后用毛刷和棉纱把清理下来的碎屑和灰尘清理干净，保证修补层的结合力。前处理至刷底漆时间间隔不得超过30min，间隔期间若前处理的部位受到二次污染，必须重新进行前处理。修补区若受潮或有水分，必须采取措施干燥后再进行前处理。

3.9.2 刷底漆

首先将底漆的双组份及稀料按照使用说明书的比例混合，搅拌均匀。然后在管道连接的裸露处用毛刷均匀涂刷底漆，涂刷厚度一般为120～150μm,以刚好把底材遮住为宜，不能露出底材。坡口处露出的环氧底层要涂刷底漆，但聚乙烯层不得涂刷底漆。

3.9.3 缠绕热收缩带

漆膜表干后应立即缠绕热收缩带，间隔时间不得超过10min。热收缩带的宽度应确保缠绕后能完全盖住两侧打毛的部位，一般大于钢管裸露宽度加两侧打毛宽度5～10cm，热收缩带的长度应保证缠绕后搭接8～10cm。本工程采用315cm×40cm×2.5mm(长×宽×厚)的热收缩带，如下页图4所示。

图4 热收缩带

a.用烘烤枪将热收缩带一端10～15cm长度内的热熔胶面均匀加热，当热熔胶发软、变亮时立刻停止加热，迅速将热熔胶一面按压在连接处，热收缩带要完全盖住两侧打毛的区域，并用辊轮从中线向两侧滚压，赶出黏结处的气泡，使之固定。

b.将热收缩带沿管道轴向缠绕并拉紧，然后把热收缩带另一端10～15cm的热熔胶层烤软、发亮，迅速和热收缩带前端黏贴搭接在一起如图5所示。

图5 缠绕热收缩带

3.9.4 黏贴固定片

a.将固定片热熔胶加热熔融后，搭接在热收缩带外重叠搭接的合缝处，并用辊轮碾压固定。

b.待固定片冷却后用烘烤枪加热热收缩带其他部位，加热时从中间向两边均匀移动加热，并用辊轮碾压赶出气泡，如图6所示。

4 施工注意事项

TPEP 防腐钢管安装最关键的工序是焊接和防腐，为了确保质量，必须要做到以下几点：焊接时必须采取挡风措施，严格控制焊接作业处的风速，避免产生气孔；雨雪天或相对湿度大于90%时，必须停止焊接施工或采取有效防护措施，保证焊接质量和施工安全；严格控制焊接速度，保证焊缝饱满，宽窄一致；阴雨天或相对湿度大于75%时必须停止接口内外防腐的施工；对热收缩带和固定片的加热必须来回移动均匀加热，防止烧焦碳化，从而影响性能。

图6 黏贴固定片

5 结 语

实践证明，东阿鲁西供水管道工程采用的TPEP防腐钢管，适应性强，管道接口少，施工方便，工艺和材料先进，质量可靠，节能环保，综合成本低，使用寿命长。工程自2017年6月建成通水以来，运行良好，取得了良好的经济效益和社会效益。