1、中石油东北炼化工程有限公司吉林分公司第 1 页 共 11 页专业技术报告报告题目：高分子材料管道安装 呈报单位：抚顺丁苯橡胶项目部 姓 名：许 恩 慧 定级资格：技术员 撰写时间：2010 年 10 月 27 日 中石油东北炼化工程有限公司吉林分公司第 2 页 共 11 页高分子材料管道安装目 录摘要 2一、概述 3二、常用高分子材料简介 41、工程塑料 .42、合成橡胶 .5三、常用高分子材料的应用及施工工艺 61、硬质聚氯乙烯（PVC 管） 62、聚乙烯管（PE 管） .83、ABS 管 9四、高分子材料管道安装案例分析 10中石油东北炼化工程有限公司吉林分公司第 3 页 共 11 页摘要
2、在世界范围内, 高分子材料的制品属於最年轻的材料。它不仅遍及各个工业领域, 而且已进入所有的家庭, 其产量已有超过金属材料的趋势，将是 世纪最活跃的材料支柱。高分子材料在我们身边随处可见。在我们的认识中，高分子材料是以高分子化合物为基础的材料。高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料。从我们以前学过的化学知识中可以知道，高分子材料其实是有机化合物， 有机化合物是碳元素的化合物。除碳原子外, 其他元素主要是氢、氧、氮等。碳原子与碳原子之间，碳原子与其他元素的原子之间，能形成稳定的结构。碳原子是四价， 每个一价的价键可以和一个氢原子键连接， 所以可形成为数众
3、多的、具有不同结构的有机化合物。有机化合物的总数已接近千万种，远远超过其他元素的化合物的总和， 而且新的有机化合物还不断地被合成出来。这样, 由于不同的特殊结构的形成，使有机化合物具有很独特的功能。高分子中可以把某些有机物结构（又称为功能团）替换，以改变高分子的特性。高分子具有巨大的分子量, 达到至少万以上，或几百万至千万以上，所以，人们将其称为高分子、大分子或高聚物。高分子材料包括三大合成材料, 即塑料、合成纤维和合成橡胶（未加工之前称为树脂）。关键词：高分子 材料 管道 安装 工艺中石油东北炼化工程有限公司吉林分公司第 4 页 共 11 页一、概述高分子材料有天然的，如松香、淀粉、天然橡胶
4、等；也有人工合成的，如塑料、合成橡胶等。工业上高分子材料主要是人工合成的。高分子材料管道的施工也要遵守一定的施工程序：施工准备、施工启动、管道组成件检验、试验、管道预制加工、管道安装、管道系统压力试验、系统泄漏性试验、质量评定、交工验收。其中施工准备要做好以下几点：施工现场及暂设准备：四通一平（场地平整，水、电、通讯、道路通） 、预制厂及材料库建设、现场办公室布置等；技术准备：图纸汇审及设计交底、施工方案编制、建立焊缝管理数据库、建立材料数据库、材料预算等；施工资源准备：施工管理人员到位、直接劳动力储备、施工机具准备。施工启动包括直接劳动力到位、施工机具进场及调试、技术交底、安全交底、质量创优
5、交底、施工工艺卡下发等。二、常用高分子材料简介常用高分子材料包括工程塑料和合成橡胶。1、工程塑料工程塑料是在玻璃态下使用的高分子材料，在一定温度、压力下可塑制成型，并在常温下保持其形状不变。塑料与橡胶、纤维的界限并不严格，橡胶在低温下、纤维在定向拉伸前都是塑料。由于塑料的原料丰富，制取方便，成型加工简单，成本低。并且不同塑料具有多种性能，因此应用非常广泛。（1）塑料的组成实际使用的塑料是以树脂为主要成分，加入各种添加剂塑制成型的。树脂是塑料的主要成分，它对塑料的性能起着决定性作用。添加剂是为改善塑料某些性能而加入的物质，其中，填料主要起增强作用；增塑剂用于提高树脂的可塑性和柔软性。（2）塑料的
6、分类按树脂受热时的行为可分为热塑性塑料和热固性塑料。按使用范围可分为中石油东北炼化工程有限公司吉林分公司第 5 页 共 11 页通用塑料、工程塑料和特种塑料。通用塑料产量大，价格低，用途广，主要包括聚乙烯（PE） 、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯、聚丙烯(PP)、酚醛塑料和氨基塑料等，是一般工农业生产和生活中不可缺少的廉价材料，其产量约占塑料总产量的 3/4 以上。 （3）常用工程塑料1）一般结构用塑料一般结构用塑料包括聚乙烯（PE） 、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯、聚丙烯(PP)和ABS 塑料等。聚乙烯的合成方法有低压、中压、高压三种；聚氯乙烯成本低，但有一定毒性，根据增塑剂的用量不同分为硬质
7、和软质两种；聚苯乙烯电绝缘性优良，但脆性大，主要用于日用、装潢、包装及工业制品；聚丙烯具有优良的综合性能，可用来制作各种机械零件；ABS 塑料由丙烯腈(A)、丁二烯（B）苯乙烯（C）三种单体共聚而成，兼有三种组分的功能，是具有“坚韧、质硬、刚性”的材料。2）耐蚀用塑料主要有聚四氟乙烯、氯化聚醚等。3）耐高温用塑料这类塑料主要有聚砜、聚苯醚、聚酰亚胺及氟塑料等。4）热固性塑料热固性塑料是在树脂中加入固化剂并压制成型的体型聚合物。主要有酚醛树脂和环氧塑料等。2、合成橡胶橡胶是以高分子化合物为基础的具有高弹性的材料。（1）橡胶的组成和性能特点工业橡胶是由生胶和橡胶配合剂组成。生胶是指无配合剂、未经硫
8、化的橡胶，其来源有天然和合成两种。橡胶的最大特点是高弹性，它的弹性模量很低，只有 1MPa。橡胶有储能、耐磨、隔音、绝缘等性能，广泛应用于制造密封件、减振件、电线等。（2）常用合成橡胶中石油东北炼化工程有限公司吉林分公司第 6 页 共 11 页合成橡胶按用途和用量分为通用橡胶和特种橡胶。前者主要用于制作轮胎、运输带、胶管、胶板、垫片、密封装置等；后者主要用于高低温、强腐蚀、强辐射等特殊环境下工作的橡胶制品。三、常用高分子材料的应用及施工工艺1、硬质聚氯乙烯（PVC 管）（1）一般规定1）粘接接口不宜在 5以下施工，橡胶圈不宜在-10以下施工；2）在安装法兰接口的阀门和管件时，应采取防止外加拉应
9、力的措施。口径大于100mm 的阀门下应设支墩；3）管道在敷设过程中可以有适当的弯曲，但曲率半径不得大于管径的 300 倍，转弯处应加支设。如下图所示： Ra管 道 转 弯 处 的 支 设4）在硬聚氯乙烯管道穿墙处，应设预留孔或安装套管，在套管范围内不得有接口，硬聚氯乙烯管道与套管之间应用麻油填塞。（2）管道连接硬聚氯乙烯管可以采用橡胶圈接口、粘接接口、法兰连接等型式。最常用的是橡胶圈和粘接连接，橡胶圈接口适用于管外径为 63315mm 的管道连接；粘接接口只适用于管外径小于 160mm 管道的连接；法兰连接一般用于硬聚氯乙烯管与铸铁管等其他管材阀门等的连接。1）橡胶圈连接锯管及坡口 清理工作
10、表面 涂润滑剂 连接 安装检查中石油东北炼化工程有限公司吉林分公司第 7 页 共 11 页 橡胶圈连接的管材在施工中被切断时，须在插口端另行倒角（坡口） ，并应划出插入长度标线，然后再进行连接。切断管材时，应保证断口平整且垂直管轴线。常使用细齿锯或割管机切断，用倒角器或中号板锉坡口； 连接时，将连接管道的插口对准承口，保持插入管段的平直，用手动葫芦或其它位力机械将管一次插入至标线。如下图所示： 用塞尺顺承口间隙插入，沿管圆周检查橡胶圈的安装是否正常。2）管道粘接连接 粘接连接的管道在安装中被切断时，须在插口端另行锉成坡口后再进行连接。坡口长度一般不小于 3mm；坡口厚度约为管壁厚度的 1/31
11、/2； 切断管材时，应保证断口平整且垂直管轴线。常使用细齿锯或割管机切断，用倒角器或中号板锉加工坡口； 管材或管件在粘合前，应用棉纱或干布将承口内侧和插口外侧表面擦拭干净。当表面沾有油污时，须用棉纱蘸丙酮等清洁剂擦净； 粘接前应将两管试插一次，使插入深度及配合情况符合要求，并在插入端表面划出插入承口深度的标线。管端插入承口深度应答符合设计或规范要求，应不小于下表的规定：管材插入承口深度 （mm）管材公称外径 20 25 32 40 50 63管端插入承口深度16.0 18.5 22.0 26.0 31.0 37.5切管及坡口 清理工作表面 粘接 安装检查插 入 预 标 线 橡 胶 垫 圈橡 胶
12、 垫 圈 承 接 口中石油东北炼化工程有限公司吉林分公司第 8 页 共 11 页管材公称外径 75 90 110 125 140 160管端插入承口深度43.5 51.0 61.0 68.5 76.0 86.0 承插口涂刷粘接剂后,应立即找正方向将管端插入承口，用力挤压，使管端插入深度至所划标线，并保证承插接口的直度和接口位置正确，同时必须保持规定的时间，以防接口脱落。参考下表：粘接接合最少保持时间公称外径（mm） 63 以下 63160保持时间（s） 30 60（3）系统试压1）大于 110mm，长度大于 50m 的管道应进行水压试验（在没有水源条件的地方允许采用气压试验） ；2）水压试验工
13、艺要求 试验介质采用洁净水。向管内灌水时，应打开管道各高点处的排气阀，待水灌满后，关闭所有排气阀与进水阀； 加压时，压力应逐渐升高，到了一定数值时，应停下来检查，无问题时，再继续升压，一般应分 23 次使压力升至试验压力； 管道严密性试验时，将管内水加压到 0.35Mpa，并保持 2h，检查各部位，以无渗漏或其它不正常现象为合格；3）试验时应遵守以下规定： 对于粘接连接的管道须在安装完毕 48h 后才能进行试验； 管道的强度试验应在沟槽回填土厚度达到管顶以上不少于 0.5m，并至少48h 后才能进行； 试验管段上的三通、弯头特别是管端的盖堵的支撑要有足够的稳定性； 试验时，向管内注水同时要排掉
14、管道内的空气，水必须慢慢进入管道，以防发生气锤或水锤。2、聚乙烯管（PE 管）（1）管道连接1）聚乙烯管道连接方法有电熔连接（电熔承插连接、电熔鞍形连接）或热熔连中石油东北炼化工程有限公司吉林分公司第 9 页 共 11 页接（热熔承插连接、热熔对接连接、热熔鞍形连接） 。聚乙烯管道与金属管道连接时，必须采用钢塑过渡接头连接。电熔连接采用电熔焊机或全自动电熔焊机，将连接处清理干净，用专用的电熔连接机具进行组对。电熔承插连接管材的连接端应切割垂直，以保证有足够的熔融区。常用旋转切刀切割连接端；电熔鞍形连接时，干管连接部位应用托架支撑并固定，保证连接面能完全吻合。热熔承插连接管材的连接端应切割垂直，
15、热熔对接连接采用专用对接焊机，应铣削连接面，使其与管轴线垂直。2）聚乙烯管道不同连接形式应采用对应的专用连接工具。连接时，不得使用明火加热；3）聚乙烯管道连接时，管端应洁净；4）聚乙烯管道连接结束后，应进行外观质量检查，不合格者必须返工，返工后重新进行接头外观质量检查；（2）系统试压1）聚乙烯管道系统安装完毕，在强度试验时，使用洗涤剂或肥皂液检查接头是否漏气。应在检验完毕后，及时用水冲去检漏的洗涤剂与肥皂液；2）试验介质宜用压缩空气，其温度不宜超过 40，压缩空气出口端应安装分离器和过滤器，防止有害物质进入聚乙烯管道；3）聚乙烯管道的强度试验压力应为管道工作压力的 1.5 倍，试验时，应缓慢升
16、压，达到试验压力后，稳压 1h，不降压为合格；4）聚乙烯管道的强度试验、严密性试验与金属管道相同。3、ABS 管（1）ABS 管道的特点1）具有良好的冲击强度，并能承受较高的工作压力；2）化学性能稳定，无毒无味，能耐酸、碱，且用于食品工业也无毒无味；3）使用温度范围广：为-4080；4）质轻、节省投资、外形美观、阻力小；5）管道连接方便，密封性能好；中石油东北炼化工程有限公司吉林分公司第 10 页 共 11 页（2）ABS 管道连接ABS 管道连接方式一般采用粘接。一般在 24h 后可交付使用。1）管段长度确定后用锯切割，管两端应保持平整，并垂直于管轴线，用锉刀除去毛边并倒角，倒角一般为 2m
17、m45；2）量出管子插口的粘合面长度并在管子上标上记号；3）用中号砂纸或砂布轻轻地砂磨管子粘合表面；4）用干净的棉布擦净砂磨后的表面，再用蘸有清洁剂的棉布擦拭；5）搅拌粘合剂，将粘合剂交替地轴向涂于管材的插口外表面与管件承口的内表面，通常均涂二次，应涂刷均匀；6）涂粘合剂后，立即将管子完全推入管件承口内达到插入深度的标记处，防止中断，不要扭转，大口径管子轴向推力保持半分钟；7）擦掉接合处多余的粘合剂，及时盖紧粘合剂的筒盖，防止粘合剂挥发。四、高分子材料管道安装案例分析高分子材料管道施工案例及分析如下：2009 年新疆独山子石化检维修过程中，供排水车间加药装置的加药罐和抽药泵中间的 PVC 管线
18、局部破裂，根据车间长期对 PVC 管线使用情况的反应，该种管线在使用过程中经常出现局部破裂的情况，因此希望用其它材质较之更耐用的管线对其进行替代，最终选择了 PE 材质的管线进行替代安装，可是最终的结果导致抽药泵进口流量不足，不能正常工作。该段管线原本是外径为 20 的 PVC 管，安装的新 PE 管的外径同样为 20的，但是阀门用的不是以前用的球阀而是闸阀，所以车间工作人员认为可能是阀门的问题，所以把所有的阀门更换为球阀，但更换成之后问题还是没有得到解决。最终经过研究分析，真正的原因有两个：第一，虽然这两种管子的外径是一样大的，都是 20 的，但 PE 管的壁厚明显大于 PVC 管的壁厚，所
19、以 PE 管的内径就明显小于同样外径的 PVC 管的内径，这是造成抽药泵流量不足的一个重要原因；第二，PE 管的连接方式用的是热熔工艺，本来管内径就小于 PVC 管，在热熔以后 PE 管的连接部分内径比热熔之前更小了，而且热熔挤压之后会在管中石油东北炼化工程有限公司吉林分公司第 11 页 共 11 页件连接的地方挤压出一些塑料出来，这样也同样影响了管子的流量；第三，泵出口的管线还是之前外径为 20 的 PVC 管，而此时泵出口管线的管内径大于泵入口 PE 管的管内径，这样也造成了泵在工作中产生了负压，影响了泵的正常工作。最终，把 PE 管换成了管径为 25 的优质 PVC 管，结果泵恢复了正常的工作。以上的高分子材料管道安装的案例，告诉我们不同的管子在外径相同的情况下，由于壁厚和连接工艺的不同，其产生的结果也会大相径庭，所以在施工过程中，要充分的考察每个工艺的需要和性质，这样才能使建设工作做到万无一失。
