PE熱熔技術(shù)優(yōu)勢(shì)及其在節(jié)水滴灌中的應(yīng)用

張大勇

摘要 針對(duì)我國(guó)吉林省白城地區(qū)地形起伏、土質(zhì)復(fù)雜、氣候寒冷等特殊條件，對(duì)PE熱熔技術(shù)包括工藝、設(shè)備等進(jìn)行了深入分析，并詳細(xì)介紹了該技術(shù)在節(jié)水滴灌工程中的應(yīng)用及其技術(shù)操作要點(diǎn)，提出該技術(shù)的實(shí)施與應(yīng)用不僅克服了地勢(shì)復(fù)雜、冬季寒冷施工不便等因素，而且降低了滴灌成本，增加了農(nóng)民收入，并對(duì)滴灌工程的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行以及實(shí)現(xiàn)水肥一體化并保證穩(wěn)產(chǎn)起到了重要作用。

關(guān)鍵詞 PE熱熔技術(shù)；優(yōu)勢(shì)；節(jié)水滴灌；應(yīng)用

中圖分類號(hào) S275.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2016）05-0203-02

吉林省白城項(xiàng)目區(qū)地勢(shì)起伏、土質(zhì)復(fù)雜，水土保持差，冬季寒冷施工不便。干旱少雨，降水存在不均衡性，降水與作物生育期需水規(guī)律不同步，導(dǎo)致干旱，嚴(yán)重影響播種出苗質(zhì)量。農(nóng)作物灌水不均，產(chǎn)量低。針對(duì)項(xiàng)目區(qū)現(xiàn)狀和存在的問題，實(shí)施應(yīng)用了PE熱熔管技術(shù)并采用滴灌方式進(jìn)行灌溉，有利于提高作物產(chǎn)量，促進(jìn)水土保持，對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益的提高意義顯著。

1 PE熱熔管材優(yōu)勢(shì)分析

滴灌用PE管材屬于聚乙烯類高分子化合物，其具有安全衛(wèi)生的特點(diǎn)，屬于綠色建材，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成任何污染。同時(shí)PE管材具有韌性、撓性好的優(yōu)勢(shì)，具有優(yōu)越的熱熔焊接性能，氣密性極佳，耐腐蝕性和抵抗裂紋快速傳遞能力也較強(qiáng)，在地勢(shì)復(fù)雜不平整的崗地或山地、土質(zhì)有砂石粒、冬季寒冷等條件下應(yīng)用其前景更廣泛。

2 PE熱熔技術(shù)概況

2.1 PE管熱熔三要素

PE管熱熔三要素即溫度、壓力和時(shí)間，溫度指的是PE管材的熔融溫度，壓力指的是PE管管口的對(duì)接壓力，時(shí)間指的是各個(gè)工藝過程實(shí)施的時(shí)間。

2.2 PE管熱熔工藝過程

PE管熱熔工藝過程對(duì)PE管的粘接可靠性影響較大。主要包括以下幾方面：一是PE管端口面的制備。PE管對(duì)接的端口面要用銑刀銑平，并保持清潔。二是加熱。在壓力下夾緊2個(gè)管端面，通過電加熱板給PE管加熱。三是撤離電加熱板。PE管加熱完成之后，迅速撤離電加熱板，并在短時(shí)間內(nèi)將加熱完畢的PE管對(duì)接。四是保壓硬化。PE管對(duì)接完成后，在設(shè)定的壓力狀態(tài)下保持一段時(shí)間，使對(duì)接部位冷卻硬化[1]。

2.3 熱熔設(shè)備

我國(guó)對(duì)聚乙烯管道的焊接質(zhì)量和熔接參數(shù)無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，為達(dá)到可靠的熔接效果，在設(shè)備選擇上需進(jìn)行嚴(yán)格選型。施工機(jī)具分為電熔焊機(jī)和熱熔對(duì)接焊機(jī)2種，具體所采用的熱熔對(duì)接焊機(jī)可分為全自動(dòng)和半自動(dòng)熱熔焊機(jī)2種。選擇時(shí)可根據(jù)PE管材的大小選擇熱熔機(jī)的規(guī)格型號(hào)，PE250熱熔機(jī)可適用于250、225、200、180、160、140、125、110、90 mm型號(hào)規(guī)格的PE管。PE450液壓自動(dòng)熱熔焊機(jī)由機(jī)架、液壓站、銑刀、加熱板、壓力表及380 V發(fā)電機(jī)組成，焊接范圍為280、315、355、400、450 mm等規(guī)格型號(hào)，不同的機(jī)型應(yīng)配套不同型號(hào)的發(fā)電機(jī)即220 V或380 V。安裝工具包括裝卡瓦工具、呆扳手、活動(dòng)扳手、鉗子、梅花螺絲刀、平口螺絲刀等。

3 PE熱熔技術(shù)在節(jié)水滴灌中的應(yīng)用

3.1 施工安裝

一是打開卡瓦放入管材，用干凈布清除兩管端部的污物。然后根據(jù)所焊制的管材或管件更換夾具，選擇合適的卡瓦，使對(duì)接兩端伸出的長(zhǎng)度大致相等且在滿足銑削和加熱要求的情況下應(yīng)盡可能縮短。管材在機(jī)架外的部分用支撐架托起，然后用卡瓦緊固好。二是置入銑刀，然后緩慢合攏兩管材焊接端并施以適當(dāng)?shù)膲毫?，然后撒掉壓力，片刻后再退出活?dòng)架。切屑厚度0.5～1.0 mm，保證兩對(duì)接面的端面平整、光潔。三是兩對(duì)焊管段的錯(cuò)邊不應(yīng)超過管材壁厚的10%。四是加熱板溫度達(dá)到設(shè)定值后，放入機(jī)架，施加壓力直至兩邊最小卷邊達(dá)到規(guī)定的寬度時(shí)，壓力減小到規(guī)定值，進(jìn)行吸熱。五是從加熱結(jié)束到熔融對(duì)接的切換周期越短越好，以保證對(duì)接質(zhì)量。六是熔融對(duì)接過程應(yīng)始終處于熔融壓力下進(jìn)行[2-4]。

3.2 PE熱熔管道的試壓

PE熱熔管道系統(tǒng)在投入運(yùn)行前應(yīng)進(jìn)行壓力試驗(yàn)。壓力試驗(yàn)包括壓管覆土、檢查、強(qiáng)度試驗(yàn)及水密性試驗(yàn)，測(cè)試時(shí)一般用水作為試驗(yàn)介質(zhì)，如無水介質(zhì)時(shí)，可以采用空氣作為介質(zhì)進(jìn)行試壓。

3.2.1 壓管覆土。壓管覆土的作用主要是固定PE管在管溝內(nèi)擺放的自然直線和彎曲度，管道在進(jìn)壓時(shí)不會(huì)擺動(dòng)、脫裂、拱起，可確保試壓的正常進(jìn)行。

3.2.2 試壓程序。首先要檢查地下管道的覆土是否全部完成，檢查合格后，再打開首部過濾器進(jìn)水口、出水口所有閥門，然后再打開主干、分干和末端干管的排水閥門，關(guān)閉出地樁所有閥門。檢查首部設(shè)備、水泵、配電柜、過濾器是否正常。檢查無誤后啟動(dòng)水泵進(jìn)行水密性試驗(yàn)。在試壓前要認(rèn)真檢查首部設(shè)備的完好情況，包括電壓、電流、電機(jī)水泵是否正常，檢查各主干管、分干管的閥門是否全部打開，出地樁的所有閥門是否全部關(guān)閉，按照程序確認(rèn)無誤后，開始?jí)毫υ囼?yàn)[5-8]。

3.2.3 強(qiáng)度試驗(yàn)。在管道內(nèi)的全部空氣和管道內(nèi)的污物全部排除后，管道末端排水口流出清水后，關(guān)閉末端排水閥門，慢慢升壓將壓力提高到要求的壓力值，開始時(shí)立即將壓力升到工作壓力并保持2～3 h，仔細(xì)觀察壓力表和管線，如果未發(fā)現(xiàn)泄漏且沒有明顯的壓力下降，則表明該管道通過壓力試驗(yàn)。

3.2.4 水密性試驗(yàn)。水密性試驗(yàn)壓力應(yīng)為工作壓力的1.15倍，將管道壓力提高到試驗(yàn)壓力后，穩(wěn)定一段時(shí)間，待溫度、壓力均穩(wěn)定后開始計(jì)時(shí)，一般穩(wěn)壓24 h，若未發(fā)現(xiàn)明顯泄漏或壓力下降，則表明通過水密性試驗(yàn)。

3.3 運(yùn)行管理

3.3.1 系統(tǒng)的運(yùn)行。

（1）系統(tǒng)運(yùn)行前首先要檢查首部設(shè)備、電源、電壓、電流、變壓器、水泵電機(jī)、過濾器是否正常。

（2）打開過濾器進(jìn)水口、出水口、水泵、主干管、分干管末端、輪灌小區(qū)出地樁的閥門確定全部打開后，啟動(dòng)水泵沖洗管道內(nèi)的泥土污物，清水流出后關(guān)閉末端閥門開始輪灌。

（3）輪灌小區(qū)要嚴(yán)格按照?qǐng)D紙劃分的小區(qū)順序進(jìn)行輪灌，當(dāng)?shù)?個(gè)輪灌小區(qū)滴水完成后，先打開下一個(gè)輪灌小區(qū)的出地樁閥門和地面閥門，再關(guān)閉上一個(gè)輪灌小區(qū)的出地樁閥門。要嚴(yán)格按照“先開后關(guān)”的操作順序進(jìn)行，否則會(huì)導(dǎo)致地下管道積壓爆管、地面管脫落等情況。

（4）在運(yùn)行時(shí)要經(jīng)常觀察首部的壓力、電流、電壓，出現(xiàn)問題時(shí)要及時(shí)進(jìn)行處理以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.3.2 管理維護(hù)。

（1）首部設(shè)備的管理，要經(jīng)常檢查啟動(dòng)柜的電壓、電流是否在規(guī)定值的范圍，各項(xiàng)指示燈顯示是否正?；蛴袩o漏電現(xiàn)象。

（2）要經(jīng)常檢查電攬線是否發(fā)熱，若有問題要及時(shí)維護(hù)處理，水泵運(yùn)行期間要經(jīng)常觸摸水泵電機(jī)是否發(fā)燙，電機(jī)溫度一般不超過75 ℃以上，水泵葉輪如有異響要及時(shí)停泵，拆開并清除葉輪內(nèi)的雜物，安裝完成后再重新啟動(dòng)水泵。

（3）過濾器的運(yùn)行壓力要按照設(shè)計(jì)壓力運(yùn)行，超過運(yùn)行壓力值，過濾器要進(jìn)行反復(fù)沖洗以清除內(nèi)部雜質(zhì)污物。

（4）在地下管道運(yùn)行中，若出現(xiàn)破損、漏水現(xiàn)象要及時(shí)停泵或開啟其他分干輪灌區(qū)，關(guān)閉破損的分干管道的主控閥門并進(jìn)行維修處理，維修完成后再開啟閥門進(jìn)行輪灌。

（5）整個(gè)灌溉期結(jié)束后，要清除地下管道內(nèi)的水和污物，然后關(guān)閉所有的閥門并蓋上井蓋。

（6）首部設(shè)備要進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，清除設(shè)備內(nèi)外的鐵銹雜質(zhì)，拆除電纜并關(guān)閉所有電源，設(shè)備應(yīng)放置室內(nèi)保管以避免露天引起的銹蝕氧化，從而延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，為下一個(gè)灌溉期做好應(yīng)有的準(zhǔn)備。

4 結(jié)語

通過對(duì)PE熱熔技術(shù)包括工藝、設(shè)備等進(jìn)行深入分析、研究，并根據(jù)項(xiàng)目區(qū)情況分析確定了PE熱熔技術(shù)在節(jié)水滴灌工程中的應(yīng)用及其技術(shù)操作要點(diǎn)，該技術(shù)在節(jié)水滴灌上的實(shí)施與應(yīng)用，不僅克服了項(xiàng)目地區(qū)地勢(shì)復(fù)雜不平整、土質(zhì)復(fù)雜、水土保持差、冬季寒冷施工不便等因素，而且降低了滴灌成本，增加了農(nóng)民的收入，保護(hù)了當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境，同時(shí)有效避免了灌水不均以及施肥不便的情況，為有效實(shí)現(xiàn)水肥一體化并保證穩(wěn)產(chǎn)起到了積極作用。

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