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【摘 要】 钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管已在湖面采盐领域得到使用与推广，打破管道只埋地、架空的敷设方法，并解决了不定时移动管道的位置，快速改变不同目标地。利用浮体浮管，空架电缆供给电源，高强度钢丝绳增强管道的抗拉，根据运行轨迹设定锚固定位系统防止管道抗折等措施，实现管道漂浮状态并随时移动状态下进行工作。
【关键词】 钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管;采盐;浮管应用;浮体浮管;浮体防窜
钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管在使用领域的不断延伸，从给水到矿浆运输;从埋地到海底敷设，管道应用技术发展很快。浮管是利用管道的柔性特性和浮体将管道漂浮在水面上，随着要求移动管道的位置，改变取水口位置，从不同的位置输送介质到目的地。我公司已将管道推广与应用在湖面采盐领域，并运行良好。工程实列如下图：
一、管材的性能与特点
钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管的结构特点是以聚乙烯为基体树脂，在内层和外层管壁中间设置有两层或多层缠绕形成的钢丝网格状增强层，承受着绝大部分的内压载荷，可以通过较薄的壁厚达到管材较高的公称压力。
结构如图（1）：
图（1）
该复合管材的基体塑料采用PE100级HDPE管材专用料，含有相应的抗紫外线剂和抗氧化剂等成分，较其它塑料管道具有更高的耐内压能力、抗快速开裂性能和管内外塑料层厚度分布合理，双面防腐，导热系数低，冬季使用对保温层要求不高等。管道内壁光洁不结垢，压力损失比钢管低30%左右等优点。
增强用的钢丝为高强度镀层钢丝（抗拉强度1800-2000Mpa），缠绕前钢丝外层包覆具有热熔粘接性能和阻水作用的包覆层。在芯管上缠绕后，经过加热、中间结合层挤出包覆、外层PE挤出包覆，保证高强度钢丝与内外层PE之间热熔粘接为一体，从而获得具有性能优异的复合管材。
包覆在高强度钢丝外的包覆层，是一种高性能粘接材料，属于HDPE改性材料，与HDPE在加热条件下能熔融为一体，同时，其极性键与钢有极强的粘接性能。这种高性能粘合剂是国际上著名大公司美国杜邦的产品—BYNEL??E529粘接树脂，已在国内西气东输工程中作为钢—PE界面物质广泛运用。
二、管材的施工
施工过程分为两个阶段，第一阶段是段管与段管的连接，第二阶段是将连接而成的管道系统敷设在湖面上及其他辅助设施的施工。施工质量直接影响管道系统的质量及寿命，决定管道能否投入使用的关键。
1、阶段段管与段管的连接，浮管工程的特殊性，对管材的质量和安装质量都有着特殊的要求，就钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管的施工工艺，强调连接工艺。为保证管道连接性能可靠，管道先采用热熔对接（类似纯PE管对接），然后再用增强电熔管件进行电热熔连接，此种管网双重焊接，连接强度高，有较强的抗轴向、纵向拉伸能力。大口径管道采取对接时可不封口处理，对接时利用各管段的钢丝进行间隙互插，提高对接性能。
特殊施工方法采用专用施工设备，采用钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管定制对接机，由于钢丝网骨架塑料复合管道与纯PE不同，内有钢丝，在对接过程要对钢丝进行错位互搭，特在对接上要做特殊改进，机架行程符合电熔管件的安装与居中移位，对接压力适合钢丝管的对接动作，保压、吸热、对接过程应满足供货厂家的工艺要求。
管道在对接前需将电熔直接套到管段的一端，等待对接完毕将电熔直接居中再进行电熔焊接。对接过程段管与段管的同轴度一定要控制好，避免在外加套筒直接时无法居中。
2、电熔连接应采用IGBT高频逆变技术焊机，减少电熔加热丝应电流的作用而偏移，电熔工藝参数应满足供货厂家的工艺要求。焊接完后在冷却过程中要让接头处于自然状态，且应保证冷却过程中不受任何外力作用，不得移动、转动接头部位及两侧管道。冷却时间应根据气候条件、管件大小等确定。
为了提高电熔连接性能，管材、管件的熔接面需去氧化层，小口径加热丝预埋的较浅，应用手工方法去氧化层，不宜用电磨处理，避免加热丝处露或磨断。大口径管材、管件，面积大加热丝预埋深，宜采用动力打磨处理，提高工作效率。去氧化层时应均匀刮整个周边，面面俱到，不允许漏刮。刮削长度大于管件承插深度30mm。采用打磨处理时，磨光片应采用钢纸磨片，不宜使用百叶轮磨光片与抛光片。打磨去氧化层后不得使用水、酒精、丙酮等进行清洗，而直接进行安装，杜绝二次污染。
3、管道系统敷设在湖面上。由于管道位于湖中，不利于管段连接施工，所以管道连接在湖岸上分段完成段管的对接、焊接、安装管道的附件及其他相关设施等工作，如施工500米、1000米或更长，再通过岸上发射架将管道发射到湖区等待转运至系统对接点。湖中利用浮箱和抓锚，架设水上工作平台，将拖运来的管段与系统对接，直至形成系统。
管道发射前，管道先安装好浮力装置、电源供给电缆、抗拉措施、管口封堵措施等，在发射到湖面时确保管道漂浮在湖面上。管道在浮力的作用下，在较少的推动力下就可以移动管道到目标位置。
如遇特殊天气（气温低于-5度，风力大于6级等）及其他情况变化现场条件不满足施工、焊接等施工条件时应停止工作。仍需施工时应采取防护措施，达到施工条件后方可施工。
三、管道的浮力装置（浮体的防窜）
管道的浮力装置采用滚塑浮体形式，浮体外壳材料为LLDPE，内部填充闭孔发泡聚氨酯，浮体装置与管道的连接由三道半圆卡件将浮体卡抱在管道上，实现浮体与管道的联结。在工作状态使管道处于半浮露出水面1/3。
为了防止浮体轴向窜动，浮体制造时在浮体与管道接触的半圆内表面预留两个凹槽，在管道连接电熔处，电熔直接嵌入预留的凹槽内起到防窜的作用;在无电熔直接的管段上，在管道上熔接上防窜卡，使防窜卡嵌入到浮体的凹槽内，限制了浮体沿管道的轴向窜动，起到浮体结堆与轴向窜动的作用。同时浮体可绕管道切向转动以保证浮体翻转，以致平衡浮体的能力。浮力装置根据管道口径的大小设置不同大小、间距的浮体。结构如图2 图2
四、管端采机动力的供给
管道端设置采集动力、泵体输送等动力原，则需动力电源，动力电源可采用电缆延随管道走向一同敷设，由于浮体是半浮状态，电缆可架设在浮体上方。便于电缆的架设，在浮体制作时上方预留出电缆放置槽，电缆固定在槽内，控制电缆悬空弧形高度，避免电缆渗泡水中。
五、管道抗拉、抗弯折措施
由于管道处于漂浮和活动状态，在运动过程中，存在对管道系统的拉伸、弯折作用，避免对管道的拉力过大，随同管道设置高强度钢丝绳，在托拉过程中由钢丝绳起到拉力的承担作用，减少对管道系统的拉力。钢丝绳设置在浮体的半圆卡件上，位于管道的下方，且更贴近管道表面。
管道在运行过程中，出现管线较长，间距较短时，会出现管道圆弧较少时，管道将会弯折现象，在这种情况下，需根据管道端头运行轨迹，对管道系统中间段进行临时位置的锚固处理，防止管道弯折。
六、管材试压及验收
管道系统安装完毕后，都需进行试压。一般管道需进行强度试验和严密性测验。强度试验的目的是检查管道的机械性能;严密性试验的目的是检查管道的连接质量，试验可在岸上进行，验收合格后下湖、下水。
（1）管道应进行严密性和强度试验，压力试验的管线长度，可分段进行，一般为1000米，也可根据具体情况，可由有关单位商定。采用水压试验法试验，管道严密性试验及强度试验必须以水为介质。当管道长度大于500m、管径d。不小于200mm时，严密性应采用测定管道渗水量的方法判定。
（2）管道水压试验前，应根据现场情况做好水源引接及排水疏导路线的设计。
（3）根據《给水钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管管道工程技术规程CECS181：2005》6.0.2规定：本条规定现场严密性和强度试验的试验压力Ft，采用设计内水压力Fwd，与现行国家标准《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268中规定的钢管现场试验压力相同，也与本规程第4.0.4条的规定一致。
管道设计内水压力Fwd（MPa）应按下式计算：
Fwd≥0.9（MPa）
Fwd=Fw+0.5MPa
式中 Fw——管道的内水工作压力（MPa）。
（4）强度试验压力等于工作压力+0.5MPa，且最低不应小于0.9MPa（设计：管道试验压力：1.0MPa）。在试验压力下观察1小时，压力降应不大于0.05MPa，然后再在1.15倍工作压力Fw（MPa）作用下稳定2小时，压力降不得大于0.03MPa。
也可在试验压力下，保持恒压1小时，恒压期间可向管道内补水以维持恒压，若管道、配件、接口无渗漏或无不正常现象，即可判定强度试验合格。
【关键词】 钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管;采盐;浮管应用;浮体浮管;浮体防窜
钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管在使用领域的不断延伸，从给水到矿浆运输;从埋地到海底敷设，管道应用技术发展很快。浮管是利用管道的柔性特性和浮体将管道漂浮在水面上，随着要求移动管道的位置，改变取水口位置，从不同的位置输送介质到目的地。我公司已将管道推广与应用在湖面采盐领域，并运行良好。工程实列如下图：
一、管材的性能与特点
钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管的结构特点是以聚乙烯为基体树脂，在内层和外层管壁中间设置有两层或多层缠绕形成的钢丝网格状增强层，承受着绝大部分的内压载荷，可以通过较薄的壁厚达到管材较高的公称压力。
结构如图（1）：
图（1）
该复合管材的基体塑料采用PE100级HDPE管材专用料，含有相应的抗紫外线剂和抗氧化剂等成分，较其它塑料管道具有更高的耐内压能力、抗快速开裂性能和管内外塑料层厚度分布合理，双面防腐，导热系数低，冬季使用对保温层要求不高等。管道内壁光洁不结垢，压力损失比钢管低30%左右等优点。
增强用的钢丝为高强度镀层钢丝（抗拉强度1800-2000Mpa），缠绕前钢丝外层包覆具有热熔粘接性能和阻水作用的包覆层。在芯管上缠绕后，经过加热、中间结合层挤出包覆、外层PE挤出包覆，保证高强度钢丝与内外层PE之间热熔粘接为一体，从而获得具有性能优异的复合管材。
包覆在高强度钢丝外的包覆层，是一种高性能粘接材料，属于HDPE改性材料，与HDPE在加热条件下能熔融为一体，同时，其极性键与钢有极强的粘接性能。这种高性能粘合剂是国际上著名大公司美国杜邦的产品—BYNEL??E529粘接树脂，已在国内西气东输工程中作为钢—PE界面物质广泛运用。
二、管材的施工
施工过程分为两个阶段，第一阶段是段管与段管的连接，第二阶段是将连接而成的管道系统敷设在湖面上及其他辅助设施的施工。施工质量直接影响管道系统的质量及寿命，决定管道能否投入使用的关键。
1、阶段段管与段管的连接，浮管工程的特殊性，对管材的质量和安装质量都有着特殊的要求，就钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管的施工工艺，强调连接工艺。为保证管道连接性能可靠，管道先采用热熔对接（类似纯PE管对接），然后再用增强电熔管件进行电热熔连接，此种管网双重焊接，连接强度高，有较强的抗轴向、纵向拉伸能力。大口径管道采取对接时可不封口处理，对接时利用各管段的钢丝进行间隙互插，提高对接性能。
特殊施工方法采用专用施工设备，采用钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管定制对接机，由于钢丝网骨架塑料复合管道与纯PE不同，内有钢丝，在对接过程要对钢丝进行错位互搭，特在对接上要做特殊改进，机架行程符合电熔管件的安装与居中移位，对接压力适合钢丝管的对接动作，保压、吸热、对接过程应满足供货厂家的工艺要求。
管道在对接前需将电熔直接套到管段的一端，等待对接完毕将电熔直接居中再进行电熔焊接。对接过程段管与段管的同轴度一定要控制好，避免在外加套筒直接时无法居中。
2、电熔连接应采用IGBT高频逆变技术焊机，减少电熔加热丝应电流的作用而偏移，电熔工藝参数应满足供货厂家的工艺要求。焊接完后在冷却过程中要让接头处于自然状态，且应保证冷却过程中不受任何外力作用，不得移动、转动接头部位及两侧管道。冷却时间应根据气候条件、管件大小等确定。
为了提高电熔连接性能，管材、管件的熔接面需去氧化层，小口径加热丝预埋的较浅，应用手工方法去氧化层，不宜用电磨处理，避免加热丝处露或磨断。大口径管材、管件，面积大加热丝预埋深，宜采用动力打磨处理，提高工作效率。去氧化层时应均匀刮整个周边，面面俱到，不允许漏刮。刮削长度大于管件承插深度30mm。采用打磨处理时，磨光片应采用钢纸磨片，不宜使用百叶轮磨光片与抛光片。打磨去氧化层后不得使用水、酒精、丙酮等进行清洗，而直接进行安装，杜绝二次污染。
3、管道系统敷设在湖面上。由于管道位于湖中，不利于管段连接施工，所以管道连接在湖岸上分段完成段管的对接、焊接、安装管道的附件及其他相关设施等工作，如施工500米、1000米或更长，再通过岸上发射架将管道发射到湖区等待转运至系统对接点。湖中利用浮箱和抓锚，架设水上工作平台，将拖运来的管段与系统对接，直至形成系统。
管道发射前，管道先安装好浮力装置、电源供给电缆、抗拉措施、管口封堵措施等，在发射到湖面时确保管道漂浮在湖面上。管道在浮力的作用下，在较少的推动力下就可以移动管道到目标位置。
如遇特殊天气（气温低于-5度，风力大于6级等）及其他情况变化现场条件不满足施工、焊接等施工条件时应停止工作。仍需施工时应采取防护措施，达到施工条件后方可施工。
三、管道的浮力装置（浮体的防窜）
管道的浮力装置采用滚塑浮体形式，浮体外壳材料为LLDPE，内部填充闭孔发泡聚氨酯，浮体装置与管道的连接由三道半圆卡件将浮体卡抱在管道上，实现浮体与管道的联结。在工作状态使管道处于半浮露出水面1/3。
为了防止浮体轴向窜动，浮体制造时在浮体与管道接触的半圆内表面预留两个凹槽，在管道连接电熔处，电熔直接嵌入预留的凹槽内起到防窜的作用;在无电熔直接的管段上，在管道上熔接上防窜卡，使防窜卡嵌入到浮体的凹槽内，限制了浮体沿管道的轴向窜动，起到浮体结堆与轴向窜动的作用。同时浮体可绕管道切向转动以保证浮体翻转，以致平衡浮体的能力。浮力装置根据管道口径的大小设置不同大小、间距的浮体。结构如图2 图2
四、管端采机动力的供给
管道端设置采集动力、泵体输送等动力原，则需动力电源，动力电源可采用电缆延随管道走向一同敷设，由于浮体是半浮状态，电缆可架设在浮体上方。便于电缆的架设，在浮体制作时上方预留出电缆放置槽，电缆固定在槽内，控制电缆悬空弧形高度，避免电缆渗泡水中。
五、管道抗拉、抗弯折措施
由于管道处于漂浮和活动状态，在运动过程中，存在对管道系统的拉伸、弯折作用，避免对管道的拉力过大，随同管道设置高强度钢丝绳，在托拉过程中由钢丝绳起到拉力的承担作用，减少对管道系统的拉力。钢丝绳设置在浮体的半圆卡件上，位于管道的下方，且更贴近管道表面。
管道在运行过程中，出现管线较长，间距较短时，会出现管道圆弧较少时，管道将会弯折现象，在这种情况下，需根据管道端头运行轨迹，对管道系统中间段进行临时位置的锚固处理，防止管道弯折。
六、管材试压及验收
管道系统安装完毕后，都需进行试压。一般管道需进行强度试验和严密性测验。强度试验的目的是检查管道的机械性能;严密性试验的目的是检查管道的连接质量，试验可在岸上进行，验收合格后下湖、下水。
（1）管道应进行严密性和强度试验，压力试验的管线长度，可分段进行，一般为1000米，也可根据具体情况，可由有关单位商定。采用水压试验法试验，管道严密性试验及强度试验必须以水为介质。当管道长度大于500m、管径d。不小于200mm时，严密性应采用测定管道渗水量的方法判定。
（2）管道水压试验前，应根据现场情况做好水源引接及排水疏导路线的设计。
（3）根據《给水钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管管道工程技术规程CECS181：2005》6.0.2规定：本条规定现场严密性和强度试验的试验压力Ft，采用设计内水压力Fwd，与现行国家标准《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268中规定的钢管现场试验压力相同，也与本规程第4.0.4条的规定一致。
管道设计内水压力Fwd（MPa）应按下式计算：
Fwd≥0.9（MPa）
Fwd=Fw+0.5MPa
式中 Fw——管道的内水工作压力（MPa）。
（4）强度试验压力等于工作压力+0.5MPa，且最低不应小于0.9MPa（设计：管道试验压力：1.0MPa）。在试验压力下观察1小时，压力降应不大于0.05MPa，然后再在1.15倍工作压力Fw（MPa）作用下稳定2小时，压力降不得大于0.03MPa。
也可在试验压力下，保持恒压1小时，恒压期间可向管道内补水以维持恒压，若管道、配件、接口无渗漏或无不正常现象，即可判定强度试验合格。