鋼網(wǎng)聚乙烯管熱熔焊泄漏原因及快速處置實踐

厲紹華

（浙江巨化熱電有限公司，浙江 衢州 324004）

鋼網(wǎng)聚乙烯管是以鋼絲網(wǎng)作為骨架采用特殊工藝制作的耐壓管道，主要材料是聚乙烯，具有耐腐蝕、抗紫外線、無污染、一定的柔軟性、一定抗壓能力和使用壽命長等特點，廣泛被應(yīng)用于污水收集輸送系統(tǒng)、潔凈水輸送系統(tǒng)、天然氣輸送及其他工業(yè)管道，尤其是適用于如污水收集輸送系統(tǒng)等介質(zhì)具有一定的腐蝕性，而輸送壓力、溫度又不高的場合。

某化工高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)污水收集輸送系統(tǒng)，其管道采用鋼網(wǎng)聚乙烯管，沿已建成的管廊鋪設(shè)，總管DN300口徑，總長約5 km，連接處采用電融套筒熱熔焊接。管道設(shè)計輸送能力1.2 kt/h。

應(yīng)幾家新增排污企業(yè)請求，新增納入口2個，截斷總管增加三通，并用電融套筒熱熔焊接。投入使用后發(fā)現(xiàn)2個對接口套筒內(nèi)側(cè)有不同程度的泄漏現(xiàn)象，為此在最短時間內(nèi)進行了處置。處理過程發(fā)現(xiàn)的一些問題及經(jīng)驗值得總結(jié)，可供今后類似工作提供參考。

1 泄漏原因分析

聚乙烯管的施工質(zhì)量與配件、材料成分、施工環(huán)境、廠家提供焊接工藝程序、質(zhì)量檢驗等密切相關(guān)。在已投用的污水管網(wǎng)上新增納入口施工相對難度較大，要協(xié)調(diào)全部納管排污企業(yè)停水、安排最緊湊的工期、確定施工時間段等，并做好善后事宜，因此施工質(zhì)量的控制尤其重要。本次泄漏的主要原因有：

1)管件與原鋪設(shè)管道間隙過大。新增管道與管件外購，與原鋪設(shè)管道供應(yīng)商不同，熔接套筒與原管道存在2～3 mm的間隙。熔接套筒與原鋪設(shè)管道一側(cè)上半部泄漏較嚴(yán)重，套筒與新配的三通一側(cè)無泄漏現(xiàn)象，因此判斷主要泄漏原因是間隙大造成。熔接過程中，熔化后的材料下流至底部造成上半部空洞化，造成熔接不徹底。這是造成套筒熔接質(zhì)量差、形成泄漏的主要原因。目前，行業(yè)缺乏統(tǒng)一的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，某些企業(yè)為了多爭取市場份額，故意采取管徑略有不同的行為，目的是用產(chǎn)品的匹配度限制用戶的選擇權(quán)。

2)施工過程氣溫過低。當(dāng)時氣溫接近-4℃，同時未采取保護措施，實際熔接操作過程按廠方原設(shè)定程序，而廠方設(shè)定程序并沒有針對環(huán)境溫度的修正，可能對熔接質(zhì)量造成一定的影響。

3)雨雪天氣的影響。施工時熔接面應(yīng)確保無水、無塵、無油污，而施工時恰逢不間斷的雨雪。

4)焊接電壓不能完全保證。施工在野外進行，而熱熔焊是按照廠方所帶焊機設(shè)定程序執(zhí)行，電源電壓不穩(wěn)定會造成焊接質(zhì)量問題。

5)無法試壓、試漏。由于不能進行正常的焊接后的試壓、試漏，因此施工完畢無法確定焊接質(zhì)量是否可靠。

6)工期安排等原因。為了盡量減少園區(qū)企業(yè)停水帶來的損失，施工工期安排極緊；且管路長，管中存水不能徹底排干，容易造成焊接瑕疵。

2 處置方案與效果

2.1 處理原則

如果停運污水管網(wǎng)進行檢修，則園區(qū)企業(yè)須停產(chǎn)配合，由此造成的損失較大，因此應(yīng)采用快速處理的方法，在最少的停水時間內(nèi)完成堵漏。其次，堵漏必須徹底，并將熔接不良套筒接口及管道進行必要加固。

2.2 泄漏處置方案

泄漏點處于套筒和直管段的結(jié)合面，因此無法采用直管泄漏的卡套堵漏配件，需要根據(jù)現(xiàn)場情況制作專門用具進行堵漏。封堵方案如圖1所示。

圖1 法蘭堵漏裝置結(jié)構(gòu)Fig 1 Structure of flange plugging device

利用套筒肩和管道外壁面作為密封面，利用雙側(cè)法蘭和填料定位環(huán)將密封填料壓入密封面。法蘭與定位環(huán)需要根據(jù)現(xiàn)場測量定制，加工完成后為了能安裝到管道上，需要采用線切割方式對切成半圓，施工時定位完成后實施焊接。所用密封材料為聚四氟乙烯纏繞帶，規(guī)格為25 mm×3 mm，施工時纏繞帶應(yīng)整齊、平整，纏繞后外圈應(yīng)與套筒外壁平齊，用螺桿壓緊過程必須保證整圈收緊一致，避免卡死。

2.3 處置后實際效果

施工過程采用了管道減壓處置的方式，實際施工耗時約3 h，其中管道減壓1.5 h。施工完成后管道立即投用，原泄漏現(xiàn)象徹底消除，效果比較理想。

3 經(jīng)驗與建議

3.1 經(jīng)驗總結(jié)

鋼網(wǎng)聚乙烯管的熔接質(zhì)量是其安裝工程的核心，因此，在設(shè)計、施工過程中要特別注意一些相關(guān)事項。

1)設(shè)計方面。①對于一些重要工藝管道，特別露天布置情況下，如污水管、化工工藝管道，應(yīng)有足夠的耐壓余量；②要特別注意熔接頭爆裂后可能對整體管道安全性的影響，應(yīng)設(shè)置足夠強度的固定管托；③運行中管道振動會引起某些部位的磨損，設(shè)計時應(yīng)考慮避免管系振動的產(chǎn)生；④避免管道垂度過大，大口徑管道應(yīng)注意管托部位形成管道形變；⑤應(yīng)考慮管系熱脹冷縮的管道膨脹；⑥應(yīng)盡量多考慮預(yù)留接口。

2)材料采購方面。目前鋼網(wǎng)聚乙烯管行業(yè)缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，各廠生產(chǎn)的管道、管件存在一些偏差，需要特別注意材料采購時的統(tǒng)一性，避免因管件偏差、熔接特性偏差帶來的施工質(zhì)量問題。在部分已投用的管網(wǎng)上新增管道需要配接時，材料采購技術(shù)文件必須明確管道、管件的配合尺寸及偏差，同時要求供應(yīng)商必須提供管道、管件的熔接特性及專用熔接方案。

3)安裝方面。①施工前應(yīng)特別注意對管道、配件的尺寸復(fù)核，尤其是需要在已有在用管道上開口配接新增管道時，確保避免施工時出現(xiàn)熔接面間隙過大情況，影響施工；②盡量避免在低溫、雨雪天氣施工，如不能避免需要做好相應(yīng)的防護措施；③熔接施工必須由持證人員操作，施工前做好熔接相關(guān)條件的檢查，包括對熔接程序的確認(rèn)等。

3.2 建議

1)施工工藝應(yīng)著重針對環(huán)境的變化進行優(yōu)化。①針對低氣溫環(huán)境一方面應(yīng)考慮對工件的保護，用加裝保護套等方式減少低溫環(huán)境對熔接溫度的影響，同時還應(yīng)適當(dāng)提高熔接電流和時間，確保完全熔接。這些改進應(yīng)以科學(xué)的實驗為前提，通過模擬環(huán)境變化用實驗的方法找出一套科學(xué)合理的熔接參數(shù)修正方案，以優(yōu)化現(xiàn)場施工工藝。②熔接質(zhì)量與施工現(xiàn)場電源電壓直接相關(guān)，施工工藝優(yōu)化一方面是要盡力保證施工電壓的正常，另一方面材料供應(yīng)廠商可以通過對所提供的熔接焊機的程序進行修正，保證熔接質(zhì)量。③熔接完成后，冷卻過程溫度曲線控制也是影響熔接質(zhì)量的一個方面，必須得到重視，需要有一個科學(xué)的指標(biāo)去指導(dǎo)現(xiàn)場施工。

2)應(yīng)建立統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。作為一種被廣泛使用的新型材料，急需行業(yè)主管部門牽頭，制定出切實可行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。盡管聚乙烯管材行業(yè)發(fā)展已有多年，實際使用過程中仍然發(fā)現(xiàn)一些混亂現(xiàn)象存在，給施工過程帶來麻煩，甚至帶來安全隱患。比如各廠制作管件厚度、內(nèi)外徑尺寸誤差過大造成無法配接；材料配方有些許偏差，造成熔接溫度有差別；熔接機及熔接程序設(shè)定各成一派等等。

4 結(jié)束語

聚乙烯管或鋼網(wǎng)聚乙烯管作為一種新材料被廣泛應(yīng)用于各行業(yè)，由于諸多原因，由套筒熔接質(zhì)量問題而引起的泄漏也成為一個非偶發(fā)性事件。對于許多生產(chǎn)應(yīng)用場合來說，泄漏后的處置都是一個非常急迫和困難的事情。本案所采用的快速處置方法，操作簡便，并可帶壓操作，在泄漏量大時可減壓操作。實踐證明本處置方法安全性好、成本低、效果佳，可供類似情況參考。