埋地給水用抗沖改性聚氯乙烯（PVC—M）管道彈性密封圈式連接的密封接口常見運(yùn)行故障分析與對(duì)策

李曉軒

【摘要】本文通過PVC-M管道連接承插口常出現(xiàn)的漏水問題進(jìn)行原因分析，拿出了有效措施，保證抗沖改性聚氯乙烯（PVC-M）管道彈性密封圈式連接在供水工程中安全運(yùn)行，對(duì)接口施工注意事項(xiàng)、橡膠密封圈的結(jié)構(gòu)形狀以及密封圈內(nèi)設(shè)骨架及阻根裝置，以防止密封安全出現(xiàn)故障造成漏水和停水事故。

【關(guān)鍵詞】PVC-M管道；彈性密封圈式連接；阻根裝置；運(yùn)行故障

埋地給水用抗沖改性聚氯乙烯（PVC-M）管材（以下簡(jiǎn)稱PVC-M管材）自從被開發(fā)出以來，以其具有的重量輕、耐腐蝕、耐壓、抗沖擊性能好等優(yōu)勢(shì)受到用戶的認(rèn)可和廣泛應(yīng)用。其發(fā)展速度非常迅速，一時(shí)間大江南北，幾乎所有能做PVC-U管材的廠家都打出了PVC-M管材的稱號(hào)，號(hào)稱自己也在生產(chǎn)PVC-M管材，使得市場(chǎng)混亂、真假難辨。一些劣質(zhì)的假冒PVC-M管材進(jìn)入了市場(chǎng)，造成在客戶使用過程中運(yùn)行故障頻發(fā)，嚴(yán)重影響了人們對(duì)PVC-M管的認(rèn)知度和可信度。究其原因有方方面面的，但其接口故障問題尤為突出。本文就PVC-M管材接口故障現(xiàn)象與原因分析擬定出了解決接口漏水的方法。

一、PVC-M管材常見接口故障及其原因分析

1、承口開裂：

PVC-M管材在地勢(shì)彎曲不平的施工環(huán)境下，如果接口段布置不平整，承口和插口不在一條直線上，就會(huì)造成管道接口處出現(xiàn)承插口彎曲，產(chǎn)生引力集中，使得內(nèi)水壓載荷集中在承口一側(cè)，造成承口一側(cè)瞬間劈開，管口產(chǎn)生漏水現(xiàn)象。此類事故常見發(fā)生在管道安裝施工剛結(jié)束，處于試水階段或者試運(yùn)行階段，對(duì)于需要彎頭而未按照要求安裝彎頭，靠管材韌性，人為強(qiáng)制搬彎的情況下最容易發(fā)生此類事故。

為避免此類運(yùn)行故障，在地勢(shì)不平整的施工地段，管道安裝前有必要進(jìn)行管溝找平，特別管道接口處，盡可能保證管道承口上、下、左、右不會(huì)受力彎曲。如果實(shí)在無(wú)法保證，有必要在管道承口處采取混凝土包敷打鎮(zhèn)墩，這樣可以避免管道承口和插口受力而彎曲，產(chǎn)生應(yīng)力集中，破壞管道承口。還有施工時(shí)嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行，該設(shè)置彎頭的地方必須安裝彎頭，不得圖省錢人為強(qiáng)制搬彎管材來達(dá)到轉(zhuǎn)彎的目的，這樣都會(huì)給管道接口造成安全隱患。

2、從承口“吐膠圈”現(xiàn)象：

PVC-M管材是聚氯乙烯樹脂通過共混改性的配方設(shè)計(jì)和加工而成的，由于材料性能的特點(diǎn)，使得設(shè)計(jì)應(yīng)力也作了相應(yīng)的改變。在CJ/T 282-2006《給水用抗沖改性聚氯乙烯（PVC-M）管材》中明顯凸顯出管材壁厚比《給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材》中的壁厚要薄。這樣插口管材的承載外載荷的能力就會(huì)降低。如果施工安裝中不注意管材承插口的對(duì)中性，出現(xiàn)承口偏轉(zhuǎn)，就會(huì)在承插口一邊出現(xiàn)間隙過大現(xiàn)象，如果橡膠密封圈沒有內(nèi)置骨架，比較柔軟，那么就會(huì)在內(nèi)水壓力的推動(dòng)下，使膠圈局部往外擠出，造成承插口內(nèi)的橡膠密封圈跑到管口以外，出現(xiàn)了承口“吐膠圈現(xiàn)象”。此類現(xiàn)象常發(fā)生在0.63MPa的中小口徑的PVC-M管材安裝施工結(jié)束試運(yùn)行過程中。由于施工回填土不夠密實(shí)，管口承插口處于自由狀態(tài)，在通水時(shí)受到水錘和氣錘壓力的作用下，管承口有彎曲的地方就會(huì)因?yàn)槭芡屏Χ霈F(xiàn)管口的承口與插口出現(xiàn)間隙，出現(xiàn)了橡膠密封圈被部分?jǐn)D出，出現(xiàn)“吐膠圈的現(xiàn)象”。

為了解決這一問題，從三個(gè)方面入手。第一，增加環(huán)剛度，減少插口受力變形，給膠圈被推出創(chuàng)造了間隙的機(jī)會(huì)。

第二、改進(jìn)橡膠密封圈的幾何尺寸，使橡膠圈擠壓變形尺寸小于管道連接口偏角間隙，預(yù)防膠圈因?yàn)楣艿澜涌谄亩霈F(xiàn)局部間隙過大產(chǎn)生“吐膠圈現(xiàn)象”。第三，給管道承插口連接橡膠密封圈內(nèi)置鋼骨架，增強(qiáng)膠圈的環(huán)向抵抗力，防止承插口偏心形成局部間隙過大，橡膠圈環(huán)向應(yīng)力小而出現(xiàn)被擠出的現(xiàn)象——“吐膠圈”現(xiàn)象。

3、植物根系通過承插口間隙延伸進(jìn)入到管道里面，導(dǎo)致橡膠圈密封失效而漏水：

由于植物的根系都具有向水性。如果管道連接部位有間隙，植物的根系就會(huì)自然的順著間隙生長(zhǎng)并不斷延伸，時(shí)間長(zhǎng)了管道承插口的密封性就會(huì)瓦解，就會(huì)使管口由滲水變成管口漏水。這種現(xiàn)象在干旱少雨水的地段比較明顯。

為了解決這一問題，我們通過在管道連接密封圈上面內(nèi)置鋼圈作為阻根裝置，而且內(nèi)置鋼圈的材質(zhì)中加入具有驅(qū)根作用的金屬成分，可以有效驅(qū)逐植物根系因親近管內(nèi)水質(zhì)而不斷延伸，從而避免了植物根系對(duì)管道密封性的瓦解。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上述，要保證PVC-M管道系統(tǒng)的安全運(yùn)行，減少維修次數(shù)，減低維修費(fèi)用。首先、要從管道安裝施工抓起，保證安裝施工符合施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，保證施工質(zhì)量。特別保證管道承插口不得彎曲偏轉(zhuǎn)，該安裝彎頭的地方必須安裝彎頭，不能人為強(qiáng)制搬彎管材，避免引力集中破壞管口；

其次、從管道本身產(chǎn)品質(zhì)量上面嚴(yán)格要求保證產(chǎn)品質(zhì)量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，工程中使用時(shí)必須采購(gòu)具有檢測(cè)手段和技術(shù)力量的大企業(yè)的產(chǎn)品，以保證產(chǎn)品質(zhì)量，以防止產(chǎn)品本身不合格造成工程事故；

第三、避免管道承插口彎曲后膠圈柔軟被頂出，在管道連接橡膠密封圈里面內(nèi)置增強(qiáng)鋼圈。一方面，橡膠圈增強(qiáng)后就會(huì)防止由于承插口偏轉(zhuǎn)造成“吐膠圈”事故，另一方面，采用金屬驅(qū)根的原理，鋼圈里面的金屬鋼圈可以驅(qū)根，達(dá)到防止植物根系生長(zhǎng)通過管道接口縫隙延伸到輸水管道瓦解連接密封橡膠圈密封安全的效果。

總結(jié)

PVC-M管道采用彈性橡膠圈密封式連接是安全可靠的。可能的問題也是可預(yù)防和解決的。

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