聚乙烯燃?xì)夤艿朗┕べ|(zhì)量控制要點(diǎn)及管控措施

李曼曼，陳慶璽，馬旭卿，雷素敏，邸鑫

（1.北京市燃?xì)饧瘓F(tuán)研究院，北京 100011；2.北京市燃?xì)饧瘓F(tuán)有限責(zé)任公司，北京 100011）

0引言

聚乙烯管道在燃?xì)庑袠I(yè)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。特別是隨著電氣化鐵路、地鐵等地下工程的日益增多，雜散電流對(duì)埋地鋼質(zhì)管道的腐蝕愈加嚴(yán)重。在某些雜散電流腐蝕嚴(yán)重的區(qū)域，甚至出現(xiàn)過(guò)投運(yùn)僅一年的鋼管即發(fā)生腐蝕穿孔的情況。這無(wú)疑給燃?xì)膺\(yùn)營(yíng)企業(yè)帶來(lái)了巨大的壓力。在這種情況下，聚乙烯管道憑借其耐腐蝕、使用壽命長(zhǎng)的特性，能有效保護(hù)燃?xì)夤芫W(wǎng)的安全、長(zhǎng)期運(yùn)行，成為很多燃?xì)馄髽I(yè)的首選。

1 施工質(zhì)量對(duì)燃?xì)夤艿腊踩\(yùn)行的影響

聚乙烯燃?xì)夤艿老到y(tǒng)的長(zhǎng)期使用壽命主要取決于施工質(zhì)量的優(yōu)劣。近年來(lái)，由于施工質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致的聚乙烯燃?xì)夤艿朗鹿蕰r(shí)有發(fā)生，如回填土中有石塊導(dǎo)致管道在服役過(guò)程中發(fā)生裂紋擴(kuò)展導(dǎo)致開(kāi)裂漏氣，焊接操作不規(guī)范或設(shè)備故障導(dǎo)致運(yùn)行一段時(shí)間后焊口發(fā)生開(kāi)裂等。需要注意的是，這些事故并非是立即發(fā)生的，通常會(huì)在聚乙烯燃?xì)夤艿肋\(yùn)行一段時(shí)間之后才暴露出來(lái)。

案例1，某燃?xì)夤驹谘矙z時(shí)發(fā)現(xiàn)燃?xì)庑孤_(kāi)挖后發(fā)現(xiàn)一熱熔接頭斷開(kāi)，斷開(kāi)的熱熔接頭斷面光滑，明顯呈脆性破壞。經(jīng)調(diào)查分析，判斷該接頭可能存在冷焊缺陷和焊接面污染。據(jù)了解，該接頭已經(jīng)服役2年多。

案例2，某燃?xì)夤就哆\(yùn)1年多的聚乙烯管道電熔彎頭管件，由于焊接面污染導(dǎo)致未熔合缺陷，致使管道運(yùn)行一段時(shí)間后從管件中完全脫落，如圖1所示。

圖1 管道脫落后的電熔彎頭管件

除以上兩起案例外，由于原材料不合格導(dǎo)致管道變色、出現(xiàn)毛細(xì)孔并最終發(fā)生泄漏的事故屢見(jiàn)不鮮。由此可見(jiàn)，保證聚乙烯管道系統(tǒng)的完整性和安全運(yùn)行，重點(diǎn)在于施工建設(shè)期的質(zhì)量管控。

2 聚乙烯管道施工質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)和管控措施

聚乙烯管道系統(tǒng)的施工質(zhì)量管控主要包括材料（主要指聚乙烯管道、管件、閥門等產(chǎn)品）、人員、設(shè)備、管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收等環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)于整個(gè)聚乙烯管道系統(tǒng)的完整性都至關(guān)重要，任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題。

2.1 材料的質(zhì)量管控

材料是聚乙烯管道系統(tǒng)的基礎(chǔ)組成部分，材料的質(zhì)量直接影響整個(gè)管道系統(tǒng)的質(zhì)量和運(yùn)行安全。根據(jù)美國(guó)塑料管材數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)（PPDC）的統(tǒng)計(jì)，聚乙烯管道失效事件中，因材料缺陷導(dǎo)致的失效比例高達(dá)18.8%[1]。因此，采取嚴(yán)格的管控措施來(lái)確保材料的性能和質(zhì)量，是關(guān)乎聚乙烯管道系統(tǒng)質(zhì)量最關(guān)鍵的一環(huán)。

由于我國(guó)燃?xì)馄髽I(yè)并不具備對(duì)材料內(nèi)在質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)的能力和條件，可以采取的管控措施包括以下3個(gè)方面。

2.1.1建立供應(yīng)商評(píng)審和管理機(jī)制

建立合格供應(yīng)商評(píng)審和管理機(jī)制是一個(gè)有效的管控措施。對(duì)生產(chǎn)企業(yè)的資質(zhì)、質(zhì)量管理體系、生產(chǎn)能力、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備、測(cè)試儀器、管理以及人員素質(zhì)等進(jìn)行考察，保證供應(yīng)商具有一定經(jīng)濟(jì)實(shí)力、生產(chǎn)設(shè)施先進(jìn)、齊全，具備良好經(jīng)營(yíng)理念，能夠長(zhǎng)期合作[2]。

2.1.2檢查材料的質(zhì)保文件，外觀、尺寸、生產(chǎn)日期、包裝等

對(duì)材料的出廠檢驗(yàn)報(bào)告、合格證、使用說(shuō)明書(shū)及其他技術(shù)文件進(jìn)行檢查，確保材料的性能指標(biāo)符合要求。材料的外觀、尺寸對(duì)于聚乙烯管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)選型以及施工現(xiàn)場(chǎng)組裝、配合至關(guān)重要，生產(chǎn)日期直接關(guān)系到產(chǎn)品的儲(chǔ)存和周轉(zhuǎn)時(shí)間，管件包裝能有效保護(hù)管件表面潔凈，這些都是需要關(guān)注的質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)，來(lái)料驗(yàn)收時(shí)可按一定比例對(duì)上述項(xiàng)目進(jìn)行抽查，并填寫(xiě)來(lái)料檢驗(yàn)記錄單。

2.1.3按計(jì)劃采購(gòu)材料，并根據(jù)工程量調(diào)撥給施工單位

燃?xì)馄髽I(yè)直接采購(gòu)，保證供應(yīng)渠道，也可以減少中間環(huán)節(jié)；按計(jì)劃采購(gòu)可減少材料庫(kù)存積壓，加快材料周轉(zhuǎn)。有條件的可以駐廠監(jiān)造，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行檢查。

除了在采購(gòu)環(huán)節(jié)加強(qiáng)質(zhì)量控制，也要注意搬運(yùn)過(guò)程中對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行保護(hù)，避免造成表面劃傷、污損，甚至變形，給聚乙烯管道的安全長(zhǎng)期運(yùn)行埋下隱患。對(duì)于倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存的聚乙烯產(chǎn)品，需要對(duì)儲(chǔ)存條件進(jìn)行檢查，注意分區(qū)碼放，先進(jìn)先出。

2.2焊機(jī)的質(zhì)量管控

聚乙烯管道施工中所用設(shè)備主要是焊機(jī)。焊機(jī)用于連接聚乙烯燃?xì)夤艿?，焊機(jī)的質(zhì)量直接影響到聚乙烯管道系統(tǒng)的焊接質(zhì)量。焊機(jī)并非由燃?xì)馄髽I(yè)采購(gòu)。由于市面上的焊機(jī)品牌魚(yú)龍混雜，性能參差不齊，如果不加以控制，難以保證施工中所采用的焊機(jī)性能符合要求。燃?xì)馄髽I(yè)在進(jìn)行質(zhì)量管控時(shí)，可以采取以下3個(gè)管控措施。

2.2.1對(duì)焊機(jī)統(tǒng)一進(jìn)行編號(hào)并注冊(cè)備案

為了控制焊機(jī)的供應(yīng)渠道和產(chǎn)品質(zhì)量，燃?xì)馄髽I(yè)可以規(guī)定工程中使用焊機(jī)的品牌，統(tǒng)一編號(hào)注冊(cè)備案。注冊(cè)備案的信息至少包括焊機(jī)編號(hào)、品牌、類型、校準(zhǔn)日期、有效期、校準(zhǔn)第三方的名稱等。

2.2.2采用全自動(dòng)焊機(jī)

與手動(dòng)焊機(jī)相比，全自動(dòng)焊機(jī)能夠最大限度地減少人為因素對(duì)焊接過(guò)程的影響，并且能夠自動(dòng)記錄焊接數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)焊接數(shù)據(jù)的可追溯性。

2.2.3定期校準(zhǔn)，及時(shí)檢修

全自動(dòng)焊機(jī)在使用過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)溫度漂移、壓力過(guò)高、輸出參數(shù)不準(zhǔn)確等問(wèn)題，進(jìn)而影響焊接質(zhì)量。定期校準(zhǔn)是保證焊機(jī)性能不可或缺的重要措施。另外，焊機(jī)出現(xiàn)異常及時(shí)檢修。

其他專用工器具建立臺(tái)賬，做好維護(hù)和保養(yǎng)。

2.3人員管理

聚乙烯燃?xì)夤艿朗┕ど婕暗娜藛T包括施工人員（含焊接操作人員）、監(jiān)理人員、工程管理人員等，人員各自負(fù)責(zé)的工作內(nèi)容和任務(wù)應(yīng)劃分清晰。其中，焊接操作人員的專業(yè)素質(zhì)、操作水平和責(zé)任心是影響工程質(zhì)量的主要因素。對(duì)于焊接操作人員的管理，燃?xì)馄髽I(yè)應(yīng)通過(guò)對(duì)相關(guān)人員的資質(zhì)進(jìn)行核查，注冊(cè)備案，并組織考核、培訓(xùn)來(lái)進(jìn)行。

2.4施工過(guò)程的質(zhì)量管控

施工是真正的操作環(huán)節(jié)，進(jìn)入施工階段，即全面接受材料、設(shè)備性能和人員素質(zhì)，施工過(guò)程規(guī)范與否成為直接影響整個(gè)聚乙烯管道工程質(zhì)量的主導(dǎo)因素。施工階段的質(zhì)量管控高度依賴現(xiàn)場(chǎng)人員，信息化手段已經(jīng)逐漸成為發(fā)展趨勢(shì)。施工過(guò)程可以劃分為4個(gè)環(huán)節(jié)：開(kāi)工前檢查、土方工程、管道連接、管道敷設(shè)。

2.4.1開(kāi)工前檢查

開(kāi)工前的檢查是為了做好施工的準(zhǔn)備工作，確保施工人員、設(shè)備、環(huán)境條件等符合施工要求，如核實(shí)施工人員、焊接設(shè)備是否經(jīng)過(guò)注冊(cè)備案，焊工是否持證上崗，材料是否備齊、對(duì)材料進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)檢查等?？梢圆扇〉墓芸卮胧┌ㄒ韵?方面。

1）監(jiān)理人員檢查焊工證件、核查焊機(jī)信息，并填寫(xiě)檢查記錄單。

2）施工人員逐一對(duì)管材、管件、閥門進(jìn)行外觀質(zhì)量檢查，監(jiān)理人員抽查，并填寫(xiě)檢查記錄單。要特別注意管材表面劃傷深度應(yīng)不超過(guò)管材壁厚的10%。因施工需要在施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)存放材料時(shí)，監(jiān)理人員對(duì)存放條件進(jìn)行檢查，并填寫(xiě)檢查記錄單，要特別注意管材兩端封堵、管件包裝完好，遮擋紫外線。

3）當(dāng)環(huán)境條件不適宜施工時(shí)，監(jiān)理人員應(yīng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)采取的保護(hù)措施進(jìn)行檢查。

2.4.2土方工程

監(jiān)理人員對(duì)溝槽開(kāi)挖和回填的質(zhì)量進(jìn)行抽查，重點(diǎn)關(guān)注溝底是否有石塊或磚塊等尖銳物體，是否有積水，回填土是否是素土或砂土，以及回填土的夯實(shí)情況，并填寫(xiě)檢查記錄單。

2.4.3管道連接

管道連接是聚乙烯管道施工最核心、最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。筆者通過(guò)調(diào)研了解到，除了第三方破壞，焊接接頭漏氣已經(jīng)成為聚乙烯燃?xì)夤艿赖闹饕鹿暑愋椭弧?/p>

事實(shí)上，完好的焊接接頭拉伸強(qiáng)度可以超過(guò)母材。但在實(shí)際施工過(guò)程中，由于同時(shí)受到環(huán)境、人員、設(shè)備等多種因素的影響，焊接接頭難免會(huì)產(chǎn)生冷焊、未熔合、孔洞等缺陷。帶有缺陷的焊接接頭在一定應(yīng)力的作用下可能會(huì)失效導(dǎo)致漏氣，使得焊接接頭成為整個(gè)聚乙烯管道系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)。因此，管道連接操作的規(guī)范性是施工質(zhì)量管控的重中之重。

管道連接主要有兩種方式：電熔連接和熱熔連接。對(duì)于電熔連接管道的質(zhì)量管控，重點(diǎn)關(guān)注管材是否垂直切割，管端是否清潔，氧化皮是否刮除到位、刮除后是否采取保護(hù)措施、待焊管段是否對(duì)正、焊接過(guò)程是否正常、焊接完畢是否自然冷卻、外觀檢查是否合格。特別是待焊接管端外表面的處理和保護(hù)，工程中發(fā)生過(guò)由于焊接面存在污染或氧化皮刮除不干凈導(dǎo)致焊接面未熔合，造成接頭在服役過(guò)程中漏氣的情況。

對(duì)于熱熔連接管道的質(zhì)量管控，重點(diǎn)關(guān)注加熱板是否清潔干凈、管端是否銑削到位、端面是否平整、待焊管段是否對(duì)正、錯(cuò)邊量是否滿足要求、焊接過(guò)程是否正常、焊接完畢是否達(dá)到規(guī)定的冷卻時(shí)間（含保壓冷卻和無(wú)壓冷卻）、外觀檢查是否合格。

針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的管道連接操作，可以采取的管控措施包括以下兩方面：

1）監(jiān)理人員按一定比例抽查焊接過(guò)程并進(jìn)行接頭外觀檢查，填寫(xiě)檢查記錄單。

2）將焊接數(shù)據(jù)上傳至焊接數(shù)據(jù)分析管理系統(tǒng)。全自動(dòng)焊機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于自動(dòng)保存焊接數(shù)據(jù)，一方面可以通過(guò)焊接數(shù)據(jù)（如焊接時(shí)間、焊接溫度，焊機(jī)編號(hào)、焊接人員編號(hào)、焊接時(shí)間等）判斷焊接過(guò)程是否正常；另一方面，也實(shí)現(xiàn)了對(duì)人員和設(shè)備的管理。

2.4.4管道敷設(shè)

管道敷設(shè)質(zhì)量會(huì)影響聚乙烯管道在實(shí)際運(yùn)行中所受的附加應(yīng)力，位置埋深對(duì)于預(yù)防施工破壞至關(guān)重要。因此，在施工過(guò)程中，施工人員逐項(xiàng)對(duì)管道外觀、示蹤線敷設(shè)、溝底情況、管位、埋深及安全間距進(jìn)行檢查，拍照，并填寫(xiě)檢查記錄單。

回填前對(duì)管道進(jìn)行明溝實(shí)測(cè)，同時(shí)注意記錄關(guān)鍵部位，如焊口、三通、鋼塑轉(zhuǎn)換、閥門等的位置信息，可采用北斗定位系統(tǒng)采集坐標(biāo)。

2.5驗(yàn)收

驗(yàn)收的重點(diǎn)環(huán)節(jié)包括示蹤線驗(yàn)收、管道清掃、強(qiáng)度試驗(yàn)、嚴(yán)密性試驗(yàn)。

1）施工人員對(duì)示蹤線外觀和導(dǎo)通性進(jìn)行檢查，并填寫(xiě)檢查記錄單。

2）施工人員對(duì)管道清掃情況進(jìn)行檢查，監(jiān)理人員監(jiān)督、拍照，并填寫(xiě)檢查記錄單。

3）監(jiān)理人員監(jiān)督強(qiáng)度試驗(yàn)和嚴(yán)密性試驗(yàn)過(guò)程，確認(rèn)試驗(yàn)結(jié)果，拍照，并填寫(xiě)檢查記錄單。

4）施工單位對(duì)工程質(zhì)量自檢合格，監(jiān)理單位對(duì)結(jié)果予以確認(rèn)后，建設(shè)單位組織進(jìn)行工程驗(yàn)收。

上述管控措施中，很多涉及需要記錄備案的內(nèi)容。采用信息化手段進(jìn)行信息采集和記錄，提高工作效率的同時(shí)，也可以保證管控工作的真實(shí)性和可追溯性，防止造假。一些燃?xì)夤疽呀?jīng)開(kāi)始使用信息化手段實(shí)施聚乙烯管道施工質(zhì)量管控工作，取得了較好的效果。

3 結(jié)論

聚乙烯燃?xì)夤艿朗┕べ|(zhì)量管控是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工作，其中既包含技術(shù)內(nèi)容，也包含管理內(nèi)容，重在管理。盡管技術(shù)手段可以帶來(lái)管控工作質(zhì)量和效率的提升，但是仍然無(wú)法彌補(bǔ)管理不到位帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。因此，只有管理與技術(shù)兼顧，才能做好施工質(zhì)量管控，保證聚乙烯燃?xì)夤艿赖墓こ藤|(zhì)量，保障聚乙烯燃?xì)夤艿老到y(tǒng)長(zhǎng)期、安全、可靠運(yùn)行。