一種新型地下直埋熱水管道搶修工具和技術

劉毓智 孫月來 劉毓斌

摘 要：在集中供熱領域，地下直埋供熱管道出現泄漏在所難免，在寒冷的冬天，供熱管道出現泄漏后盡快修復顯得尤為重要，而在搶修當中最怕關斷門不嚴，致使水流不斷無法施焊等一系列問題。該文作者針對上述問題研發了“截流球”快速截流工具，可以解決關斷門不嚴所導致的水流不盡、搶修難度大、時間長、費用高的問題，大大減少了搶修時間和成本，不再使用“套袖”的臨時工藝做法，使搶修在最短的時間里一次性解決泄露，按規范施工不必停運后再重新做。

關鍵詞：集中供熱 直埋熱水管網 管道泄漏 搶修技術 截流球

中圖分類號：TU82 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）08（c）-0078-02

直埋熱水管網在冬季采暖運行中，管網因設計制造安裝缺陷、材質老化等原因而導致管道出現泄漏的情況時有發生，它給供熱采暖運行工作帶來很大的麻煩，一旦出現泄漏，輕者局部停供、重者鍋爐房就要停止供熱；不僅能源浪費、能耗增加，很容易造成用戶投訴，因此緊急投入搶修是首要任務，用最短的時間恢復供熱是集中供熱技術人員研究的課題。在搶修時遇到閥門不嚴、致使熱水涓涓不斷無法施工的情況，是搶修人員最為頭疼的事，其場地工況惡劣、搶修難度之大是其它管線不能比擬的。

1 管網搶修步驟

以支網管道泄露為例、第一步要關斷支網的分支門；第二步要馬上投入機械和人工開挖出集水坑；第三要放置好抽水設備；第四將漏點確切部位找出來；第五要立刻制定出補救技術方案，能夠補焊維持運行的就補焊或打卡子堵漏，不能補焊打卡子的就要斷管，并將有問題的管段拉掉一節，有的漏點出在固定墩內部（固定板與管道焊接部位），有的出現在補償器上，有的出現在管道接口或局部腐蝕點；因此泄露點可以歸納成三類。

2 泄漏點分類

2.1 第一類、固定墩類

冷拔而導致的固定板與管道撕裂，應力變化導致的金屬疲勞損壞，固定板沒有做好防腐絕熱導致的根部銹蝕。

2.2 第二類、補償器類

對于一次性補償器多出在端板焊口撕裂，明顯是熱漲時壓縮變形已經超出彈性變形量，而運行溫度忽高忽低的變化導致金屬疲勞、強度降低，再遇到低溫冷拔而導致開裂；安裝時中間溫度把握偏高或偏低是管網選用一次性補償器的致命傷；對于永久性補償器波紋管疲勞開裂較多，補償器直徑大于管徑，PVC變徑搭接本身就是應力集中的部位，由于補償器活動端的位移，很容易造成PVC防腐層接口的拔節開裂，地下水浸入后、該部位鋼管很容易腐蝕而泄露。

2.3 第三類、直管段類

此類漏點大部分出在兩管對接的焊口部位，焊口咬邊、虛焊、焊道不整齊太薄、并且有銹蝕嚴重現象，而夾克管密封不嚴甚至是脫落是加速腐蝕的誘因；少部分是管材自身制造缺陷導致的腐蝕引起。

3 套袖式臨時搶修方法及優缺點

3.1 套袖式臨時搶修方法

無論是哪種泄露，管內高溫熱水排凈是必須做到的，否則熱氣和熱水源源不斷的流出來，搶修工人無法靠前作業，管底焊口無法施焊，只有等斷流后才能施工，因此關斷門是否嚴密很關鍵！一旦不嚴密那只有關上一級的主閥門，甚至要停止水泵循環，而等待管網內熱水抽空流盡將是漫長的時間；因此管徑超過DN300的熱水管網一旦發生泄漏，修復時間最少也要24 h，多則48 h或更多；為了節省時間盡快修復，目前多采取臨時加個“套袖”的做法來堵住泄露盡快恢復供熱，待冬運結束后再進行徹底的規范性修復；“套袖”的樣式如下（見圖1）套袖安裝示意圖所示。

3.2 套袖安裝步驟

（1）在管道泄漏處開挖出工作坑、安放潛水泵抽水，工作坑底部要足夠大以至于可以將套袖下半部2安放在腐蝕漏點6處，打開絲堵5排水。

（2）將套袖上半部3與套袖下半部2對齊、點焊定位。

（3）將套袖下半部端面板與管道焊牢，將套袖下半部和上半部對齊焊牢。

（4）全部焊縫焊好后將絲堵5擰緊。打開閥門恢復供熱。以上為臨時處理解決泄漏的做法，冬運結束后需要按規范重新修復。

3.3 臨時套袖搶修優缺點

提前制作好各種管徑的“套袖”，如有泄露直接拉到現場安裝，這樣做的好處有以下幾方面。

（1）優點一，可以不必再斷管和換管，從而減少了搶修時間。

（2）優點二，也不必等待水流流盡，閥門關不嚴漏水、水流順套袖的排泄口流出，不影響套袖的上下口焊接；解決了斷管后因水流不盡無法焊接的問題。

（3）優點三，由于不做斷管處理，管網一次性補償器安裝預熱所產生的內力就破壞的少，對管網的穩定性至關重要。

（4）優點四，用“套袖”臨時處理方法最大的好處是、將無法焊接變為可以焊接，可以在12 h內恢復供熱。而這樣做的缺點有以下幾方面。

（5）缺點一，由于臨時處理工藝簡陋不規范，冬運過后必須重新規范性修復，因此檢修費用多出一倍半。

（6）缺點二，如果漏點出在固定墩部位，固定墩必須要破除后才能加套，否則無法施工，而固定墩拆除后因為是臨時性做法，固定墩不再立即恢復也無法立即恢復，因此固定點有可能因為兩側的結構、尺寸、膨脹力、摩擦阻力的不同而發生游移，這樣給來年的重新修復再做固定墩對管網帶來了隱患。采用一次性補償器作為熱水網熱伸張補償的，一旦斷開、缺口長度要比實際去掉的管段長度要長20～30 mm，新安裝的管段勢必要加長20～30 mm，否則合不上口，原設計的一次性補償平衡遭到破壞，經過一個周期或二個周期的運行后，破壞力向下一個管段延伸，很容易導致該管段薄弱點的開裂，突出表現在補償器接口和固定墩焊口處，依次順延直至整條管網上的補償器年年依次遭到破壞。

（7）缺點三，為了防止閥門用時關不嚴而導致全區供熱全停的大事故，天津開發區熱電公司供熱廠每年要對主要閥門進行全部拆掉檢修打壓更換（DN250—DN1000門）僅此項費用加上重復修理的費用每年至少500萬～1000萬元。

4 關斷閥門不嚴問題分析

4.1 閥門質量問題

集中供熱管道中多采用蝶閥實現控制，無論是橡膠軟密封還是金屬硬密封的閥，經過一冬的運行后閥門關不嚴的問題就會出現。一種是在安裝到管道上后就已經出現密封不嚴，如制造誤差、漏檢、運輸安裝不當導致的。另一種是運行后出現的。

4.2 水中雜質對閥門的傷害

除了閥門自身制造原因外，使用不當導致的閥門密封口擱傷劃傷是主要原因，而導致閥門密封口擱傷劃傷是由于搶修時用泥土做“壩”的不得已做法所造成，沙粒很容易造成密封口的損傷，另外，管網保養不當管內銹蝕污垢易堆積在閥門密封口處也會引起關不嚴；還有在維修換管時也容易將泥土帶進管內及切割焊渣遺留管內；再有自來水中也含有細小沙粒。總之，這些雜質是導致閥門關不嚴的主要原因。

4.3 閥門不嚴導致的后果是

綜合上述分析，熱水網關斷門不嚴導致水流不斷，因此對泄露點無法焊接，為了搶時間和避免大范圍停供不得不采取臨時加“套袖”工藝做法，導致搶修時間延長。為了防止閥門出現關不嚴的問題，不得不每年對閥門進行全拆全檢全打壓的保守作法？看似簡單的問題，為何要用九牛二虎之力進行維護？因為影響全區停供的事情以前曾有發生，責任重大誰也擔當不起，因此寧可費點事多花點錢也要做到閥門萬無一失。

5 “截流球”的意義和工作原理及方法

5.1 “截流球”的意義

針對上述問題筆者研發了“截流球”，可以解決關斷門不嚴所導致的水流不盡、搶修難度大、時間長、費用高的問題，大大減少了搶修時間和成本，不再使用“套袖”的臨時工藝做法，使搶修在最短的時間里一次性解決泄露，按規范施工不必停運后再重新做。

5.2 截流球工作原理及使用方法

如圖2所示、以DN600管道為例：在管道泄漏點的上游約3～5 m處挖出工作坑、將管道上部暴露出來，去掉保護層后在頂端割開一個直徑200 mm的圓孔（出入口5），將截流球2放入管道1內，輸氣管3接氣源4然后充氣，截流球用特殊材料制成，耐溫150℃、可以承受0.5 Mpa的壓力而不破裂，截流球與管道內壁因膨脹而緊密結合阻斷水流，大大地縮短了抽排水時間、優化了工況環境，為泄露點的修補、換補償器換管創造了良好的條件。泄露點修復完成后將截流球泄氣抽出，將割掉的圓孔鋼板原位復原焊牢；為了節省時間也可以采取在開孔后焊一個馬鞍鏈接一個法蘭，截流球2拿出來后用盲法蘭封緊即可。

6 截流球的優點在于

優點一，關斷門關閉后、事故管段的管內壓力隨泄露點的排水、管內壓力降為零，當管內水面低于管頂部后就可以開孔，然后用專用工具將截流球放入擺好、充氣后很快堵住流水，節省了排水等候時間。

優點二，泄露點沒有水流出了，便于泄露點的暴露和診斷，如果不涉及換管換補償器，將裂口補焊或打卡子都可以在4 h之內完成。

優點三，如果是補償器損壞或是管段腐蝕需要換管，那么就一次性做好做實，無需來年再重做，因此節省了大筆開支。

優點四，對于帶水作業的現場，換管或換補償器，如果上游水流過大哪怕是采用“套袖”的做法，如果流量過大、大于“套袖”的排泄口的流出量，則“套袖”的上接口仍然會被水覆蓋而無法施焊，遇到此種情況，工人只好在上游管口堆放泥土做個壩，擋住水流過來，然后在管子上部開孔放入水泵抽水，再抓緊時間先把底部焊口焊好，這樣做、擋壩的泥土不能完全取出來、只能留在管網里。截流球可以杜絕“泥土座壩”這種惡循環做法。從而減少了閥門的損壞，也就沒必要年年更換。

優點五，有了截流球，即便閥門不嚴也不會影響管網的搶修，故延長了閥門使用周期，消除了運行人員和領導的后顧之憂，排除了維修人員全方位保守檢修閥門的必要性。徹底杜絕“泥土擋壩”的惡循環做法。

7 結語

本管道“截流球”截流堵漏技術、是作者從事幾十年供熱管網搶修維修工作實踐而發明的實用工具，搶修時間較以往縮短80%；“截流球”已獲得國家專利，它為集中供熱行業地下直埋熱水管網搶修技術填補了空白，是國內乃至世界集中供熱領域中的首創，“截流球”系統搶修設備是集中供熱單位必備的維修搶修工具。現正尋求合作單位共同開發，歡迎集中供熱各個兄弟單位使用。

參考文獻

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