鋼網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）

鋼網聚乙烯管是以鋼絲網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，廣泛被應用于污水收集輸送系統、潔凈水輸送系統、天然氣輸送及其他工業管道，尤其是適用于如污水收集輸送系統等介質具有一定的腐蝕性，而輸送壓力、溫度又不高的場合。

某化工高新技術產業園區污水收集輸送系統，其管道采用鋼網聚乙烯管，沿已建成的管廊鋪設，總管DN300口徑，總長約5 km，連接處采用電融套筒熱熔焊接。管道設計輸送能力1.2 kt/h。

應幾家新增排污企業請求，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。投入使用后發現2個對接口套筒內側有不同程度的泄漏現象，為此在最短時間內進行了處置。處理過程發現的一些問題及經驗值得總結，可供今后類似工作提供參考。

1 泄漏原因分析

聚乙烯管的施工質量與配件、材料成分、施工環境、廠家提供焊接工藝程序、質量檢驗等密切相關。在已投用的污水管網上新增納入口施工相對難度較大，要協調全部納管排污企業停水、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)管件與原鋪設管道間隙過大。新增管道與管件外購，與原鋪設管道供應商不同，熔接套筒與原管道存在2～3 mm的間隙。熔接套筒與原鋪設管道一側上半部泄漏較嚴重，套筒與新配的三通一側無泄漏現象，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量差、形成泄漏的主要原因。目前，行業缺乏統一的產品質量標準，某些企業為了多爭取市場份額，故意采取管徑略有不同的行為，目的是用產品的匹配度限制用戶的選擇權。

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

3)雨雪天氣的影響。施工時熔接面應確保無水、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定程序執行，電源電壓不穩定會造成焊接質量問題。

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量是否可靠。

6)工期安排等原因。為了盡量減少園區企業停水帶來的損失，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

如果停運污水管網進行檢修，則園區企業須停產配合，由此造成的損失較大，因此應采用快速處理的方法，在最少的停水時間內完成堵漏。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合面，因此無法采用直管泄漏的卡套堵漏配件，需要根據現場情況制作專門用具進行堵漏。封堵方案如圖1所示。

圖1 法蘭堵漏裝置結構Fig 1 Structure of flange plugging device

利用套筒肩和管道外壁面作為密封面，利用雙側法蘭和填料定位環將密封填料壓入密封面。法蘭與定位環需要根據現場測量定制，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，規格為25 mm×3 mm，施工時纏繞帶應整齊、平整，纏繞后外圈應與套筒外壁平齊，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，原泄漏現象徹底消除，效果比較理想。

3 經驗與建議

3.1 經驗總結

鋼網聚乙烯管的熔接質量是其安裝工程的核心，因此，在設計、施工過程中要特別注意一些相關事項。

1)設計方面。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，應設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，設計時應考慮避免管系振動的產生；④避免管道垂度過大，大口徑管道應注意管托部位形成管道形變；⑤應考慮管系熱脹冷縮的管道膨脹；⑥應盡量多考慮預留接口。

2)材料采購方面。目前鋼網聚乙烯管行業缺乏統一的標準，各廠生產的管道、管件存在一些偏差，需要特別注意材料采購時的統一性，避免因管件偏差、熔接特性偏差帶來的施工質量問題。在部分已投用的管網上新增管道需要配接時，材料采購技術文件必須明確管道、管件的配合尺寸及偏差，同時要求供應商必須提供管道、管件的熔接特性及專用熔接方案。

3)安裝方面。①施工前應特別注意對管道、配件的尺寸復核，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條件的檢查，包括對熔接程序的確認等。

3.2 建議

1)施工工藝應著重針對環境的變化進行優化。①針對低氣溫環境一方面應考慮對工件的保護，用加裝保護套等方式減少低溫環境對熔接溫度的影響，同時還應適當提高熔接電流和時間，確保完全熔接。這些改進應以科學的實驗為前提，通過模擬環境變化用實驗的方法找出一套科學合理的熔接參數修正方案，以優化現場施工工藝。②熔接質量與施工現場電源電壓直接相關，施工工藝優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，保證熔接質量。③熔接完成后，冷卻過程溫度曲線控制也是影響熔接質量的一個方面，必須得到重視，需要有一個科學的指標去指導現場施工。

2)應建立統一的行業標準。作為一種被廣泛使用的新型材料，急需行業主管部門牽頭，制定出切實可行的行業標準。盡管聚乙烯管材行業發展已有多年，實際使用過程中仍然發現一些混亂現象存在，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定各成一派等等。

4 結束語

聚乙烯管或鋼網聚乙烯管作為一種新材料被廣泛應用于各行業，由于諸多原因，由套筒熔接質量問題而引起的泄漏也成為一個非偶發性事件。對于許多生產應用場合來說，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。