燃氣鋼骨架聚乙烯管斷管施工工藝初探

摘 要

1 前言 鋼骨架聚乙烯管(SRPE管)作為一種新型管材，具有耐腐蝕，耐磨，磨阻系數小，高韌性，低膨脹，導熱系數低，重量輕，運輸方便等多種優點。因而被廣泛應用于低壓流體的輸送中，也較多應
1 前言
    鋼骨架聚乙烯管(SRPE管)作為一種新型管材，具有耐腐蝕，耐磨，磨阻系數小，高韌性，低膨脹，導熱系數低，重量輕，運輸方便等多種優點。因而被廣泛應用于低壓流體的輸送中，也較多應用于城市燃氣中、低壓管網中。以下對燃氣用鋼骨架聚乙烯管(下簡稱復合管)在一些特殊需求情況下的施工工藝和安全控制措施進行初步探討。
    在正常營運狀態下，復合管使用還是比較方便的。但當需進行碰頭接管施工或意外受損修復時，其施工工藝復雜，安全措施要求極高。往往需要比普通鋼管施工長3～4倍的施工時間(相對PE管則更長)。對管網安全運行、保障用戶用氣及時性上具有較大不利影響。
    對于計劃性的復合管斷管碰頭施工，在完全了解施工要求和管網現況的情況下，需預先做好施工方案并經審查通過，計劃好停、送氣時間并通告用戶。
2 復合管斷管碰頭施工的基本步驟
    下面以Dn300中壓B級燃氣復合管碰頭施工為例對施工步驟及注意事項進行說明。
需求：Dn300中壓B復合管干管上需碰頭連接dn300PE管，見圖1。圖2為施工方案示意。
 
2.1 開挖工作坑及運行管網停氣準備工作
    復合管工作坑開挖宜按碰頭方案提前開挖到位并做好支護、排水等準備工作。相對PE管和鋼管碰頭而言，同樣管徑的復合管施工需要更大的操作空間。這是因為復合套筒與復合管外表面打磨要求比較高，復合套筒全部打入復合管后一般比較緊，固定三通后回退套筒時需要較大的操作空間。為便于管表面打磨，管底也需留有足夠空間便于打磨管下半周。因此。工作坑應盡可能挖大并做好排水工作(可采用挖積水坑抽排方法)，保證溝底干燥、平整、寬敞有利施工進行。
    停氣準備工作是指按既定的停氣方案提前關閉施工段管網控制閘門，測算管內氣量和區域內用戶用量，通過閘門控制力爭達到最大限度的減少燃氣排放量的效果，按時停氣放散(一般會提前3—4天張貼停氣通知)。在有人區域內放散一般采用在凝水缸、放散桿上接放散火炬燃燒的方式進行，點火炬燃燒時注意風向和附近的樹木、電線等。一般情況下，放散完成后應對管網進行惰性氣體置換(采用氮氣)，充氮置換應采用低速進氣方式，排氣口應盡量選用大口徑放散口，這樣管內可形成穩定氮氣層平推方式，可較快置換合格。一般要求在施工管段前后排放口檢測燃氣濃度低于20LEL(100LEL為可燃氣爆炸下限)方為合格。
2.2 機械或手工斷管
    管網置換合格后，可采用機械或手工斷管(包括采用電鋸等)，斷管前用記號筆繪好斷管區域，最好每個斷管口全部劃好斷管線和控制線，這樣可保證斷管施工時可隨時修正偏差，保證斷管尺寸的精確。若采用手工斷管，可自制一些斷管鋸有助于提高工作效率，可采用較硬的鋸條。
    需要提醒的是，一般應采用先斷一刀，復核尺寸后再斷另外一刀的方式進行，避免出現兩刀同時斷開后發現與原測量尺寸發生偏差的現象(復合管深埋地下，有時會有受拉、壓、扭等多種情況，斷開后極有可能發生變形)。斷管工序主要要防止斷口不齊的現象。
2.3 斷口濃度檢測，采用堵氣球等對斷管口進行封堵
    管道斷開后，應對斷口進行可燃氣體濃度檢測，若濃度超標，必須先采取措施，降低可燃氣體濃度于安全值下(可采用強制換氣，管網局部沖氮氣等方法)，合格后再采用堵氣球配合耐火泥封堵管口的方式進行封堵，這樣可確保即使在閥門內漏的情況下，也可保證施工區域的可燃氣體濃度控制在安全值以下(閥門附近的放散口宜開啟)，如圖3所示。
 

2.4 斷口清理、開槽、封堵，管外表面打磨
因復合管的特殊制造工藝及結構形式，作為骨架的鋼絲沿管周向和軸向形成螺旋網狀，斷管后，軸向骨架被垂直切斷，螺旋狀骨架有局部區域被剖切，這樣易形成毛刺，外翻等，因而需用小刀、鉗子、取子等工具將毛刺切斷取出(如圖4)。
 
    管口毛刺、翻邊清理完成后，為防止碰頭完成后天然氣沿骨架與PE材料之間空隙竄動而損傷管道本體，需對斷口管壁開槽、填料進行封堵，用砂輪機將斷口管壁磨成V形或U形(如圖5)，采用與復合管母材相同材質的PE焊條用熱風機同時加熱母材與焊條，當焊條與母材融化發軟時，將焊條壓入V形槽，注意須先將焊條氧化層打磨掉，封堵應將骨架完全覆蓋。在開槽時會有火花及粒狀或粉狀PE材料飛濺，施工人員應佩帶好防塵護具。
 

    同尺寸成型的復合管外表面和電熔套筒內表面是過盈配合，因而需將管外表面和套筒內表面進行打磨以利于裝配(以打磨主管外表面為主，套筒內表面將氧化層打磨掉即可)打磨管外表面時應先確定打磨長度并劃線，打磨長度略大于套筒長度即可。打磨一般采用砂輪機進行，打磨時應用力均勻避免形成缺口。整個外表面打磨量應大致相同，方可保證主管不失圓，便于安裝套筒。打磨中須注意若有鋼骨架外露。須用PE焊條封焊、覆蓋外露骨架并打磨平整。
2.5 安裝三通及套筒
    斷口管壁開槽填料封堵完成、套筒及管外表面打磨完成后，將兩套簡分別打入斷管端(須完全進入)。套筒安裝時須注意焊接通電口宜布置于管上半部分，以利于焊接時接線方便。安裝套筒時須采用木板等軟性材料作墊板，避免直接打擊套筒，套筒安裝后，嵌入三通。再將套筒回退及套住三通兩端。
2.6 堵氣球和耐火混拆除、清理
    調節三通出口至正確方位，這時一定要清除封堵用耐火泥及取出堵氣球(堵氣球導管打開卸壓即可從三通口方便取出)。堵氣球取出后，應再次檢測溝底可燃氣體濃度。若超標宜開排風扇鼓風至合格后裝配好復合管三通與PE管的接管部分及延續作業。
2.7 管件焊接
    整個碰頭接管全部裝配完成后，可同時進行PE管和復合管件的電熔焊接，管件的焊接須嚴格按焊接說明和管件上的對應標記進行(復合管件上一般標有電阻值，PE管件上注明有加熱時間和冷卻時間)，按復合管件上標明的電阻值查復合管焊機說明，可知焊接過程時間控制。復合管件的電熔焊接一般采用三段進行，即預熱期、加熱期和保溫期，不同廠家的材料各段時間不盡相同，所以須嚴格按說明書進行。焊接時可派有經驗的焊接人員隨時觀測焊接過程(感知套筒外壁溫度。觀測管口是否流料等)作為輔助手段。
2.8 冷卻，送氣查漏及完成后續工作
    整個碰頭連接完成后，需基本冷卻后(一般需要半小時以上)方可送氣檢漏，檢漏合格后可完成后續工作。
    由以上過程可知SRPE管碰頭施工過程煩瑣，工藝復雜，耗時長，正常情況下完成Dn300SRPE管的碰頭施工需耗時8h左右。在計劃性的碰頭施工中，準備充分的情況下可在夜晚用氣低峰時完成，對用戶影響不大。但當出現SRPE管意外受損泄漏，若采用斷管修復方法將嚴重影響用戶使用。因此，在SRPE管用氣范圍內有重要用戶時須特別注意，首先須嚴密防止主管意外受損，其次應做好臨時堵漏的應急準備(如采用臨時降壓后用特制哈夫卡臨時堵漏并監護的方法)待與用戶協商好后再尋機進行停氣修復。
    目前，SRPE管在斷管施工中未見有更簡便方法，因此，要大力推廣SRPE管在燃氣行業的應用，尚需進一步研究其斷管施工更簡捷方法。
 
(本文作者：胡劍林1 王博2 1.武漢市天然氣有限公司 430051；2.武漢市燃氣熱力工程公司 430051)