聚乙烯燃气管道抢险维修技术适用性分析

聚乙烯燃气管道抢险维修技术适用性分析

马英凯

大庆中石油昆仑燃气有限公司, 黑龙江省大庆市 163411

摘要：根据城镇燃气聚乙烯管道运行时易被破坏的情况，阐述了聚乙烯燃气管道抢险维修的几种工艺，分析了各种工艺的优缺点， 提出了抢险维修技术的适用范围和应用时的注意事项。

关键词 ：聚乙烯燃气管道 ；泄漏 ；抢险维修

1概述

随着我国城镇燃气行业的迅速发展，聚乙烯燃气管道使用率不断提高。然而，由于聚乙烯燃气管道机械强度较低，在运行中极易被第三方损坏，导致管道破损、燃气泄漏等安全事故的发生。一旦发生燃气泄漏，如果抢修不及时，极有可能发生火灾、爆炸，进而造成人身伤害和财产损失。目前聚乙烯燃气管道抢维修技术主要有临时止漏法、电熔鞍形修补法、夹扁阻气换管法、关闭阀门换管法、封堵装置换管法等。这些技术虽然在实际生产应用中取得了一定的成效，但均存在一定的局限。

2聚乙烯燃气管道抢险维修技术

2.1聚乙烯燃气管道泄漏抢修技术

目前，当聚乙烯燃气管道发生泄漏时，主要采用以下几种方法进行抢修作业 ：

2.1.1电熔鞍形修补法

当聚乙烯燃气管材破损漏点面积较小，管道圆周没有发生形变，可采用电熔鞍形修补法对泄漏管道加以修补，即管材发生破损、燃气外泄时，先采用止漏措施，阻止燃气泄漏，然后使用电熔鞍形管件对破损处进行修补。目前该方法只适用于破损面积较小的聚乙烯燃气管道的抢险维修。

2.1.2夹扁阻气换管法

夹扁阻气换管法是对损坏管段两端进行夹扁断气处理，然后更换损坏管段的抢修方法。当聚乙烯燃气管道发生撕裂等较大面积损坏时，在破损处两端采用夹管器夹扁管线，燃气外泄停止后，进行切割换管、电熔连接处理。该抢修方法受聚乙烯材料性能等方面的限制，不适用于大管径聚乙烯燃气管道的抢险维修工作。

2.1.3关闭阀门换管法

当聚乙烯燃气管道发生破损漏气事故时，就近关闭破损处上下游阀门，并根据现场情况来确定是否需要采取放散管辅助放散泄压措施。燃气外泄停止后，进行切割换管、电熔连接处理，管道修复后，开启上下游阀门，恢复供气。

2.1.4封堵装置带气接管法

该技术是一项比较新的技术，它可保证在不间断供气的情况下对管道进行抢修。其操作过程和“夹扁阻气换管法”基本

相似，只是利用封堵装置代替夹管器。如需不断气施工，通常需用 2 台封堵装置加旁通耐压软管的方式完成换管工作。采用封堵设备换管方法，操作步骤多且繁琐，施工耗时较长，一次性投入较大。

2.2聚乙烯燃气管道不漏气情况下的带气修补技术

由于现行的《聚乙烯燃气管道工程技术规程》等技术规 范并没有给出聚乙烯燃气管道不漏气情况下的带气修补方法， 因此目前国内还没有可参照执行的标准规范。一般需要根据聚 乙烯管道受损深度、面积评估对燃气管道的影响，如果受损深度达到或超过管材壁厚的10%，就认为已对管道性能造成严重损害，应立即采取相应的办法修补。《聚乙烯燃气管道工程技术规程》CJJ63-2008 第5.1.1 条规定 ：“管材表面划伤深度不应超过管材壁厚的10%”。国外相关实践证明划痕深度不超过管材壁厚的10%，对管道使用影响不大。

若聚乙烯管受损面积不大，破损点周边管道未发生形变， 用电熔鞍形管件可以完全覆盖受损表面时，可以采用电熔鞍形 修补法进行修补。也有采用塑料修补板进行燃气管道抢修的案 例。例如 ：某燃气公司某处的聚乙烯燃气管道被人为损坏，伤口深度超过管材壁厚10%，管道内有一定压力的燃气。经现场评估后，决定在聚乙烯管受伤处用填充聚乙烯料加补的方法抢 修被刮伤部位。施工时，将加补板及加补部位清洗、刮除干净， 用热风机软化加补板和需加补部位的聚乙烯管外壁，待其表面 呈熔融状态时，用外力将加补板压紧于加补管道外壁处，待其 自然冷却后，松开外力，修补完成。

3聚乙烯燃气管道抢险维修技术的不足

3.1聚乙烯燃气管道泄漏抢修技术分析

3.1.1电熔鞍形修补法

此种抢修工艺仅适用于聚乙烯燃气管材破损漏点小，且管道圆周没有发生形变的情况。

由于鞍形管件成本较高，燃气施工企业很少采用电熔鞍形 焊接工艺进行聚乙烯燃气管道的连接，尤其是大管径聚乙烯燃 气管道的施工。同时，由于聚乙烯材料的特性，《聚乙烯燃气管 道工程技术规程》CJJ63-2008 中规定：管件从生产到使用期间， 存放时间不宜超过2 年。这就导致鞍形管件不可能存放时间过长。加上燃气抢维修工作中对鞍形管件需求量不大，管件生产商生产鞍形管件的积极性不高，鞍形管件供应量少，价格高。

另一方面，不同生产商生产的鞍形管件安全性能不一，如管件顶端管帽的密封措施等有很大差异，在抢修这种安全性要求较高的作业中，管帽的密封性能至关重要，否则会产生次生安全事故。

3.1.2夹扁阻气换管法

此种工艺在正常的燃气管道施工中，可结合旁通设施，架设临时供气管线，保证作业时不影响用户用气。但在抢修作业中，由于情况危急，需要快速有效阻止燃气外泄，所以抢修作业时几乎不接旁通管线，直接夹扁聚乙烯管阻止燃气外泄，这就导致事故管段下游枝状管线断气，下游用户不能正常使用燃气，给居民、商服等用户带来生活生产上的困难。

使用夹管器进行止气亦须特别注意夹扁位置与热熔( 电熔) 接口的位置应保持足够的距离。英国有一案例，在聚乙烯管道上发生热熔接口燃气泄漏时，抢修人员使用夹管器在漏气接口旁止气进行抢修，在进行夹管期间热熔接口突然开裂，燃气大量泄漏，继而引起灾难性后果。事后分析认为是夹扁位置距离接口太近造成。夹扁止气位置应明确规定与管件、接口、切割位置或曾经夹扁的部位保持适当距离，在确认接口漏气情况下，更应增加间隔距离，因为距离不足时夹扁所产生的应力容易造成接口开裂。进行夹扁阻气作业易造成管道的损伤，特别是在低温环境下进行夹扁作业，聚乙烯管道的延展性和塑性下降，管材复圆情况不理想，易出现内壁裂纹等现象，或由于过度夹扁造成夹扁处出现明显减薄并出现内壁损伤。

如果管道内杂质较多，或夹扁器夹扁限位设置不当，容易造成封堵不严，有余气通过，影响下一步作业的安全。大管径聚 乙烯燃气管道采用夹扁阻气换管法时，要求的作业操作空间较 大，增加了土方的开挖量，延迟了抢修时间，加大了次生灾害发 生几率。大管径管夹扁时更易受损伤，且夹扁阻气效果不理想。

3.1.3关闭阀门换管法

此种工艺为传统的抢修作业技术，优点是如果阀门关闭 可靠，抢修作业的安全性会大大提高。但其不足之处一是需要 停气，即上下游阀门之间的用户及下游枝状管线上的用户将停 止燃气供应，如果上下游阀门关闭不严，可能会延伸关闭上一 段和下一段阀门，这将导致停气的用户更多，大范围的停气不 仅给大量的居民、商服、工业等用户带来生活生产上的困难，还 为燃气公司抢修后恢复供气工作增加了难度。二是放散燃气量 大，易发生次生灾害。关闭阀门后，两阀门之间的燃气应排净才 能开始作业，大量的燃气可能从漏点处被动排出，或辅助从阀 门附属放散装置处主动排出。大量的燃气排放至大气中，既污 染环境又给燃气公司带来经济损失，更重要的是易发生燃烧、爆炸等次生灾害。三是抢修作业时间长，社会影响大。连续不间 断供气，不仅是燃气公司对客户应承担的基本责任，也是保证 供气服务质量的体现，更是国家对服务性行业建设和谐社会的 要求。由于燃气放散量大，时间长，必然从整体上增加了抢修难 度及抢修时间。停气范围广，恢复供气慢，这将给燃气公司带来 极大的负面影响。

4结论

①电熔鞍形修补法，目前大口径鞍形管件较少，因此该方法在小管径上应用较多，适用于管材破损点小，管道圆周没有发生形变的情况下。

②夹扁阻气换管法，适用于较小管径聚乙烯燃气管道的抢险维修。该抢修方法受管径限制，不适合大管径聚乙烯燃气管道的抢险维修工作，同时作业时应考虑环境温度、管内杂质等影响因素。

③关闭阀门换管法，适用于阀门距离破损处距离较近，阀门关闭可靠，下游用户可中断供气的抢险维修。

④封堵装置带气接管法，目前的装备水平不适合聚乙烯燃气管道的抢险维修工作。

⑤聚乙烯燃气管道不漏气情况下的带气修补技术，在受损部位用补板修补时一定要考虑内压、残余壁厚等影响因素。

参考文献：

[1] 中国城市燃气协会.城镇燃气聚乙烯（PE）输配系统.北京：中国建筑工业出版社，2011.