PE管路不停输开孔封堵技术与质量控制

孙继红（合肥燃气集团有限公司，安徽　合肥　230075）



PE管路不停输开孔封堵技术与质量控制

孙继红（合肥燃气集团有限公司，安徽合肥230075）

本文通过对PE管开孔封堵技术的工作原理、应用过程的介绍，提出了施工过程质量控制的具体做法。

PE管；不停输开孔封堵；质量控制

随着聚乙烯（PE）管制造技术的不断进步，PE管以其良好的耐压性、抗腐性、加工性和经济性，在城市中、低压燃气埋地管道中得到了广泛应用，伴随着公共安全和环境要求以及燃气供应企业供差管控需要，PE管道的不停输开孔封堵技术也应运而生。

所谓的不停输开孔封堵技术，其实就是针对钢管铸管和PE管道不同特性所采取的一种能够确保管道不停运输的抢修维修技术。而该技术的应用可以利用先进的设备和技术原理，所以值得人们的关注和研究。

1　不停输开孔封堵技术简介

针对正在运行的管线和管网，使用PE管开孔封堵技术能够对不停输的管道进行施工作业。而在整个过程中，都需要利用专用的开封堵设备进行施工作业。从原理上来看，就是采取双封双堵的方式进行正在进行带压输送运行的一个管段两端的封堵，然后对该管段进行施工作业。在这一过程中，需要使用专门的开孔封堵设备进行管段介质流通的截断。在此基础上，还要在管段两端的设备上进行临时旁通接口的架设。而通过使用临时旁管进行管段两端的接通，则能够确保管线能够利用临时管路进行内部介质的持续输送。因此，使用该技术能够使整个管线在施工作业过程中仍然保持正常输送运行 （见图1）。

图1　

2　不停输开孔封堵技术应用过程

该施工方法的主要操作步骤说明如下：

2.1选择适当的电熔管件焊牢在母管上

电熔管件是一种专用材料，属于消耗件。每进行一次两端封堵需要使用两套电熔管件。在管件上鞍座的内圆弧面排布有电热丝，通过电熔焊机加热管件内圆弧面和PE管外表面。当温度达到规定数值时，管材与管件配合面完全熔合，冷却后成为一体，熔合面的强度可达到管材同等强度。

2．2安装机架

打开机架内的扇形闸板，先将机架上的密封凸缘盘与管件连接套对正插入，然后将机架安放在母管上。安放机架时，将旁通球阀安装在需被隔断的母管的一侧。最后，对管件的电熔焊接质量和机架各安装连接处进行气密性测试，试验压力不大于管内的介质压力。

2.3开孔机的安装和钻孔

根据母管管径，选定开孔刀的规格，并将开孔刀安装在开孔机的主轴上。开孔机与机架连接后需进行气密性测试，以检查开孔机及其连接部的密封性。密封性测试合格后即可进行钻孔。

2.4封堵

准备与封堵管径规格相对应的封堵头（皮碗、压板），将其与封堵器的两个半圆连接板相连，再将封堵器操作手柄座上的定位卡销拔出，旋转皮碗打开封堵器并用卡销定位。最后，检查皮碗中缝的贴合情况，要求全长不透光并有少量过盈凸起方可。

2.5封堵管线的施工作业

根据事前安排，对封堵后的管线进行施工作业，并在作业完毕后撤销封堵。

2.6堵塞的安装

将与管件配套的堵塞靠住下堵器的下端顶杆，轻轻推动堵塞，然后手动旋转堵塞进入下堵左、右钳口，使堵塞安装到位。

2.7从管件中提取堵塞

在PE管线的施工中，如果在原作业处需要更换管件中的堵塞或重新进行封堵时，则需要进行提堵操作，以将管件中的堵塞取出。

3　过程质量控制

3.1PE管材质性能

从材料性能上来看，PE管材料为聚乙烯材料。作为一种热塑性材料，聚乙烯存在着粘流态、玻璃态和高弹态。在不同的温度和压力下，该种塑料的三种物理状态将发生相互转换。在日常生活中，我们看到的聚乙烯管处在常温常压状态下，所以通常为玻璃态。随着温度的升高，其将变成高弹态，甚至变成粘流态。比如在热熔焊机的转换阶段，PE管就会因高温作用出现粘流态。而此时进行一定压力的施加，则能够使PE管的融合面之间形成分子链连接，从而使完整的焊口逐步形成。随着温度的升高，PE管则会发生降解现象，并且甚至完全碳化。按照材料材质和MRS要求，可以将燃气PE管分成两种，即PE100高密度管材和PE80中密度管材。而按照标准尺寸，则可以将PE管划分成SDR11（厚壁管）和SDR17.6（薄壁管）。根据以上的参数，则能够确定PE管材的最大允许设计压力。

在存储PE管材管件的过程中，还要注意一些问题。因为PE管存在着硬度低的问题，容易出现脆性老化开裂问题。受到紫外线的照射，管材将加速老化。所以在进行PE管的存储运输时，需要加强管道的保护，并且避免管道表面受损或受到紫外线照射。

3.2不停输技术应用的质量控制

因目前尚未形成可靠的PE管焊口质量检测技术，想要确保管网在后期投入的安全运行，并且延长管道的使用寿命，必须加强PE燃气管道工程安装质量的过程控制，并且使该项工作渗透于PE管施工的人、机、料、法、环的每个环节中的关键节点，才能确保优良的PE管焊接质量。

不停输施工中，PE管件的电熔连接是关系到整个事故质量的关键环节，PE管电熔连接质量问题主要原因大致有六点：

（1）强行进行管道拼接，以至于管道因接口间隙不均产生熔接面减小问题；

（2）电熔管件与PE管材生产厂家不同，以至于管材与附属器件无法兼容；

（3）管道刮除作业未实施或作业不良，以至于因管道端口产生不圆度而出现接口间隙不均问题，继而导致管道虚焊；

（4）在管道冷却和融合阶段移动管道连接件；

（5）在管道冷却阶段，采取强制风冷或淋水措施进行非自然冷却；

（6）电熔管件中的管材插入长度不够导致的脱焊。

在焊接过程中，根据以下几点判断PE管电熔连接时质量的控制方法：

（1）观察：PE管配件上的小突块突起说明已焊好，小突块未发生变化则可延长加热时间10～20s，直至突起为止；如果出现突块倒向一边的情况，则与管道受热不均有关。针对这一情况，还要降低焊接电压，并且进行缓慢焊接。一旦出现焊接电流突变问题，则需要停止焊接作业，并且直至管道完全冷却。如果在焊接后期出现这一现象，则可以等电流稳定后再进行焊接。

（2）听：在焊接PE管时产生噼啪声，说明接口处有水，没有擦干；如果出现比正常的声音大的焊接声响，则要调低电压。

（3）看：主要就是看PE管接口处或PE管是否存在冒烟现象，一旦产生该现象则与电阻丝短路有关，需要停止作业。

（4）摸：触摸管壁，若管壁比正常要烫，则需降低焊接电压或停止焊接，并分析其原因。

（5）嗅：PE电阻丝发生短路时会发出焦味，应立即停止焊接。

PE管焊接完成后，最后再进行水压试验，测试接口质量。如果接口质量好，热熔接口抗拉性能好，De110轴向拉力达到8.4kN，无肉眼可见的残余变形；水压试验环向应力达到22MPa时，接口处无破裂、渗漏现象即可。

4　结论

（1）PE管道不停输带压开孔技术应用方便简单，施工操作安全可靠。特别是可以避免因施工作业而停输所造成的经济损失和对社会生产、生活造成的不利影响，并消除传统带气作业方式的安全隐患。随着PE管道在城市燃气的应用日趋广泛，PE管道不停输带压开孔技术必然在PE管道工程施工、工程抢修中发挥更大的作用。

（2）PE管道不停输带压开孔技术应用的质量控制关系到管网运行安全，要在电熔焊接的各个环节严格做好质量管控。

孙继红（1970-），高级工程师，学士，从事城镇燃气生产技术管理工作。

TE973.8

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2095-2066（2016）19-0256-02

2016-6-20