埋地给水用抗冲改性聚氯乙烯（PVC—M）管道弹性密封圈式连接的密封接口常见运行故障分析与对策

李晓轩

【摘要】本文通过PVC-M管道连接承插口常出现的漏水问题进行原因分析，拿出了有效措施，保证抗冲改性聚氯乙烯（PVC-M）管道弹性密封圈式连接在供水工程中安全运行，对接口施工注意事项、橡胶密封圈的结构形状以及密封圈内设骨架及阻根装置，以防止密封安全出现故障造成漏水和停水事故。

【关键词】PVC-M管道；弹性密封圈式连接；阻根装置；运行故障

埋地给水用抗冲改性聚氯乙烯（PVC-M）管材（以下简称PVC-M管材）自从被开发出以来，以其具有的重量轻、耐腐蚀、耐压、抗冲击性能好等优势受到用户的认可和广泛应用。其发展速度非常迅速，一时间大江南北，几乎所有能做PVC-U管材的厂家都打出了PVC-M管材的称号，号称自己也在生产PVC-M管材，使得市场混乱、真假难辨。一些劣质的假冒PVC-M管材进入了市场，造成在客户使用过程中运行故障频发，严重影响了人们对PVC-M管的认知度和可信度。究其原因有方方面面的，但其接口故障问题尤为突出。本文就PVC-M管材接口故障现象与原因分析拟定出了解决接口漏水的方法。

一、PVC-M管材常见接口故障及其原因分析

1、承口开裂：

PVC-M管材在地势弯曲不平的施工环境下，如果接口段布置不平整，承口和插口不在一条直线上，就会造成管道接口处出现承插口弯曲，产生引力集中，使得内水压载荷集中在承口一侧，造成承口一侧瞬间劈开，管口产生漏水现象。此类事故常见发生在管道安装施工刚结束，处于试水阶段或者试运行阶段，对于需要弯头而未按照要求安装弯头，靠管材韧性，人为强制搬弯的情况下最容易发生此类事故。

为避免此类运行故障，在地势不平整的施工地段，管道安装前有必要进行管沟找平，特别管道接口處，尽可能保证管道承口上、下、左、右不会受力弯曲。如果实在无法保证，有必要在管道承口处采取混凝土包敷打镇墩，这样可以避免管道承口和插口受力而弯曲，产生应力集中，破坏管道承口。还有施工时严格按照施工规范进行，该设置弯头的地方必须安装弯头，不得图省钱人为强制搬弯管材来达到转弯的目的，这样都会给管道接口造成安全隐患。

2、从承口“吐胶圈”现象：

PVC-M管材是聚氯乙烯树脂通过共混改性的配方设计和加工而成的，由于材料性能的特点，使得设计应力也作了相应的改变。在CJ/T 282-2006《给水用抗冲改性聚氯乙烯（PVC-M）管材》中明显凸显出管材壁厚比《给水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材》中的壁厚要薄。这样插口管材的承载外载荷的能力就会降低。如果施工安装中不注意管材承插口的对中性，出现承口偏转，就会在承插口一边出现间隙过大现象，如果橡胶密封圈没有内置骨架，比较柔软，那么就会在内水压力的推动下，使胶圈局部往外挤出，造成承插口内的橡胶密封圈跑到管口以外，出现了承口“吐胶圈现象”。此类现象常发生在0.63MPa的中小口径的PVC-M管材安装施工结束试运行过程中。由于施工回填土不够密实，管口承插口处于自由状态，在通水时受到水锤和气锤压力的作用下，管承口有弯曲的地方就会因为受推力而出现管口的承口与插口出现间隙，出现了橡胶密封圈被部分挤出，出现“吐胶圈的现象”。

为了解决这一问题，从三个方面入手。第一，增加环刚度，减少插口受力变形，给胶圈被推出创造了间隙的机会。

第二、改进橡胶密封圈的几何尺寸，使橡胶圈挤压变形尺寸小于管道连接口偏角间隙，预防胶圈因为管道接口偏心而出现局部间隙过大产生“吐胶圈现象”。第三，给管道承插口连接橡胶密封圈内置钢骨架，增强胶圈的环向抵抗力，防止承插口偏心形成局部间隙过大，橡胶圈环向应力小而出现被挤出的现象——“吐胶圈”现象。

3、植物根系通过承插口间隙延伸进入到管道里面，导致橡胶圈密封失效而漏水：

由于植物的根系都具有向水性。如果管道连接部位有间隙，植物的根系就会自然的顺着间隙生长并不断延伸，时间长了管道承插口的密封性就会瓦解，就会使管口由渗水变成管口漏水。这种现象在干旱少雨水的地段比较明显。

为了解决这一问题，我们通过在管道连接密封圈上面内置钢圈作为阻根装置，而且内置钢圈的材质中加入具有驱根作用的金属成分，可以有效驱逐植物根系因亲近管内水质而不断延伸，从而避免了植物根系对管道密封性的瓦解。

结束语：

综上述，要保证PVC-M管道系统的安全运行，减少维修次数，减低维修费用。首先、要从管道安装施工抓起，保证安装施工符合施工标准规范，保证施工质量。特别保证管道承插口不得弯曲偏转，该安装弯头的地方必须安装弯头，不能人为强制搬弯管材，避免引力集中破坏管口；

其次、从管道本身产品质量上面严格要求保证产品质量符合相关标准要求，工程中使用时必须采购具有检测手段和技术力量的大企业的产品，以保证产品质量，以防止产品本身不合格造成工程事故；

第三、避免管道承插口弯曲后胶圈柔软被顶出，在管道连接橡胶密封圈里面内置增强钢圈。一方面，橡胶圈增强后就会防止由于承插口偏转造成“吐胶圈”事故，另一方面，采用金属驱根的原理，钢圈里面的金属钢圈可以驱根，达到防止植物根系生长通过管道接口缝隙延伸到输水管道瓦解连接密封橡胶圈密封安全的效果。

总结

PVC-M管道采用弹性橡胶圈密封式连接是安全可靠的。可能的问题也是可预防和解决的。

参考文献：

[1]郑利萍. 埋地聚乙烯给水管道施工技术[J]. 山西师大学报（社会科学版），2012，（S3）：189-190.

[2]张培. 城市给水管道内力响应及其可靠度分析[D].重庆大学，2012.

[3]毛锦国. 关于市政给水管道施工技术的探讨[J]. 科技创新与应用，2014，（31）：159.