浅析特殊管径预制保温管道的连接

赵 志 宏

(太原市热力集团有限责任公司第五供热分公司，山西 太原 030003)

集中供热是现代化城市重要的基础设施，也是城市公用事业的一项重要设施。随着集中供热事业不断发展，供热设施、设备也随之更换。以太原市某热力公司为例，由于1982年公司成立之初，国内直埋预制保温管技术相对落后，因此，直埋供热管道敷设时大量使用芬兰进口预制保温管。随着逐年的供热运行，部分预制保温管道保温层碳化、管道腐蚀漏水；同时，由于供热负荷的不断增加，部分供热管道已经无法满足供热负荷要求。因此，该公司从2015年开始，逐步对原芬兰进口老旧供热直埋预制保温管进行更换。但由于国产预制保温管与芬兰进口预制保温管所采用的生产标准不同，在两种管道连接时管径存在差异，无法直接连接。下面就以该公司所属490绕行段及五龙口街一次网支干线更新改造工程为例，探讨特殊管径预制保温管道的连接方法。

1 工程简介

490绕行段及五龙口街一次网支干线始建于20世纪90年代，分别采用管径为DN400，DN350的芬兰进口预制保温管进行敷设。在施工过程中发现，相同公称直径的国产直埋预制保温管与芬兰进口直埋预制保温管外径、内径均不同(见表1)，且相同公称直径的国产预制保温管内径均大于芬兰进口预制保温管的外径；同时，由于施工现场条件所限，原有芬兰进口预制保温管无法全部更换，所以会出现同一公称直径、不同管径的两种管道无法直接连接的情况。下面就以常见的几种施工方法进行分析，选择最佳管道连接方法。

由表1分析得知，公称直径为DN400，DN350的国产预制保温管内径分别为419 mm,370 mm，而公称直径为DN400,DN350的芬兰进口预制保温管外径分别为400 mm,350 mm，同一公称直径的芬兰进口预制保温管外径比国产预制保温管内径还要小，因此，两种管道无法直接对口焊接连接，只能采用承插焊接、缩口焊接或采用特殊异径短管进行焊接连接。

表1 国产与芬兰进口管道管径对比表 mm

2 承插焊接

承插焊接是将小口径管道一侧插入另一侧大口径管道后再进行焊接。由表1分析得知，随着管道公称直径的增加，同一公称直径的国产预制保温管内径与芬兰进口预制保温管外径差值就越大，也就是说，两种管道承插焊接连接时的缝隙就越大，不利于施工质量控制。因此，公称直径为DN100以上的上述两种管道连接时不建议采用承插焊接连接。

2.1 施工特点

承插焊接操作简单、便于施工，但焊接后应力状况不理想，容易发生焊接未焊透现象，管道内部留有缝隙，且只能进行磁粉或渗透检测试验(碳钢管进行磁粉试验，不锈钢管进行渗透试验)，无法进行射线探伤。

2.2 适用范围

承插焊接的连接形式主要用于图纸设计无特殊要求、管路内介质对焊接要求不高时，可以用承插焊；由于小口径管道一般壁厚较薄，对焊焊接时容易错边、烧蚀或对焊难度较大时，可以用承插焊；另外承插焊接的承口有补强的作用，所以特殊场合，高压下也可以使用；由于管道内部留有缝隙，对于缝隙腐蚀敏感介质的管道系统及洁净度要求高的管道系统不宜使用承插焊接。总之，承插焊形成的是角焊缝，而对接焊形成的则是对接焊缝，从焊缝的强度、受力状况等分析对接的要优于承插的，所以在压力等级较高的场合、使用状况恶劣的场合宜采用对接的形式。由于上述工程为一次网改造工程，施工质量、压力等级等均要求比较高，因此，承插焊接连接不宜适用于此次一次网改造工程中。

3 缩口对口焊接

对于同一公称直径不同口径的两种特殊管道进行焊接连接时，如两管径相差不超过小管径的15%，可将大管端部缩口后与小管进行对口焊接。管道缩口是先计算出两管道的周长差，将大管道的周长均分，等分数越多越好，然后将差值按等分数分成若干份，再在等分点按每份的长度量出尺寸，在尺寸的两点上沿管子轴向划出三角形，三角的高为40 mm左右，然后将三角形割掉，剩余部分收在一起，再将割缝焊接。

1)施工特点。管道缩口工艺复杂，焊缝较多，应力相对集中；操作不便，不利于沟槽、地沟等狭小空间施工。2)使用范围。缩口对口焊接的连接形式主要用于图纸设计无特殊要求，或者是热力站等操作空间相对大的施工场所。由表1分析可知，如同一公称直径的国产预制保温管与芬兰进口预制保温管进行焊接连接时，国产预制保温管内径均大于芬兰进口预制保温管外径，且差值都小于小管径的15%，但由于上述工程为一次网改造工程，施工质量、压力等级等均要求比较高，且缩口后的管道焊缝较多，应力集中，不利于焊缝无损探伤；另外，该上述工程管道施工位于沟槽内，空间相对狭窄，因此，像上述直埋预制保温管施工时，不建议使用缩口对口焊接施工。

4 特殊异径短管焊接

对于同一公称直径不同口径的两种特殊管道进行焊接连接时，如果两管相差超过小管径15%、设计要求比较严格或管道压力等级要求较高时，应加工异径短管进行焊接连接。异径短管加工可使用工厂预制或施工现场制作加工。现场制作加工特殊异径短管是将购买的国标异径管小管端插入同一公称直径小管径管端，在接触部分进行画线、切割，将切割后的特殊异径短管置于待连接的两种特殊管道之间进行焊接。

1)施工特点。特殊异径短管现场制作加工简单，焊缝较少，应力相对缩口对口焊接较小，由于此方法与普通异径管焊接连接基本一致，因此，可在压力等级要求较高的场合使用，对于焊缝磁粉或渗透检测试验(碳钢管进行磁粉试验，不锈钢管进行渗透试验)、射线探伤等均无影响。2)使用范围。适用于图纸设计有特殊要求或压力等级要求较高的场合。在2015年490绕行段及五龙口街一次网支干线改造施工过程中，同一公称直径的芬兰进口预制保温管与国产预制保温管口径不一致，因此，两种管道无法直接对口焊接连接，在对比承插焊接、缩口焊接连接后，最终采用特殊异径短管现场制作加工进行焊接连接，为保证焊口施工质量、保证供热正常运行，在焊缝探伤合格后，进行焊口肋板加强，压力试验合格后保温、回填。至今运行已5年有余，未出现爆管、渗漏等事故。

5 结语

类似490绕行段及五龙口街一次网支干线改造这种特殊管连接，在对比承插焊接、缩口焊接及采用特殊异径短管进行焊接连接三种连接方法后，只有采用特殊异径短管进行焊接连接法现场制作加工比较简单、耐压等级高、对焊缝无损探伤无影响、施工方便，最适合用于图纸有特殊要求或压力等级要求较高等施工场合。