直埋热水管道接头工艺及保温施工标准化规定

蔡春雷，梁京涛，訾大鹏，李登功，王昱心，胡皓青

(1.烟台市数字化城市管理服务中心，山东 烟台 264000； 2.中国市政工程华北设计研究总院有限公司 第六设计研究院，天津 300381； 3.泰安市泰山城区热力有限公司，山东 泰安 271000； 4.大众报业(大众日报社)集团工程维修部，山东 济南 250014)

1 概述

2017—2021年，北方地区新建供热管网8.4×104km。其中，新建供热一级管网、二级管网各4.2×104km。完成供热管网改造里程5×104km。其中，改造供热一级管网1.6×104km、二级管网3.4×104km。2017—2021年，北方地区新建智能化热力站2.2×104座，改造1.4×104座。

受接头材料和施工水平影响，接头质量一直是直埋热水管道的薄弱环节[1-3]。由于接头不严密，地下水进入保温层，在供热介质的加热下使聚氨酯碳化，易导致工作管腐蚀泄漏[3]。因此，需要给予接头质量足够重视。

对直埋热水管道接头工艺及保温施工有详细规定的标准主要有GB/T 38585—2020《城镇供热直埋管道接头保温技术条件》、CJJ 28—2014《城镇供热管网工程施工及验收规范》、T/CDHA 504—2021《长输供热热水管网技术标准》、T/CDHA 501—2019《城镇供热直埋保温塑料管道技术标准》。本文对标准关于直埋热水管道(直管)接头工艺及保温施工的规定进行介绍和解读。为便于理解，笔者并未直接转述标准原文，而是对标准原文进行消化理解并统一了科技名词。

2 接头工艺结构

GB/T 38585—2020规定接头工艺包括热缩带式接头、电熔焊式接头、热收缩式接头、双(多)层密封式接头。

① 热缩带式接头

由接头外护层(高密度聚乙烯)、热缩带、保温层组成的接头形式，接头结构见图1。图1～4中的尺寸(数值单位为mm)是根据工程实践结合GB/T 38585—2020规定给出的最小尺寸，以DN 1 400 mm直埋热水管道为例。

通过火焰加热接头外护层与保温管(指预制直埋保温管)外护层搭接位置的热缩带，使热缩带热熔胶层熔融，在起到密封和防水作用的同时，可以吸收直埋热水管道的轴向热位移。

图1 热缩带式接头结构

② 电熔焊式接头

由电热熔套(将预埋有电加热丝的接头外护层称为电热熔套)、保温层组成的接头形式，接头结构见图2。电熔焊式接头工艺通过专用可控温塑料焊接设备加热预埋在接头外护层内的电加热丝，并施加一定压力，使电热熔套与保温管外护层融为一体。

图2 电熔焊式接头结构

③ 热收缩式接头

由热收缩套袖、密封胶及保温层组成的接头形式，接头结构见图3。施工时，将与热收缩套袖搭接的保温管外护层表面打磨至表面粗糙，去除表面氧化层，使用酒精将打磨处擦拭、清理干净。对热收缩套袖加热时应控制火焰强度，连续、均匀加热热收缩套袖。热收缩套袖被加热后，通过施加一定压力，将密封胶安装在保温管外护层与热收缩套袖的接口位置。

图3 热收缩式接头结构

④ 双(多)层密封式接头

两种或两种以上密封系统先后安装在同一接头上，彼此相互独立、分别起作用、互不影响的接头结构形式。联合热缩带式接头工艺、电熔焊式接头工艺、热收缩式接头工艺的多层密封式接头结构见图4。

图4 多层密封式接头结构

3 接头工艺适用条件

根据管径、管网工况条件，GB/T 38585—2020第4.2.1条规定了不同接头工艺的适用条件，见表1。T/CDHA 504—2021第8.5.3条规定了长输热网应采用双层密封式接头。

表1 不同接头工艺的适用条件

解读：

① 对于敷设在地下水位低、土壤干燥等环境的直埋热水管道，接头工艺通常采用单层密封形式即可满足严密性要求。

a.对于小管径(DN≤200 mm)直埋热水管道，由于保温管外护层比较薄，若采用电熔焊式接头，易将保温管外护层焊透，因此应采用热缩带式接头工艺、热收缩式接头工艺。

b.与热缩带式接头工艺、热收缩式接头工艺相比，电熔焊式接头工艺的严密性更好。大管径(DN≥500 mm)直埋热水管道的供热范围大，重要程度高，为保证工程质量，应采用电熔焊式接头工艺。

c.对于中等管径(200 mm

② 对于中等管径(200 mm

③ 对于长输热网、敷设于地下水位高等特殊环境以及穿越河流、水渠、铁路的直埋热水管道，由于管网等级高或者敷设环境比较恶劣，应采用双(多)层密封式接头，以起到多层密封保护作用。

4 接头性能要求

① 保温结构、材质、厚度

GB/T 38585—2020第5.1.2、5.1.3条规定，对于热缩带式接头、电熔焊式接头、热收缩式接头，接头保温结构应与保温管一致，保温材料及外护管的性能不应低于保温管。接头保温结构的预期寿命、长期耐温性不应低于保温管。第5.1.7条规定，热收缩套袖应采用交联形式，且应采用PE80级及以上聚乙烯原料。

T/CDHA 504—2021第8.5.2条规定，接头的保温结构、保温材料材质、保温层厚度及外护层材质等应与保温管相同。接头的保温层应与相接的保温管保温层衔接紧密，不得有缝隙。

T/CDHA 501—2019第5.6.2条第2款规定，接头保温材料材质、保温层厚度应与保温管保温层相同。

解读：标准对接头保温结构、材质、保温层厚度的规定，目的是保证接头的保温、防水、预期寿命、长期耐温性等性能不低于保温管。

② 接头力学性能

GB/T 38585—2020第5.1.5、5.1.6条规定，接头应能整体承受管道产生热位移时产生的轴向力、径向力、弯矩。

解读：该条款是为了保证接头在直埋热水管道产生热位移时不被破坏。

③ 剥离强度

GB/T 38585—2020第6.1.2.1条规定，热缩带与接头外护层、保温管外护层间的剥离强度(从宽度为10 mm的接触面进行剥离时所需要的最大力)不应小于60 N。

解读：该条规定了热缩带与接头外护层、保温管外护层的粘结力，确保直埋热水管道产生轴向热位移时热缩带不被轻易剥离，以保证接头严密性。

④ 熔体质量流动速率

GB/T 38585—2020第6.1.2.2条规定，在190 ℃的熔融温度下，熔指测试仪加载5 kg的负荷，测试10 min后，电热熔套熔体质量与保温管外护层熔体质量之差不应大于0.5 g，即二者熔体质量流动速率之差小于0.05 g/min。

解读：该条款为确保电热熔套与保温管外护层的熔体质量流动速率保持基本一致，使二者容易熔融焊接为一体，保证焊接接口严密性。

5 接头保温施工要求

① 防潮

GB/T 38585—2020第5.2.2条规定，现场加工过程中应对保温管的保温层端面采取防潮措施，且应在沟内无积水、非雨天的条件下进行作业。当因雨水、受潮、结露而导致保温层潮湿时，应进行加热烘干处理或清除潮湿保温材料后方可加工。接头应整体密封防水。

T/CDHA 501—2019第5.6.2条第3款规定，施工过程中应对保温管的保温层端面采取防潮措施，若保温管保温层被水浸泡，应清除被浸泡的保温材料方可进行接头保温施工。

解读：浸湿的保温材料若不清除，在管网运行过程中，残留在保温层中的水在高温作用下易导致聚氨酯碳化，并破坏接头严密性。

② 搭接长度

GB/T 38585—2020第5.5.1.1条规定，对于热缩带式接头，接头外护层两端与保温管外护层表面的搭接长度应一致，单侧搭接长度不应小于100 mm，两端搭接长度之差不应大于20 mm。

热缩带宽度及其与外护层(接头外护层、保温管外护层)搭接长度应符合GB/T 38585—2020表2的规定，见表2。

表2 热缩带宽度及其与外护层搭接长度

T/CDHA 501—2019第5.6.2条第4款规定，对于热缩带式接头、电熔焊式接头、热收缩式接头，接头外护层与保温管外护层搭接长度不小于100 mm。

解读：接头外护层与保温管外护层的搭接长度不应小于100 mm，以保证接头外护层的强度及严密性。

③ 搭接处清洁程度

GB/T 38585—2020第5.5.1.1条规定，对于热缩带式接头、热收缩式接头，搭接处保温管外护层、接头外护层表面应打磨至表面粗糙，去除表面氧化层，并应使用酒精将打磨处擦拭、清理干净。处理过程中应采取防火措施。

T/CDHA 501—2019第5.6.2条第4款规定，对于热缩带式接头、电熔焊式接头、热收缩式接头，接头外护管与保温管外护层表面应清洁干燥。

解读：只有保证搭接处的清洁，才能保证接头的严密性。

④ 环境温度

GB/T 38585—2020第5.2.3条规定，对于热缩带式接头、电熔焊式接头、热收缩式接头，使用聚氨酯发泡时，环境温度宜为25 ℃，且不应低于10 ℃，接头外护层表面温度不应超过50 ℃。聚氨酯原料的温度宜控制在20～40 ℃。

T/CDHA 501—2019第5.6.2条第1款规定，对于热缩带式接头、电熔焊式接头、热收缩式接头，使用聚氨酯发泡时，环境温度宜为25 ℃，且不应小于10 ℃。

解读：接头保温发泡质量易受低环境温度影响，因此应尽量避开冬季施工。不能避免时，在接头发泡前，应对工作管、外护层表面及发泡原料加热后，在保温状态下进行发泡。

6 接头气密性检验

以下条款均适用于热缩带式接头、电熔焊式接头、热收缩式接头。

CJJ 28—2014第5.4.16条规定，接头外护层安装完成后，必须全部进行气密性检验并应合格。气密性检验应在接头外护层冷却到40 ℃以下进行。气密性检验的压力应为0.02 MPa，保压时间不应短于2 min，压力稳定后应采用涂肥皂水的方法检查，无气泡为合格。

GB/T 38585—2020第6.1.3条规定，接头外护层应严密，能抵御外界水的进入。接头在保温前应进行气密性检验，且应在接头外护层冷却到40 ℃以下进行。气密性检验的压力应为0.02 MPa，保压时间不应短于2 min，不漏气为合格。

T/CDHA 501—2019第5.6.3条规定，接头外护层连接完毕且发泡前应进行100%气密性检验。

解读：接头质量对管网质量及寿命至关重要。若不能保证接头严密，水进入接头后，伴随管网高温运行易导致聚氨酯碳化失效，破坏保温管的整体式结构。因此，接头必须进行100%气密性检验。

7 结语

相关标准对直埋热水管道接头工艺及保温施工进行了重点要求，涵盖接头工艺、接头工艺适用条件、接头性能要求、接头保温施工要求、接头气密性检验等，对确保管网安全运行、提高供热系统节能减排效益具有重要意义。