為了治理霧霾等天氣,北方各省紛紛出手,煤改氣、煤改電,氣代煤、空氣能、地源熱泵等等技術粉墨登場,可謂八仙過海,各顯神通。
而以北京及周邊省為代表的氣代煤技術,由于投資少、見效快,推廣很快,可謂遍地開花。但是由于項目工期緊,任務多,造成許多低素質(zhì)的施工隊伍承擔了管道的安裝任務,(高密度聚乙烯管道 ( PE管 )因其優(yōu)良的品質(zhì)受到人們的青睞,大部分燃氣企業(yè)選擇PE管作為輸氣管道。pe管道的施工非常嚴格,焊接設備必須符合條件,焊接人員必須持證上崗操作),形成很大工程隱患。
隨著大量 PE管道的敷設,PE管網(wǎng)因不合格施工或在實際運行中必然出現(xiàn)燃氣泄漏等問題,為更好的維護PE管線的正常運行,在此針對燃氣管道突發(fā)泄漏的原因、PE燃氣管道泄漏搶修進行相關解析:
一、PE燃氣管道的泄漏原因
管道燃氣泄漏的原因很多,也很復雜,從引發(fā)泄漏的起因分析,主要來自生產(chǎn)制造、安裝施工、使用過程、安全管理等方面的原因:
1、生產(chǎn)制造方面的缺陷
某些小型PE管道生產(chǎn)企業(yè)采用不合格材料或直接使用回用料生產(chǎn)燃氣用聚乙烯管材,這些產(chǎn)品不具有聚乙烯管材必須的耐慢性裂紋增長能力、抗快速裂紋擴展能力、足夠的長期靜液壓強度等力學性能。受到外界因素的影響,質(zhì)量不過關的管材、管件,隨時間推移密封不嚴,出現(xiàn)燃氣泄漏。
2、安裝施工過程的缺陷
在聚乙烯管材熱熔、電熔焊接、管道敷設過程中,由于施工人員未按《聚乙烯燃氣管道工程技術規(guī)程》規(guī)定的施工規(guī)范操作,出現(xiàn)以下幾個方面的問題,致使燃氣管道泄漏:
(1)??? 預焊接表面處理不充分、焊接管段調(diào)節(jié)不當導致焊口質(zhì)量不合格,出現(xiàn)燃氣泄漏;
(2) 施工人員在焊接過程中,使用的焊接參數(shù)和焊接方法不正確,導致熔融物料不能充分融合,導致燃氣管道泄漏;
(3)管溝開挖深度不夠,或回填土中有礫石,管道受外力碾壓損傷過深,在受損處形成應力集聚點,長時間使用管道破損泄漏。
PE燃氣管道泄漏事故大部分都是因安裝施工出現(xiàn)問題引起。為更好的避免PE燃氣管道泄漏事故的發(fā)生,必須加強對施工過程的監(jiān)督管理。PE管道的焊接要從人、機、料、法、環(huán)五個方面加強控制,同時加強對管溝的開挖及回填控制。
3、使用過程人為破壞
使用過程中人為破壞主要體現(xiàn)在以下兩個方面:
⑴ 因整個工程設計不足,由后續(xù)施工造成燃氣管道的破壞。燃氣管道先要其他管道敷設入溝,后續(xù)其他施工單位未了解PE燃氣管道的分布的情況,盲目進行開挖使燃氣管道受到損壞,進而引發(fā)突發(fā)事故。
⑵ 違章建筑占壓造成燃氣管道的破壞。由于一些單位和個人受利益的驅(qū)使,在管道沿線及相關設施上擺攤設點建市場,私搭亂蓋壘院落,造成燃氣管道無法巡視檢查和日常維護保養(yǎng),日積月累,燃氣管道不堪重負引發(fā)事故。
4、安全管理存在缺陷
在PE管線運行過程中,由于巡檢不力或者在易發(fā)生事故地點未能及時采取保護措施使得管線暴漏受損泄漏。
二、PE燃氣管道泄漏的搶修
燃氣管道運輸?shù)闹饕翘烊粴狻⑷斯っ簹?、液化石油氣(氣態(tài))等易燃易爆物質(zhì),一旦發(fā)生泄漏必須在第一時間內(nèi)找到泄漏點,并采取相應措施進行搶修。根據(jù)多方面的搶修經(jīng)驗,PE燃氣管道的搶修可以采用以下措施:
2.1電熔鞍型修補法
當PE管材破損漏點范圍較小,管道圓周沒有形變,可采用電熔鞍型修補法對泄漏管道加以修補。此方法的具體操作步驟如下 :
1) 先將受損管道損傷部位清理干凈,將稍大于待熔接部位的聚乙烯管道表面氧化層刮掉,根據(jù)情況確定是否需要采取局部停氣或降壓處理。
2)將修補馬鞍牢固安裝在刮掉氧化層的管道上,此時要注意電熔鞍型修補件要與欲修補的管道保持垂直。
3) 按照電熔修補件提供的焊接參數(shù),調(diào)整好電熔焊機所需的焊接電壓、焊接時間等焊接參數(shù),然后進行焊接。
4) 保持鞍型修補件自然冷卻后檢漏。
緊急情況下,對于較小的漏洞也可采用木楔子臨時封堵。待作業(yè)坑內(nèi)的殘留氣體散掉(濃度在爆炸極限以外),用抹布除去管壁上的泥土和雜物,然后進行馬鞍修補或換管作業(yè)。
2.2電熔套筒帶氣換管法
有時管道破損嚴重,采用修補方式無法達到預期效果只好采用夾扁斷氣進行局部換管。帶氣換管法是保持其他管段供氣,對損壞欲更換管段兩端進行夾扁斷氣處理,然后更換損壞管段的搶修方式,它適合于外徑 ≤160 mm的 PE管的搶修。采用帶氣換管法搶修燃氣管道通常需2臺夾管器進行斷氣,在靠近閥門時也可省去 1臺夾管器。在工程實際應用中,夾扁操作主要用來搶修或更換新管,這種操作的時間一般不長,同時聚乙烯是一種熱塑性塑料,具有較好的強度和柔韌性,從聚乙烯材料的應力應變曲線可知,對聚乙烯管道在短期內(nèi)進行夾扁操作,當應力撤除后,聚乙烯管道基本能恢復原來的形狀,故利用夾管器在短時間內(nèi)夾扁聚乙烯管道對管道的力學性能影響不大。以末端的枝狀管道為例,帶氣換管搶修方法的具體操作步驟為:
1) 將普通人員疏散到安全區(qū)域。劃定警戒區(qū),在警戒區(qū)內(nèi)嚴禁明火,嚴禁無關人員入內(nèi);作業(yè)區(qū)內(nèi)嚴禁使用非防爆型的機電設備及儀器、儀表,如錄像機、對講機等;根據(jù)情形確定是否采取強制通風措施,清除積聚燃氣。
2)作業(yè)人員穿戴絕緣鞋、絕緣服,開挖工作坑,當特殊地段工作坑深度超過1.5 m時,應設置支撐,為夾管和焊接作業(yè)提供空間保證。
3)在欲截取管道兩端使用金屬線環(huán)繞管道一周,然后接地。
4) 將夾管器置于距管道損傷處 1 m左右處,緩緩夾緊夾管器,待壓至限位塊后將夾管器鎖死。
5)將帶氣管道末端放散口打開,以避免可能形成的帶壓熔接。
6)截去含有破損處的管段,測好截去管段的長度。
7)利用一段新管段和兩個電熔套筒,用焊接死口的方式完成熔接。
8)待焊口冷卻后,緩緩打開夾管器,進行新管段內(nèi)氣體的置換,待置換合格后,關閉放散口。此時夾管器方可全部打開,對新焊口檢漏。
2.3 封堵裝置帶氣接管法
PE管封堵裝置帶氣接管法適合于外徑≥1 60 mm的搶修換管或末端帶氣接管。PE管封堵裝置帶氣接管技術是一項比較新的技術,隨著PE管道的廣泛使用,PE管道封堵裝置已被列入 PE管道維護搶修的必備設備,它可保證在不間斷供氣的情況下對管道進行搶修。其操作過程和“夾扁斷氣”基本相似,只是利用封堵裝置代替夾管器。封堵裝置主要部件有閥箱、鉆孔機、封堵機和堵頭機:
1) 閥箱:由上閥體、下閥體、閘閥等組成。其主要功能為:在 PE管道上定位;作為鉆孔、封堵、封蓋等工序的操作平臺;閘閥的啟、閉用于工序間的轉(zhuǎn)換;提供必需的旁路通道口。
2)鉆孔機:由鉆桿、鉆筒、鉆頭等組成,其功能是鉆孔。
3) 封堵機:由堵桿、折疊式半圓密封件等組成。其功能是在搶修時封堵施工管段的兩端。
4) 堵頭機:由操縱桿、堵頭等組成。其功能是在完成搶修施工后,對鉆孔處進行密封處理。
通常末端帶氣接管,采用 1臺封堵裝置;如果環(huán)狀管網(wǎng)帶氣換管,可采用2臺封堵裝置;如需不間斷供氣,可用 2臺封堵裝置加旁通耐壓軟管的方式操作。封堵裝置操作步驟為:
1) 選用合適的過渡接頭、熔接鞍形管件,打壓檢漏,并將閥箱安裝在管道上。
2) 將鉆孔機安裝在閥箱上,按照鉆桿標記對管子上部進行鉆孔。
3) 卸下鉆孔機,將封堵機安裝在閥箱上,進行封堵操作。
4) 在被隔離的 PE管段施工或搶修完成后,卸下封堵機,將堵頭機安裝在閥箱上,在開孔處裝上堵頭。
5) 卸下堵頭機,拆除閥箱及過渡接頭,旋上保護蓋并檢漏。
封堵作業(yè)示意圖如下:
上述帶氣開孔、封堵作業(yè)過程必須嚴格遵守《城鎮(zhèn)燃氣設施運行、維護和搶修安全技術規(guī)程》(CJJ 51_2001)中有關安全規(guī)定,并應注意:開孔前應對焊接到管道上的管件和組裝到管道上的閥門、開孔機等部件進行整體試壓;撤除封堵機前,封堵頭兩側應壓力平衡;接管作業(yè)時應將待作業(yè)管段有效接地;每臺封堵裝置操作人員不得少于2人,做到互相安全監(jiān)護等。
三、 PE燃氣管道搶修過程中應該注意的問題
1)急搶修人員在突發(fā)事故搶修中必須嚴格執(zhí)行《安全生產(chǎn)事故應急預案》及相關的《安全管理制度》、《安全操作規(guī)程》,杜絕違章指揮,嚴禁違規(guī)操作,做到有令則行,有進則止,分工明確,責任落實。
2)搶修所需車輛、設備、管材、輔助材料、工器具、現(xiàn)場安全維護設施、滅火器材、檢測設備、通訊器材、記錄用品等必須齊全有效,嚴禁缺漏、運轉(zhuǎn)不良或存在質(zhì)量問題。
3)搶修現(xiàn)場燃氣污染區(qū)內(nèi),嚴禁一切火源。搶修人員必須穿著純棉內(nèi)衣、焊工服或防靜電服,配戴救生繩,使用防爆工具,不得隨意摘戴防毒面具,照明時使用防爆燈或防爆手電。
4)開挖搶修作業(yè)坑宜使用人工開挖,附帶加濕降溫的措施。作業(yè)坑應盡量規(guī)范、堅固,嚴禁塌方等造成次生災害,并且必須在一側挖出馬道等逃生通道。
5)搶修人員在實施焊接等操作前,必須充分了解泄漏引起的原因,漏點位置、形狀、大小、周邊管壁厚度、所處管道的壓力、作業(yè)坑內(nèi)與管道相臨的其它設施,確定相應的操作方案和保護措施,嚴禁盲目施焊,造成人員、財產(chǎn)損失。