淺析特殊管徑預制保溫管道的連接

趙 志 宏

(太原市熱力集團有限責任公司第五供熱分公司，山西 太原 030003)

集中供熱是現代化城市重要的基礎設施，也是城市公用事業的一項重要設施。隨著集中供熱事業不斷發展，供熱設施、設備也隨之更換。以太原市某熱力公司為例，由于1982年公司成立之初，國內直埋預制保溫管技術相對落后，因此，直埋供熱管道敷設時大量使用芬蘭進口預制保溫管。隨著逐年的供熱運行，部分預制保溫管道保溫層碳化、管道腐蝕漏水；同時，由于供熱負荷的不斷增加，部分供熱管道已經無法滿足供熱負荷要求。因此，該公司從2015年開始，逐步對原芬蘭進口老舊供熱直埋預制保溫管進行更換。但由于國產預制保溫管與芬蘭進口預制保溫管所采用的生產標準不同，在兩種管道連接時管徑存在差異，無法直接連接。下面就以該公司所屬490繞行段及五龍口街一次網支干線更新改造工程為例，探討特殊管徑預制保溫管道的連接方法。

1 工程簡介

490繞行段及五龍口街一次網支干線始建于20世紀90年代，分別采用管徑為DN400，DN350的芬蘭進口預制保溫管進行敷設。在施工過程中發現，相同公稱直徑的國產直埋預制保溫管與芬蘭進口直埋預制保溫管外徑、內徑均不同(見表1)，且相同公稱直徑的國產預制保溫管內徑均大于芬蘭進口預制保溫管的外徑；同時，由于施工現場條件所限，原有芬蘭進口預制保溫管無法全部更換，所以會出現同一公稱直徑、不同管徑的兩種管道無法直接連接的情況。下面就以常見的幾種施工方法進行分析，選擇最佳管道連接方法。

由表1分析得知，公稱直徑為DN400，DN350的國產預制保溫管內徑分別為419 mm,370 mm，而公稱直徑為DN400,DN350的芬蘭進口預制保溫管外徑分別為400 mm,350 mm，同一公稱直徑的芬蘭進口預制保溫管外徑比國產預制保溫管內徑還要小，因此，兩種管道無法直接對口焊接連接，只能采用承插焊接、縮口焊接或采用特殊異徑短管進行焊接連接。

表1 國產與芬蘭進口管道管徑對比表 mm

2 承插焊接

承插焊接是將小口徑管道一側插入另一側大口徑管道后再進行焊接。由表1分析得知，隨著管道公稱直徑的增加，同一公稱直徑的國產預制保溫管內徑與芬蘭進口預制保溫管外徑差值就越大，也就是說，兩種管道承插焊接連接時的縫隙就越大，不利于施工質量控制。因此，公稱直徑為DN100以上的上述兩種管道連接時不建議采用承插焊接連接。

2.1 施工特點

承插焊接操作簡單、便于施工，但焊接后應力狀況不理想，容易發生焊接未焊透現象，管道內部留有縫隙，且只能進行磁粉或滲透檢測試驗(碳鋼管進行磁粉試驗，不銹鋼管進行滲透試驗)，無法進行射線探傷。

2.2 適用范圍

承插焊接的連接形式主要用于圖紙設計無特殊要求、管路內介質對焊接要求不高時，可以用承插焊；由于小口徑管道一般壁厚較薄，對焊焊接時容易錯邊、燒蝕或對焊難度較大時，可以用承插焊；另外承插焊接的承口有補強的作用，所以特殊場合，高壓下也可以使用；由于管道內部留有縫隙，對于縫隙腐蝕敏感介質的管道系統及潔凈度要求高的管道系統不宜使用承插焊接。總之，承插焊形成的是角焊縫，而對接焊形成的則是對接焊縫，從焊縫的強度、受力狀況等分析對接的要優于承插的，所以在壓力等級較高的場合、使用狀況惡劣的場合宜采用對接的形式。由于上述工程為一次網改造工程，施工質量、壓力等級等均要求比較高，因此，承插焊接連接不宜適用于此次一次網改造工程中。

3 縮口對口焊接

對于同一公稱直徑不同口徑的兩種特殊管道進行焊接連接時，如兩管徑相差不超過小管徑的15%，可將大管端部縮口后與小管進行對口焊接。管道縮口是先計算出兩管道的周長差，將大管道的周長均分，等分數越多越好，然后將差值按等分數分成若干份，再在等分點按每份的長度量出尺寸，在尺寸的兩點上沿管子軸向劃出三角形，三角的高為40 mm左右，然后將三角形割掉，剩余部分收在一起，再將割縫焊接。

1)施工特點。管道縮口工藝復雜，焊縫較多，應力相對集中；操作不便，不利于溝槽、地溝等狹小空間施工。2)使用范圍。縮口對口焊接的連接形式主要用于圖紙設計無特殊要求，或者是熱力站等操作空間相對大的施工場所。由表1分析可知，如同一公稱直徑的國產預制保溫管與芬蘭進口預制保溫管進行焊接連接時，國產預制保溫管內徑均大于芬蘭進口預制保溫管外徑，且差值都小于小管徑的15%，但由于上述工程為一次網改造工程，施工質量、壓力等級等均要求比較高，且縮口后的管道焊縫較多，應力集中，不利于焊縫無損探傷；另外，該上述工程管道施工位于溝槽內，空間相對狹窄，因此，像上述直埋預制保溫管施工時，不建議使用縮口對口焊接施工。

4 特殊異徑短管焊接

對于同一公稱直徑不同口徑的兩種特殊管道進行焊接連接時，如果兩管相差超過小管徑15%、設計要求比較嚴格或管道壓力等級要求較高時，應加工異徑短管進行焊接連接。異徑短管加工可使用工廠預制或施工現場制作加工。現場制作加工特殊異徑短管是將購買的國標異徑管小管端插入同一公稱直徑小管徑管端，在接觸部分進行畫線、切割，將切割后的特殊異徑短管置于待連接的兩種特殊管道之間進行焊接。

1)施工特點。特殊異徑短管現場制作加工簡單，焊縫較少，應力相對縮口對口焊接較小，由于此方法與普通異徑管焊接連接基本一致，因此，可在壓力等級要求較高的場合使用，對于焊縫磁粉或滲透檢測試驗(碳鋼管進行磁粉試驗，不銹鋼管進行滲透試驗)、射線探傷等均無影響。2)使用范圍。適用于圖紙設計有特殊要求或壓力等級要求較高的場合。在2015年490繞行段及五龍口街一次網支干線改造施工過程中，同一公稱直徑的芬蘭進口預制保溫管與國產預制保溫管口徑不一致，因此，兩種管道無法直接對口焊接連接，在對比承插焊接、縮口焊接連接后，最終采用特殊異徑短管現場制作加工進行焊接連接，為保證焊口施工質量、保證供熱正常運行，在焊縫探傷合格后，進行焊口肋板加強，壓力試驗合格后保溫、回填。至今運行已5年有余，未出現爆管、滲漏等事故。

5 結語

類似490繞行段及五龍口街一次網支干線改造這種特殊管連接，在對比承插焊接、縮口焊接及采用特殊異徑短管進行焊接連接三種連接方法后，只有采用特殊異徑短管進行焊接連接法現場制作加工比較簡單、耐壓等級高、對焊縫無損探傷無影響、施工方便，最適合用于圖紙有特殊要求或壓力等級要求較高等施工場合。