公用熱力管道缺陷成因分析及安全評定

王支靜

摘? ? 要：隨著城市公用供熱工程技術的逐漸成熟，城市供熱系統不僅能夠在城市冬季供暖中節約大量能源，同時還能夠為人們提供更加便捷的供暖條件。而供熱系統中的熱力管道屬于有壓管道，長時間運行在高溫、高壓環境中，就會發生一定的質量缺陷，出現一些故障問題，給城市供暖造成影響。本文通過對公用熱力管道供熱不平衡及管道腐蝕缺陷的成因分析，探究其處理方法及措施，并用層次法對其安全性進行評價，為城市公用熱力工程健康發展提供參考。

關鍵詞：公用熱力;管道;缺陷

1? 引言

在我國北方地區，由于氣候寒冷，必須通過人工供暖來度過寒冷的天氣。隨著生態化城市建設理念的實施，居民供暖逐漸開始向集體供暖發展。公用熱力管道組成的城市供暖系統成為了提供熱力能源的重要保障。在熱力管道運行過程中，由于一些因素的干擾會導致管道供暖不平衡，局部區域供暖效果較差等情況，影響城市供暖的質量，造成壓力管道泄漏和破裂，給周邊居民的安全造成威脅。通過對管道缺陷的成因分析，采取有效措施加以處理，確保熱力管道工作的穩定性。通過層次法對管道安全性的評價，找出管道缺陷規律，對供熱管道更好的進行維護和管理。

2? 公用熱力管道熱力不平衡缺陷成因及處理措施

2.1? 管道熱力不平衡的原因

（1）管道運行過程中失水。在供熱管道使用過程中，熱力系統會出現失水現象，這是造成熱力不平衡的重要原因。失水現象通常是由于管道發生泄漏造成的。供熱管道受到外力破壞或者使用年限過長，導致管道發生破裂，管道中的熱介質（通常為水）發生泄漏，就會造成管道的供熱能力下降，出現熱力不平衡現象[1]。泄漏后的水分吸收空氣中的有害氣體（如氧、硫、氯）后附著在管道上，進一步對管道進行腐蝕，擴大漏點泄露情況，如果不及時處理，就會加劇熱力不平衡現象，影響城市的供暖效果。

（2）管道保溫層損壞。城市熱力管道施工中為了防止熱量的流失，都會對管道進行保溫處理。保溫層不僅可以保護內部管道安全穩定運行，還能有效阻止熱量的散失。如果在管道運行過程中保溫層出現破損或者雨淋浸水失去保溫功能，就會導致管道中的熱能在破壞處大量流失。雖然保溫層破壞對管道熱能流失影響不明顯，但是對于城市居民供暖影響較大，會導致部分居民供暖不良。

（3）氣溫影響。環境溫度也會對管道供熱效果造成干擾。供熱管道由于敷設方式不同，與外界環境接觸程度存在差異。如今大部分供熱管道埋入地下，而早期的供熱管道則大多使用明管敷設。如果外界氣溫變化劇烈，就會給供熱管道的性能造成干擾。在溫度過低的環境中，明管敷設的供熱管道會散失大量的熱量，而埋入地下的管道熱量散失則較小，因而出現熱力不平衡現象。

2.2? 管道熱力不平衡的處理措施

（1）解決管道失水問題。管道失水問題通常是管道質量問題引起的，所以在發生失水問題后，需要對破損的管道進行維修處理，解決失水問題。如果管道受到外力作用發生破壞失水，往往會對周圍環境造成明顯的影響，極易排查，通過更換管道或者封堵維修可以解決這一問題[2]。如果管道自然腐蝕發生泄漏，往往會出現不明顯的跑冒滴漏現象（一般在閥門管件處出現的頻率較高），此時需要對熱力不平衡的管道進行排查，尋找泄漏點，并進行維修處理。

（2）解決管道保溫破壞問題。對于管道保溫層發生破壞的管道，因為不會造成明顯的熱力不平衡，所以排查較為困難。通常情況發生保溫層破壞的部位都會處于地表暴露狀態，或者埋深過淺的部位。所以在排查過程中，可以對這些部位加大排查力度。另外加強管道溫度的日常監測，及時發現異常，也可以快速鎖定問題點。對于保溫層破壞的管道，可以通過更換、修補保溫層的方法進行處理，恢復熱力管道的保溫性能。

（3）解決自然環境影響問題。對于環境的影響，可以從兩個方面進行預防和處理。在熱力管道施工建設之前，需要考慮自然環境對管道的影響，對設計方案進行優化，做好管道的保溫處理，防止其受到外界環境的干擾[3]。對于已經施工完成的熱力管道，如果受到自然環境氣溫影響較大，已經影響到城市的供暖，可以對其進行保護施工，通過增加保溫層厚度等方式提高其保溫性能，減少外界環境對管道熱力傳輸能力的影響。

城市供暖季開始前，一般都會對供熱系統進行加壓試運行，提前排查滲漏點，及時維修管道滲漏點、更換跑冒滴漏、老舊閥門、管件以及更換或者修復保溫層等，達到事前處理的目的。供熱系統正常運行后，加強日常巡檢、監測管道壓力溫度，達到事中控制的效果。

3? 公用熱力管道腐蝕缺陷形成的原因及處理措施

3.1? 管道腐蝕的類型及原因

（1）內腐蝕。熱力管道在運行過程中長期處于高溫高壓環境下，管道內壁與供熱介質發生反應，就會造成管道內壁腐蝕情況，影響管道的正常使用。通常情況下，熱力管道溫度越高，其發生腐蝕的程度就越嚴重。因為熱力管道供熱介質為水，如果水中含有氧離子和氯離子，在高溫條件下與管道材質發生化學反應，造成管道內壁破壞。根據實驗調查發現，當熱介質中的氧含量固定不變時，供熱管道的溫度每提高三十度，就會導致管道腐蝕速度提高一倍，而且管道內壁在壓力流作用下不斷承受沖刷，會加速管道的腐蝕速度[4]。管道內壁的防腐層在水流作用下被沖刷帶走，內部未經防腐處理的管道壁暴露出來，更加容易發生腐蝕，從而加劇了管道內壁的腐蝕速度。

（2）外腐蝕。管道發生外腐蝕主要是在自然環境作用下發生的。目前，大部分供熱管道都是埋藏在地下的，管道的外保護層在氧化腐蝕下發生破損，土壤中的水分和活性離子就會進入到管道保護層內部，直接作用在供熱管道的外管壁上。而且供熱管道在工作工程中會釋放出高溫，這些溫度會影響土壤的性質，導致土壤溫度增高，發生化學反應，增加土壤中的有害離子。這些離子會進入到管道中，造成管道的腐蝕[5]。除此之外，如果自然降水過大，積水在管道周圍淤積，導致管道長期處于水環境中，也會造成管道外壁的腐蝕。

3.2? 管道腐蝕的處理措施

（1）內腐蝕處理預防措施。管道發生內腐蝕主要原因是由于管道內部導熱介質與管道內部發生反應造成的。所以在預防處理過程中，可以從三個方面入手。其一，改善供熱介質的屬性。通過對供熱管道中的介質進行改良，降低介質中的氧離子含量，同時對介質PH值進行控制，避免供熱介質呈現出酸堿性，對管道內壁造成腐蝕。其二，對供熱管道的溫度進行控制。根據供熱管道的供熱能力，合理控制管道溫度，在保證居民供暖需求的同時，避免熱量冗余供應[6]。其三，對供熱管道的內壁進行防腐處理。根據不同地區供熱環境的特點，對管道的內壁進行防腐處理，提高管道內壁對于高溫和酸堿的抵抗能力，降低腐蝕發生的概率。

（2）外腐蝕預防及處理措施。在供熱直埋管道中，管道工作鋼管的外部通常會有三層結構，對內部管道進行保護。其中外部為高密度聚乙烯外殼，能夠隔絕一定的物理沖擊。中間為聚氨酯硬質泡沫塑料，具有一定的應力緩沖能力和保溫效果。最內部為做了防腐處理的工作鋼管。當發生外部腐蝕時，通常為管道外殼和保溫層破裂，此時可以采用在管道外部纏熱收縮帶的方法進行防腐處理[7]。如圖1所示為熱收縮帶防腐施工。在管道熱收縮帶施工完成后重新包裹保溫層和外殼，將管道恢復原樣。

4? 層次法管道安全性評價

在進行供熱管道評價時，利用層次法將其分為決策層、評價層和因素層，對管道安全性進行評價論證。

4.1? 因素層

因素層就是評價供熱管道安全性的直接因素。在因素評價過程中，選取供熱管道運行年限、管道直徑、管件數量、泄漏次數和補償機制作為評價其安全性的因素。前三項因素主要通過對供熱系統發生缺陷概率與三種因素關系進行調查統計，通過統計發現，管道發生泄漏的部分在管道配件、閥門等部位出現頻率更高，而隨著管道的使用年限增加，管道發生泄漏和缺陷的頻率也會逐漸增長。在管道直徑因素中，管道直徑越大，管壁越厚其發生泄漏的次數就越少，甚至極少發生腐蝕泄漏的情況[8]。泄漏的次數則說明了管道發生腐蝕的程度、管道的質量和管道施工的技術水平。在同一區域中，管道泄漏的次數越多，說明管道上述幾種因素干擾就越大，對管道安全性的影響就越嚴重。補償機制的不同與管道缺陷發生的關系通過分析可知，管道補償機制與管道泄漏具備一定的聯系，補償機制是否科學決定了泄漏問題發生的頻率，補償效果越好，管道的安全性就越高。

4.2? 評價層

評價層是對因素層分析論述內容的統計計算，按照對管道安全性影響的權重進行計算，通過不同因素的得分，來評定管網的安全性，分數越高，說明熱力管道的安全性就越高。在權重的衡量中，可以根據管網的層級和對供熱系統的影響程度作為確定權重的依據。從而確保管道安全性評價科學合理。

4.3? 決策層

決策層主要根據管網安全性的評價，確定管道維護檢修的優先等級。由于評價層綜合考量了管網在供熱管道中發生缺陷的概率和對供熱體系影響的大小。所以在進行供熱管網的維護檢修時，需要對重點部分和高風險區域進行重點檢查和維護，以確保供熱體系的安全性。

5? 結束語

綜上所述，造成公用熱力管網缺陷的因素較多，其中對功能性能影響較大的為熱力不平衡和管道腐蝕缺陷。二者都會影響城市供暖效果，造成管道的損壞。通過對其成因的分析，提出了相應的處理措施，能夠有效提高其運行的穩定性。利用層次法對熱力管網安全性評價，能夠結合評價結果，更好的分配維修養護資源，提高管網的安全性，保障城市的熱力供應，提高城市居民的生活質量。

參考文獻：

[1] 崔艷蘭.在壓力管道檢驗中發現的缺陷原因分析及處理探究[J].清洗世界，2019（8）：34～35.

[2] 劉春祥.供熱管道的腐蝕原因與防腐措施探討[J].建筑工程技術與設計，2018（12）：210.

[3] 馬英，吳晨歌.供暖管道熱力不平衡的原因及對策[J].時代報告，2018（8）：166.

[4] 馮新，王子豪，龔士林，等.供熱管道應力分布式實時監測方法與原型試驗[J].煤氣與熱力，2019（2）：9～15+98.

[5] 趙衛星，夏桂鎖，于潤橋，等.弱磁熱力管道安全評價技術研究[J].南昌航空大學學報（自然科學版），2018（4）：98～103+121.

[6] 龐波.熱力管道安裝過程質量通病及防治措施探析[J].中國高新區，2019（2）：137～138.

[7] 張法琪，HaraldKumpfert.熱力管道漏點檢測系統的技術方案[J].煤氣與熱力，2010（3）：22～26.

[8] 白鶴，李春慶.供熱管網多層次安全性模糊評價[J].區域供熱，2018（2）：78～82.