PE 管壓扁阻斷技術應用

韓 力

（中石油昆侖燃氣有限公司景泰分公司，甘肅 白銀 730900）

1 項目概述

1.1 項目概況

聚乙烯（PE）燃氣管道在城市燃氣管網中的應用日益廣泛，各種PE 燃氣管道搶險維護技術及設備應運而生。PE 管壓扁阻斷技術可實現不停氣條件下，對PE 燃氣管道接新(支)管、管道割封以及管道搶修等方面作業，近年來得到了廣泛的應用。它的主要特點是采用夾管器將PE 管壓扁直至管道內壁結合，從而實現阻斷氣源。作業完畢后，為確保壓扁斷氣作業后不影響正常恢復供氣，采用熱水澆注從而使PE 管恢復。

1.2 PE 管壓扁阻斷技術的適用范圍

根據廠家提供的技術資料顯示最大可以壓扁阻斷De400 的PE 管，但在割封作業中發現De110及以上管道不能有效阻斷,壓扁阻斷后存在微漏情況，影響作業安全。根據使用情況得知對于大口徑厚壁PE 管采用壓扁阻斷技術會出現不能完全截斷（零流量）的情況，當管道內氣壓較高時會有微漏情況。所以應及時調整壓扁阻斷機具適用范圍：適用于運行管道De90、De63 的PE 管不停輸夾斷接新(支)管作業、管道割封作業，De110 管道的接新(支)管道作業；如果須對De110mm 及以上管道進行壓扁阻斷割封作業，則需在割封端加電熔鞍型三通進行放散，嚴禁對管道實施帶壓焊接作業。

1.3 項目投資概算

本項目總投資為8.4 萬元，各組成部分的投資額及構成比例詳見表1：

表1 投資概算匯總表

2 PE 管壓扁阻斷工藝介紹

2.1 PE 管壓扁阻斷作業工具

2.1.1 液壓夾扁器介紹:（如圖1 所示）

PE 管壓扁阻斷作業的主要工具，由四個功能模塊構成:a 夾具、b 限位板、c 卡具、d 施力裝置（液壓缸）。

a 夾具：液壓夾管器鋼質構件,與PE 管接觸面為交界面（需注意保持交界面干凈無雜質）；

b 限位板：避免夾具對PE 管過度擠壓造成損傷（需注意根據管材大小選擇相應的尺寸）；

c 卡具：防止壓扁阻斷作業過程中夾具的意外松脫；

d 施力裝置（液壓缸）：對夾具施加作用力，并控制夾臂、松管速度,采用液壓方式。

圖1 液壓夾扁器

2.1.2 支撐設備：如圖2 所示

PE 管壓扁阻斷作業的輔助工具，由兩部分構成:a 管材墊層、b 夾扁器支撐墊板。

a 管材墊層：用于夾扁器與管材交界面，減少管材損傷；

b 夾扁器支撐墊板：支撐夾扁器與地面平行從而達到受力均勻(需注意在施加壓力的過程中同時增加墊板，始終保持受力均衡)。

圖2 支撐設備輔助材料

2.2 PE 管壓扁阻斷作業因素分析

2.2.1 溫度方面

聚乙烯是一種高分子材料,對溫度比較敏感,因此在作業時需要關注環境溫度對PE 管材性能的影響。環境溫度下降對PE 管的抗拉強度提高，抗沖擊強度下降，斷裂伸長率下降。從而得出在環境溫度較低的情況下，夾管和松管的速度應緩慢進行。

常溫情況下（20±5℃）：夾管作業嚴格按照作業規范作業；

低溫情況下（低于5℃）：應先在PE 管上裹一層毛巾用熱水預熱，當管材的溫度接近常溫情況下的溫度時，再進行夾管作業。

2.2.2 作業坑尺寸（如圖3 所示）

L：長度應大于180cm;

W:寬度大于80cm（夾管器為60cm）;

H:深度應低于管材20cm。

圖3 作業坑

2.3 作業坑氣體檢測允許限度

氧氣：19.5%～23.5%；

易燃易爆氣體：

當爆炸下限＞4%時，濃度＜O.5%(V/V)；

當爆炸下限≤4%時，濃度＜0.2%(V/V)。

3 PE 管壓扁阻斷控制

3.1 PE 管壓扁阻斷操作要點

3.1.1 夾管、松管操作

夾管和松管速度的控制對壓扁作業非常的重要，要有足夠的時間使PE 管材吸收或釋放夾管、松管帶來的壓力，因此夾管、松管作業應緩慢進行。

調查顯示，45.15%的大學生認為可在原來的基礎上加入現代元素，32.44%的大學生也是認為可按照原樣修復，21.74%的大學生認為應保持原樣，不進行修補。總體來看，大學生對古建筑有不同的態度，在教育過程中要注意具體問題具體分析。

操作分以下幾個步驟：

步驟1(固定)：作業人員使用繩索配合將夾扁器放在管材上，夾具與管材接觸面放墊層。確保夾扁器與管材的水平垂直，使兩端受力均勻，施加一定壓力（夾具與管材接觸不滑落為準）固定夾扁器，防止脫落傷人。

步驟2(支撐)：在夾扁器與管材的下面墊一定數量的墊板和磚塊，使夾管器得到有效支撐。

步驟3(夾管)：液壓缸施壓應在1500psi 時，暫停1～2min，在4500psi 時，暫停2～4min，在最后階段（管材的兩個界面接觸）暫停4min 以上，從而達到釋放液壓時給的壓力與管材的應力。

步驟4(限位)：根據不同的管材程度選擇限位板尺寸限位板到位后，為防止夾扁器松脫應安裝卡具，從而保證夾扁器與管材的接觸不會松脫，確保卡具在夾扁器兩端受力均勻。

步驟5(松管)：PE 燃氣管道接新(支)管、管道割封以及管道搶修等方面作業完成后進行松管操作，當PE 管內壁即將分開，緩慢進行，送開至90%，暫停1min 后在緩和一定壓力時松開至75%，暫停到壓力平穩后，沒有產生壓差時將夾扁器松置完，然后將毛巾包裹管材，用開水澆注使管材恢復（見表1）。

3.1.2 PE 管壓扁程度控制

當PE 管壓扁阻斷作業時，PE 管材應保證壓縮復原后的管材仍滿足液壓強度的要求，PE 管過度的擠壓易造成管材損傷，從而降低使用壽命，因此在夾具與管材接觸面放墊層，避免PE 管的過度擠壓，保證復原后的管材的各項性能仍然滿足使用要求：

1）當PE 管公稱外徑≤160mm 時：壓扁停止距離為管材壁厚的80%；

壓力管材時間說明表

3.1.3 夾扁間距要求

夾扁點與焊口的距離不應小于50cm，兩夾扁點之間的距離不小于100cm，管材與作業坑地面的垂直距離不小于20cm（如圖4 所示）。

圖4 夾扁間距

夾扁點禁止重復夾扁，作業完畢后在管材上粘貼“此處管段已進行過夾扁作業”“作業時間”等提示。

3.2 危害要點

3.2.1 靜電釋放

靜電產生的原因有兩個方面：

當PE 管壓扁阻斷時截面積減小，燃氣流速上升，管道燃氣（雜質）氣流沖擊容易使PE 管產生靜電；PE燃氣管道接新(支)管、管道割封以及管道搶修等方面作業時須管道切割，摩擦產生靜電。

當操作人員接近時可能產生放電的現象，雖然對人體不會造成傷害，但對燃氣管道是非常危險的。因此，在進行供氣時要確保靜電接地。接地方法：用濕毛巾將PE 管纏繞一圈后，兩邊垂直向下，并保證與地面接觸不小于200mm×200mm。

3.2.2 作業坑可燃氣體濃度控制

當PE 管壓扁阻斷后，管道接新(支)管、管道割封以及管道搶修作業時需切割管道，因此會有管存氣、De110 及以上管道不能有效阻斷的微漏氣。作業時應使用防爆鼓風機與風管配合使用排出作業坑可燃氣體（如圖5 所示）。

圖5 作業坑使用的材料

4 效益評價

PE 管壓扁阻斷技術應用帶來的安全、經濟、社會效益明顯。在該項技術未應用前燃氣公司對管道新接(支)管、管道割封以及管道搶修等作業時需要大范圍放散置換燃氣管道，需要的人力、物力、時間資源耗費較大。如對城市燃氣中壓枝狀管道（未形成環網）中間某段接新(支)管：需要放散置換整條中壓管線，浪費大量的管存氣，若中段有燃氣用戶還需停供氣，需要大量人員配合完成此項工作；如對城市燃氣中壓管道（已形成環網）中間某段接新(支)管：需要關閉最近區段控制閥門進行放散置換多，浪費大量的管存氣，需停供區段范圍內的大量燃氣用戶需要大量人員配合完成此項工作；如管道搶修作業：安全和社會效益就更加明顯。

5 結束語

PE 管壓扁阻斷設備結構緊湊、重量輕,設備操作簡單，作業人員能熟練掌握，適用于燃氣管道的接新(支)管作業、管道割封以及管道搶修作業；但壓扁阻斷作業對現場操作人員的操作程序有嚴格要求,如限位擋塊的選擇、壓管速度的控制等，人為不確定性因素較大，要求現場作業人員有較強的責任心和過硬的業務素質。同時，PE 管壓扁阻斷技術的應用也給燃氣公司帶來非常好的安全、經濟、社會效益。