聚乙烯燃氣管道施工質量控制要點及管控措施

李曼曼，陳慶璽，馬旭卿，雷素敏，邸鑫

（1.北京市燃氣集團研究院，北京 100011；2.北京市燃氣集團有限責任公司，北京 100011）

0引言

聚乙烯管道在燃氣行業的應用越來越廣泛。特別是隨著電氣化鐵路、地鐵等地下工程的日益增多，雜散電流對埋地鋼質管道的腐蝕愈加嚴重。在某些雜散電流腐蝕嚴重的區域，甚至出現過投運僅一年的鋼管即發生腐蝕穿孔的情況。這無疑給燃氣運營企業帶來了巨大的壓力。在這種情況下，聚乙烯管道憑借其耐腐蝕、使用壽命長的特性，能有效保護燃氣管網的安全、長期運行，成為很多燃氣企業的首選。

1 施工質量對燃氣管道安全運行的影響

聚乙烯燃氣管道系統的長期使用壽命主要取決于施工質量的優劣。近年來，由于施工質量問題導致的聚乙烯燃氣管道事故時有發生，如回填土中有石塊導致管道在服役過程中發生裂紋擴展導致開裂漏氣，焊接操作不規范或設備故障導致運行一段時間后焊口發生開裂等。需要注意的是，這些事故并非是立即發生的，通常會在聚乙烯燃氣管道運行一段時間之后才暴露出來。

案例1，某燃氣公司在巡檢時發現燃氣泄漏，開挖后發現一熱熔接頭斷開，斷開的熱熔接頭斷面光滑，明顯呈脆性破壞。經調查分析，判斷該接頭可能存在冷焊缺陷和焊接面污染。據了解，該接頭已經服役2年多。

案例2，某燃氣公司投運1年多的聚乙烯管道電熔彎頭管件，由于焊接面污染導致未熔合缺陷，致使管道運行一段時間后從管件中完全脫落，如圖1所示。

圖1 管道脫落后的電熔彎頭管件

除以上兩起案例外，由于原材料不合格導致管道變色、出現毛細孔并最終發生泄漏的事故屢見不鮮。由此可見，保證聚乙烯管道系統的完整性和安全運行，重點在于施工建設期的質量管控。

2 聚乙烯管道施工質量控制關鍵點和管控措施

聚乙烯管道系統的施工質量管控主要包括材料（主要指聚乙烯管道、管件、閥門等產品）、人員、設備、管道系統的設計、施工、驗收等環節，每個環節對于整個聚乙烯管道系統的完整性都至關重要，任一環節出現問題都會導致系統出現問題。

2.1 材料的質量管控

材料是聚乙烯管道系統的基礎組成部分，材料的質量直接影響整個管道系統的質量和運行安全。根據美國塑料管材數據協會（PPDC）的統計，聚乙烯管道失效事件中，因材料缺陷導致的失效比例高達18.8%[1]。因此，采取嚴格的管控措施來確保材料的性能和質量，是關乎聚乙烯管道系統質量最關鍵的一環。

由于我國燃氣企業并不具備對材料內在質量進行檢測的能力和條件，可以采取的管控措施包括以下3個方面。

2.1.1建立供應商評審和管理機制

建立合格供應商評審和管理機制是一個有效的管控措施。對生產企業的資質、質量管理體系、生產能力、生產工藝、生產設備、測試儀器、管理以及人員素質等進行考察，保證供應商具有一定經濟實力、生產設施先進、齊全，具備良好經營理念，能夠長期合作[2]。

2.1.2檢查材料的質保文件，外觀、尺寸、生產日期、包裝等

對材料的出廠檢驗報告、合格證、使用說明書及其他技術文件進行檢查，確保材料的性能指標符合要求。材料的外觀、尺寸對于聚乙烯管道系統設計選型以及施工現場組裝、配合至關重要，生產日期直接關系到產品的儲存和周轉時間，管件包裝能有效保護管件表面潔凈，這些都是需要關注的質量控制關鍵點，來料驗收時可按一定比例對上述項目進行抽查，并填寫來料檢驗記錄單。

2.1.3按計劃采購材料，并根據工程量調撥給施工單位

燃氣企業直接采購，保證供應渠道，也可以減少中間環節；按計劃采購可減少材料庫存積壓，加快材料周轉。有條件的可以駐廠監造，對生產過程進行檢查。

除了在采購環節加強質量控制，也要注意搬運過程中對產品進行保護，避免造成表面劃傷、污損，甚至變形，給聚乙烯管道的安全長期運行埋下隱患。對于倉庫儲存的聚乙烯產品，需要對儲存條件進行檢查，注意分區碼放，先進先出。

2.2焊機的質量管控

聚乙烯管道施工中所用設備主要是焊機。焊機用于連接聚乙烯燃氣管道，焊機的質量直接影響到聚乙烯管道系統的焊接質量。焊機并非由燃氣企業采購。由于市面上的焊機品牌魚龍混雜，性能參差不齊，如果不加以控制，難以保證施工中所采用的焊機性能符合要求。燃氣企業在進行質量管控時，可以采取以下3個管控措施。

2.2.1對焊機統一進行編號并注冊備案

為了控制焊機的供應渠道和產品質量，燃氣企業可以規定工程中使用焊機的品牌，統一編號注冊備案。注冊備案的信息至少包括焊機編號、品牌、類型、校準日期、有效期、校準第三方的名稱等。

2.2.2采用全自動焊機

與手動焊機相比，全自動焊機能夠最大限度地減少人為因素對焊接過程的影響，并且能夠自動記錄焊接數據，實現焊接數據的可追溯性。

2.2.3定期校準，及時檢修

全自動焊機在使用過程中，可能會出現溫度漂移、壓力過高、輸出參數不準確等問題，進而影響焊接質量。定期校準是保證焊機性能不可或缺的重要措施。另外，焊機出現異常及時檢修。

其他專用工器具建立臺賬，做好維護和保養。

2.3人員管理

聚乙烯燃氣管道施工涉及的人員包括施工人員（含焊接操作人員）、監理人員、工程管理人員等，人員各自負責的工作內容和任務應劃分清晰。其中，焊接操作人員的專業素質、操作水平和責任心是影響工程質量的主要因素。對于焊接操作人員的管理，燃氣企業應通過對相關人員的資質進行核查，注冊備案，并組織考核、培訓來進行。

2.4施工過程的質量管控

施工是真正的操作環節，進入施工階段，即全面接受材料、設備性能和人員素質，施工過程規范與否成為直接影響整個聚乙烯管道工程質量的主導因素。施工階段的質量管控高度依賴現場人員，信息化手段已經逐漸成為發展趨勢。施工過程可以劃分為4個環節：開工前檢查、土方工程、管道連接、管道敷設。

2.4.1開工前檢查

開工前的檢查是為了做好施工的準備工作，確保施工人員、設備、環境條件等符合施工要求，如核實施工人員、焊接設備是否經過注冊備案，焊工是否持證上崗，材料是否備齊、對材料進行進場檢查等。可以采取的管控措施包括以下3方面。

1）監理人員檢查焊工證件、核查焊機信息，并填寫檢查記錄單。

2）施工人員逐一對管材、管件、閥門進行外觀質量檢查，監理人員抽查，并填寫檢查記錄單。要特別注意管材表面劃傷深度應不超過管材壁厚的10%。因施工需要在施工現場臨時存放材料時，監理人員對存放條件進行檢查，并填寫檢查記錄單，要特別注意管材兩端封堵、管件包裝完好，遮擋紫外線。

3）當環境條件不適宜施工時，監理人員應對施工現場采取的保護措施進行檢查。

2.4.2土方工程

監理人員對溝槽開挖和回填的質量進行抽查，重點關注溝底是否有石塊或磚塊等尖銳物體，是否有積水，回填土是否是素土或砂土，以及回填土的夯實情況，并填寫檢查記錄單。

2.4.3管道連接

管道連接是聚乙烯管道施工最核心、最關鍵的環節。筆者通過調研了解到，除了第三方破壞，焊接接頭漏氣已經成為聚乙烯燃氣管道的主要事故類型之一。

事實上，完好的焊接接頭拉伸強度可以超過母材。但在實際施工過程中，由于同時受到環境、人員、設備等多種因素的影響，焊接接頭難免會產生冷焊、未熔合、孔洞等缺陷。帶有缺陷的焊接接頭在一定應力的作用下可能會失效導致漏氣，使得焊接接頭成為整個聚乙烯管道系統中的薄弱環節。因此，管道連接操作的規范性是施工質量管控的重中之重。

管道連接主要有兩種方式：電熔連接和熱熔連接。對于電熔連接管道的質量管控，重點關注管材是否垂直切割，管端是否清潔，氧化皮是否刮除到位、刮除后是否采取保護措施、待焊管段是否對正、焊接過程是否正常、焊接完畢是否自然冷卻、外觀檢查是否合格。特別是待焊接管端外表面的處理和保護，工程中發生過由于焊接面存在污染或氧化皮刮除不干凈導致焊接面未熔合，造成接頭在服役過程中漏氣的情況。

對于熱熔連接管道的質量管控，重點關注加熱板是否清潔干凈、管端是否銑削到位、端面是否平整、待焊管段是否對正、錯邊量是否滿足要求、焊接過程是否正常、焊接完畢是否達到規定的冷卻時間（含保壓冷卻和無壓冷卻）、外觀檢查是否合格。

針對施工現場的管道連接操作，可以采取的管控措施包括以下兩方面：

1）監理人員按一定比例抽查焊接過程并進行接頭外觀檢查，填寫檢查記錄單。

2）將焊接數據上傳至焊接數據分析管理系統。全自動焊機的優勢在于自動保存焊接數據，一方面可以通過焊接數據（如焊接時間、焊接溫度，焊機編號、焊接人員編號、焊接時間等）判斷焊接過程是否正常；另一方面，也實現了對人員和設備的管理。

2.4.4管道敷設

管道敷設質量會影響聚乙烯管道在實際運行中所受的附加應力，位置埋深對于預防施工破壞至關重要。因此，在施工過程中，施工人員逐項對管道外觀、示蹤線敷設、溝底情況、管位、埋深及安全間距進行檢查，拍照，并填寫檢查記錄單。

回填前對管道進行明溝實測，同時注意記錄關鍵部位，如焊口、三通、鋼塑轉換、閥門等的位置信息，可采用北斗定位系統采集坐標。

2.5驗收

驗收的重點環節包括示蹤線驗收、管道清掃、強度試驗、嚴密性試驗。

1）施工人員對示蹤線外觀和導通性進行檢查，并填寫檢查記錄單。

2）施工人員對管道清掃情況進行檢查，監理人員監督、拍照，并填寫檢查記錄單。

3）監理人員監督強度試驗和嚴密性試驗過程，確認試驗結果，拍照，并填寫檢查記錄單。

4）施工單位對工程質量自檢合格，監理單位對結果予以確認后，建設單位組織進行工程驗收。

上述管控措施中，很多涉及需要記錄備案的內容。采用信息化手段進行信息采集和記錄，提高工作效率的同時，也可以保證管控工作的真實性和可追溯性，防止造假。一些燃氣公司已經開始使用信息化手段實施聚乙烯管道施工質量管控工作，取得了較好的效果。

3 結論

聚乙烯燃氣管道施工質量管控是一項系統性的工作，其中既包含技術內容，也包含管理內容，重在管理。盡管技術手段可以帶來管控工作質量和效率的提升，但是仍然無法彌補管理不到位帶來的風險。因此，只有管理與技術兼顧，才能做好施工質量管控，保證聚乙烯燃氣管道的工程質量，保障聚乙烯燃氣管道系統長期、安全、可靠運行。