上海煤氣第一管線工程有限公司 戴勁松

隨著燃氣PE管道施工技術(shù)的發(fā)展以及相關(guān)標(biāo)準規(guī)范的不斷完善，近年來PE管在城市燃氣輸配等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。雖然燃氣PE管的優(yōu)越性能(耐腐蝕，重量輕，柔韌性好，連接方便，摩阻低，管材使用壽命可長達50年以上等)已得到廣泛的認同，但是管材的使用壽命并不等于輸配系統(tǒng)的使用壽命。應(yīng)用實踐表明，即使使用完全符合標(biāo)準的管材、管件、閥門等單元產(chǎn)品，如果施工質(zhì)量得不到有效控制，施工質(zhì)量難以保證，也就不能組合成理想的管道系統(tǒng)。

隨著燃氣PE管的廣泛使用，燃氣PE管工程質(zhì)量日益受到關(guān)注和重視。由于燃氣PE管輸送的流體介質(zhì)的特殊性，對其工程質(zhì)量要求相當(dāng)嚴格。不良的PE管道工程質(zhì)量，將可能導(dǎo)致嚴重的燃氣安全隱患和泄漏事故。而PE管道施工過程是一個沒有事后非破壞性檢驗手段的過程。以焊接接口質(zhì)量檢測為例，PE管與傳統(tǒng)的鋼管焊接質(zhì)量檢測手段相比，鋼管焊接質(zhì)量可用X射線無損探傷、磁粉、著色、超聲波等各種方法檢測，而PE管焊接接口質(zhì)量至今仍沒有一種方便、可靠的無損探測手段。盡管在美國已經(jīng)推出了非破壞性檢測設(shè)備——PE管道焊接接口的超聲波檢查系統(tǒng)，但目前仍無法普及推廣。在歐洲乃至世界各國，對PE管焊接接口的質(zhì)量仍然靠對焊接過程的品質(zhì)管理來解決。因此，必須建立起完善的燃氣PE管道施工工程質(zhì)量控制體系，確保PE管施工工程每個過程、每個環(huán)節(jié)受控。以期達到將PE管道系統(tǒng)的缺陷控制在合理的、可接受的范圍內(nèi)，確保PE管道系統(tǒng)在整個生命周期內(nèi)安全運行的目的。

1 PE管道施工質(zhì)量評價方案

對PE管道施工質(zhì)量進行評價的目的在于合理、客觀地反映目前PE管道施工管理水平、質(zhì)量水平，找出施工管理中存在的問題，進行差別分析，并加以改善。

PE管道施工質(zhì)量評價依據(jù)為:《聚乙烯燃氣管道工程技術(shù)規(guī)程》(CJJ 63—2008)，《燃氣用聚乙烯管道焊接技術(shù)規(guī)則》(TSG D2002—2006)、《燃氣用埋地聚乙烯(PE)管道系統(tǒng) 第1部分:管材》(GB 15558.1—2003)、《燃氣用埋地聚乙烯(PE)管道系統(tǒng)第2部分:管件》(GB 15558.2—2005)等。

應(yīng)用質(zhì)量管理工具中檢查清單的方法，按層次結(jié)構(gòu)設(shè)計評價模型，見圖1。

圖1 PE管道施工質(zhì)量評價模型

在模型的層次結(jié)構(gòu)中，選取影響PE管道工程質(zhì)量的關(guān)鍵要素作為評價模塊，每個模塊變量代表一類評價項目，每一個變量(評價項目)又被劃分為若干子變量(項目)，每個子變量對應(yīng)若干條評判標(biāo)準，評價人員參照評判標(biāo)準進行評判。

根據(jù)層次結(jié)構(gòu)設(shè)計評價模型，我們對影響PE管施工質(zhì)量五大方面進行了量化評價分解，共計五個大項十四個分項、四十條質(zhì)量缺陷評判標(biāo)準，見表1～表5。

表1 操作人員管理評判標(biāo)準

表2 材料管理評判標(biāo)準

表3 設(shè)備管理評判標(biāo)準

表4 現(xiàn)場操作環(huán)境管理與資料管理評判標(biāo)準

表5 現(xiàn)場操作管理評判標(biāo)準

2 運用5M1E分析法加以分析和控制

對于燃氣PE管施工工程而言，要確保施工質(zhì)量可靠性，靠事后檢查是無法保證的，特別是PE焊接部分尚無有效質(zhì)量檢查手段。故要確保質(zhì)量，必須強化過程控制，運用過程控制的手段，對引起PE施工質(zhì)量波動的因素加以分析，有針對性的加以控制。而這個過程可以引入質(zhì)量管理手段5M1E分析法進行分析和控制。

(1)人(Man/Man power):操作者對質(zhì)量的認識、技術(shù)熟練程度、身體狀況等；

(2)機器(Machine):機器設(shè)備、工夾具的精度和維護保養(yǎng)狀況等；

(3)材料(Material):材料的成分、物理性能和化學(xué)性能等；

(4)方法(Method):這里包括加工工藝、工裝選擇、操作規(guī)程等；

(5)測量(Measurement):測量時采取的方法是否標(biāo)準、正確；

(6)環(huán)境(Environment):工作地的溫度、濕度、照明和清潔條件等。

3 PE施工質(zhì)量管理要求及常見問題的分析

采用5M1E分析法的量化評價體系對PE管道施工質(zhì)量管理進行量化評價時，我們發(fā)現(xiàn)圍繞人、機器、材料、方法、環(huán)境這些方面存在一些常見的問題。正是這些問題的發(fā)生，影響了PE燃氣管道施工的總體質(zhì)量，降低了燃氣安全供氣的可靠性。因此提高管道施工質(zhì)量管理的有效性，避免PE管施工質(zhì)量波動的問題的發(fā)生尤為重要。本文根據(jù)5M1E分析法圍繞PE施工質(zhì)量管理要求對一些常見問題進行分析。

3.1 人——操作人員管理

燃氣PE管道焊接作為一個特殊工種，操作人員必須經(jīng)過培訓(xùn)合格取得上崗證書，方可上崗進行操作。管理部門應(yīng)做好焊工的定期考核及續(xù)證管理工作。應(yīng)杜絕無證上崗和上崗證書過期的情況發(fā)生。

3.2 機器——焊機及附屬設(shè)備管理

在整個PE燃氣管施工過程中，焊接設(shè)備的優(yōu)劣和正確配備對于焊接質(zhì)量起到關(guān)鍵的作用。對于熱熔焊接而言，為避免人為操作影響焊接工藝參數(shù)，應(yīng)使用全自動焊機，并根據(jù)工程中所需焊接的管材確定所用的焊機。對于電熔焊接而言，配備必要的連接輔助工具(如旋轉(zhuǎn)刮刀或平板刮刀、固定夾具、旋轉(zhuǎn)切刀，記號筆等)是必不可少的。

焊接設(shè)備應(yīng)按規(guī)定進行定期檢驗(年檢)，并在使用過程中進行日常檢查和保養(yǎng)，確保焊接設(shè)備的完好和可靠。

在實際生產(chǎn)過程中由于焊接設(shè)備的不可靠造成焊接質(zhì)量不合格的情況時有發(fā)生，主要有焊機故障造成焊接失?。粰C具不可靠造成焊接質(zhì)量不理想；缺少必要的附屬設(shè)備等。因此除建立焊機定期年檢制度外，建立完善的焊機及附屬設(shè)備日常檢查維護保養(yǎng)制度也是十分重要的。

3.3 材料——材料搬運和儲存管理

燃氣PE管材管件的搬運和儲存與鋼管存在本質(zhì)區(qū)別。由于PE管材存在對溫度變化比較敏感、易老化、蠕變現(xiàn)象(材料在某一固定的作用力下，隨著作用時間的延長，塑性變形也逐漸增大的現(xiàn)象)、硬度差及易被尖銳硬度劃傷的缺點，因此PE管存放、搬運和運輸時應(yīng)避免劃傷、不得拋摔和劇烈撞擊，不得曝曬雨淋、不得與化學(xué)品接觸。管材管件應(yīng)存放在通風(fēng)良好、溫度不應(yīng)超過40℃的倉庫內(nèi)。在室外臨時堆放時，必須有遮蓋物，避免日曬雨淋，防止長期高溫老化，并且存放高度受到限制。

在施工過程中易出現(xiàn)的問題有:

(1)在搬運過程中托拉拽扔PE管材，造成管材損傷；

(2)在直埋落管及非開挖回拖過程中未使用滾輪支架，造成管壁劃傷；

(3)無防曬防雨措施，管材暴曬在強熱陽光下等等。

3.4 方法——焊接操作方法管理

聚乙烯燃氣管焊接操作規(guī)程在《聚乙烯燃氣管道工程技術(shù)規(guī)程》(CJJ 63—2008)及相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準和規(guī)程中已有全面的論述，本文不再贅述。不管是熱熔焊接還是電熔焊接，其焊接過程是一個需要掌握一定技術(shù)且需精心控制的過程。錯誤的操作方法會導(dǎo)致焊接質(zhì)量的不穩(wěn)定和質(zhì)量不合格的產(chǎn)生。

通過對現(xiàn)場焊接的實際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，熱熔焊接常見的錯誤操作方法有:使用夾具對管材夾緊與對中，軸向偏差過大；管端加工不良，連接表面不清潔；在熱熔焊接操作任一環(huán)節(jié)上偷工減料；未經(jīng)工藝評定擅自焊接不同材料的的管材等。電熔焊接常見的錯誤操作方法有:焊接前不去除管材表面的氧化皮；管件與管材配合時不同軸，造成局部配合過緊，電熱絲錯位；管材承插不到位；焊接電壓不穩(wěn)定，冷卻時間不到位等。

3.5 環(huán)境——環(huán)境因素的管理及常見問題

燃氣PE管施工的環(huán)境因素主要考慮天氣和溝槽作業(yè)面的情況，熱熔對接在環(huán)境溫度低于-5 ℃或大風(fēng)環(huán)境下操作時，應(yīng)采取保護措施或調(diào)整焊接工藝。在管道放入溝槽前和回填過程中應(yīng)檢驗溝槽底部，確保管道不被尖棱物體如石頭或金屬片損傷。

從實際生產(chǎn)過程來看，由于天氣原因造成焊接不良的情況很少。常見的問題是PE管在敷設(shè)時未進行砂層保護或回墊砂層不夠(規(guī)定要求:PE管底部應(yīng)設(shè)不少于100 mm的墊砂層，上部應(yīng)回墊不少于200 mm墊砂層)。

4 燃氣PE管道施工質(zhì)量控制手段

評價PE管道施工質(zhì)量的好壞，其中最重要的判定指標(biāo)是焊口質(zhì)量。PE管焊接原理雖簡單，但影響質(zhì)量的因素卻很多，某一個環(huán)節(jié)控制不嚴，即會影響焊接質(zhì)量。雖然焊接質(zhì)量可以通過焊接后破壞性檢驗或非破壞性檢驗進行判定，但這種判定屬于事后檢驗，同時施工過程非破壞性檢驗所確定的好焊口并不代表一定具有良好的機械性能。因此要保證PE管道施工質(zhì)量，就是要保證按照評定合格的焊接施工工藝進行操作的整個過程的質(zhì)量。只有規(guī)范的操作才能有合格的焊口和合格的PE施工質(zhì)量，才能保證管網(wǎng)的安全運行。

在實踐過程中，我公司逐步形成了一套完善的PE管質(zhì)量控制體系，其核心是變事后質(zhì)量控制為施工過程全過程、全方位的質(zhì)量控制。通過對PE管道施工質(zhì)量進行評價，找出重點環(huán)節(jié)和發(fā)生問題頻次高的環(huán)節(jié)重點監(jiān)控，力求通過好的管理達到好的質(zhì)量。質(zhì)控體系主要有以下幾個部分組成:

(1)強化PE焊工人員的控制，建立并維持“PE燃氣管道工程焊工許用名錄”；確?，F(xiàn)場作業(yè)焊工資格。

(2)對所有焊接設(shè)備實行進行統(tǒng)一編號備案和年檢；建立并維持“PE燃氣管道工程焊接設(shè)備許用名錄”；確?，F(xiàn)場施工焊接設(shè)備完好并受控。

(3)工程現(xiàn)場實施質(zhì)量“三級檢驗”制度，即操作人員工序完成后的自檢，現(xiàn)場項目專職質(zhì)量員進行專項質(zhì)檢和公司的PE專項檢查。

(4)建立PE專項檢驗機構(gòu)對公司下屬在建PE工程進行全方位的監(jiān)督、檢驗和控制。這種監(jiān)控并非是單純的焊接質(zhì)量的檢查，而是從人、機器、材料、方法、環(huán)境各方面進行的全面監(jiān)督控制；對現(xiàn)場施工人員進行技術(shù)、質(zhì)量輔導(dǎo)；并對施工全過程總體質(zhì)量進行評價，制定改進措施等。

(5)對聚乙烯管道焊接數(shù)據(jù)進行采集和分析。一般情況下，對熔接焊口采用外觀觀察方法來檢驗，該方法具有很大的人為主觀性。對每一個焊接數(shù)據(jù)進行采集和分析，能有效確定是否存在影響焊接質(zhì)量的因素，分析出不合格的焊口，及時返工。同時通過統(tǒng)計分析，為日后的改進提高提供依據(jù)。

5 結(jié)語

近年來PE管在燃氣管道中的應(yīng)用越來越廣泛，如何保障PE管網(wǎng)的可靠性和安全性，是我們面臨的現(xiàn)實和重要的課題，而有效提高PE管施工質(zhì)量是保證燃氣管網(wǎng)安全的一個重要的環(huán)節(jié)。燃氣PE管工程質(zhì)量控制有其自身的特點，我們必須把燃氣PE管的使用特點、物理特性和燃氣工程施工規(guī)范有機地結(jié)合起來，建立實施系統(tǒng)有效的質(zhì)量控制體系，促進PE管道施工質(zhì)量的整體提高。