上海燃氣有限公司 孔慶芳

20世紀90年代初，由同濟大學和上海市煤氣公司聯(lián)合舉辦了中法煤氣技術培訓班，就當時屬于“新材料、新工藝、新技術、新設備”的聚乙烯(PE)燃氣管道材料和施工技術進行系統(tǒng)性培訓。之后，國家引進、制定了PE燃氣管道的相關技術標準，大力推進PE管道在燃氣工程中的應用。

如今大中型城市的軌交路網(wǎng)遍布城市各個角落，軌交雜散電流對燃氣金屬管道的腐蝕損傷是致命的。為防止軌交雜散電流對燃氣金屬管道的腐蝕，PE管材以其在耐腐蝕方面不可比擬的優(yōu)勢，正逐步成為各家燃氣供應企業(yè)中低壓城鎮(zhèn)燃氣管道的首選材料。PE管道工程質(zhì)量好壞直接關系到城市燃氣管網(wǎng)的安全可靠和平穩(wěn)運行。因此，加強對PE燃氣管道施工質(zhì)量的管控，特別是關鍵質(zhì)控點的量化考核尤為重要。

1 PE燃氣管道施工過程中存在的各類問題

1.1 管材管件質(zhì)量與堆放問題

1.1.1 管材管件質(zhì)量問題

使用合格的管材和管件是確保工程質(zhì)量的起始點。雖然管材/管件生產(chǎn)廠商都有自己的品控管理要求，但運送到施工現(xiàn)場的材料偶爾會發(fā)生管材或管件已經(jīng)超過使用期限的情況。極端情況下，管件的外包裝與包裝內(nèi)實際的產(chǎn)品屬于不同的廠家。如果不制定嚴格統(tǒng)一的檢查事項，很有可能將超過質(zhì)保期的材料使用到實際工程項目中。如某工地質(zhì)檢員在例行檢查時，就發(fā)現(xiàn)有超合格期限的材料被誤送到現(xiàn)場，同時管件材料的外包裝和實際產(chǎn)品也不屬于同一廠家。因此，現(xiàn)場施工前確認管材/管件在合格期限是必須做的基本檢查。

1.1.2 管材堆放問題

施工現(xiàn)場管材堆放最常見的問題是：

(1)材料隨意堆放在不平整甚至夾雜磚石塊地上，底層的管材容易被劃傷或失圓。

(2)管道兩端缺少管帽，工地的砂石土塊、雨水容易進入管內(nèi)，增加后期吹掃的難度或吹掃不徹底而造成供氣不良。

(3)管道堆放的層數(shù)過多，容易造成下層的管材失圓，失圓后的管材對熔接效果有較大影響。因為失圓較大的管材在切削后不僅會產(chǎn)生更大的錯邊，還會造成夾具裝置鎖緊困難，特別是薄壁管材更要特別關注失圓度。

(4)露天堆放的管材沒有罩蓋防水、防紫外線的蓋布。吸水后的PE管材在焊接過程中容易在焊口產(chǎn)生氣泡而影響焊接質(zhì)量。長時間紫外線照射容易使PE管材質(zhì)量發(fā)生變化，縮短使用壽命。

1.2 設備(焊機、夾具)問題

目前PE燃氣管道施工使用的焊接基本為全自動焊接，減少了半自動焊接中人為因素對焊接質(zhì)量的影響。日常檢查中發(fā)現(xiàn)，使用全自動焊接存在的問題主要是：

(1)焊機未能按時進行年檢。其元器件質(zhì)量未必能滿足要求，如熱電偶檢測溫度發(fā)生漂移，與電熔焊機配套使用的掃碼槍不能正常工作等。

(2)焊板表面清潔度不滿足要求。其表面有劃痕或污漬。

(3)焊機接線不好，有漏電風險。

(4)焊機數(shù)據(jù)接口接觸不良，不能及時復制數(shù)據(jù)。

為保證PE燃氣管道的焊接質(zhì)量，除了施焊前檢查焊機的良好性，還必須配備必要的輔助配置，其中包括固定夾具、旋轉(zhuǎn)刮刀、整圓工具等。熱熔焊機的固定夾具保障待焊管道的中心線對齊，并使錯邊量控制在10%壁厚范圍內(nèi)。如果施工所用的管材為薄壁管(SDR17)，錯邊量的控制尤為重要，對夾具以及焊工的技能要求更高，否則很難保障質(zhì)量。電熔焊接時不使用固定夾具幾乎是施工的通病以及電熔焊接質(zhì)量問題的關鍵點。上述硬件設備配置齊全并處于完好狀態(tài)，是保證施工質(zhì)量的前提和基礎，因此對硬件的要求必須清晰、明確。

1.3 材料匹配性問題

PE燃氣管道施工前必須完成所用管材、管件的工藝評定，并按工藝評定的焊接參數(shù)進行施工。不同規(guī)格、不同級別（PE80/PE100）和不同厚度的管材不允許進行熱熔焊接。雖然PE管材、管件的生產(chǎn)廠商都采用統(tǒng)一標準生產(chǎn)，每一家對產(chǎn)品的控制標準都在公差允許范圍內(nèi)，但實際工程中，如果管材和管件沒有預先進行匹配性檢查，焊接時可能會由于公差造成管材/管件插入困難。這種問題在電熔焊接中比較突出，如果是過盈配合，極易造成插入深度不足，或施工人員強行借助外力推入后破壞了電熔管件內(nèi)部電熱絲，從而產(chǎn)生焊接缺陷。通常為保證質(zhì)量和良好的匹配性，當使用不同廠家的管材時，即使同一規(guī)格、同一級別也不建議熱熔焊接。

1.4 熱熔和電熔焊接施工過程中的問題

1.4.1 熱熔焊接施工過程中的問題

熱熔焊接施工過程中可能出現(xiàn)的嚴重問題有：

(1)冷卻時間不夠，即未到焊接所需的冷卻時間就拆除夾具、移除焊機。這樣的后果是容易在焊口產(chǎn)生應力，管道長時間運行后在外力作用下引起焊口斷裂。

(2)薄壁管的錯邊量較難控制，特別是DN110(SDR17)這個在CJJ 63－2018《PE燃氣管道工程技術標準》中允許使用的熱熔焊接規(guī)格，由于其壁厚一般為6.5 mm，輕微的不圓度或夾具調(diào)整不到位，其錯邊量就超出標準，焊縫的外翻邊達不到要求。一般翻邊不符合要求的位置處于焊接點的下方，即4～7點位置，不仔細檢查較難發(fā)現(xiàn)。

(3)其他如焊板有劃痕或清潔度不達標、管材洗削后用含水或不干凈的抹布擦拭端面等問題，造成焊口質(zhì)量不達標。

1.4.2 電熔焊接施工過程中的問題

電熔焊接施工過程中可能出現(xiàn)的問題有：

(1)不使用固定夾具，強行組對。通常發(fā)生在用電熔套筒進行新舊管連接處，如果施工過程中事先不仔細控制，在最后連接時受施工位置的影響，往往不使用固定夾具強行組對，焊口通過相控陣技術檢測往往達不到質(zhì)量要求。

(2)不使用旋轉(zhuǎn)刮刀去除管材端口的氧化皮，簡單使用一般的刮刀甚至玻璃片去除氧化皮，達不到均勻去除的要求，對后續(xù)焊接質(zhì)量產(chǎn)生影響。

(3)不使用自動掃碼槍，人工錄入條碼信息，容易造成錄入錯誤；過早打開管件外包裝，致使灰塵進入套筒內(nèi)；管材與管件過贏配合，插入深度不到位或使用外力強行插入管件，破壞電熱絲等。

1.5 其他問題

(1)溝槽開挖深度不滿足設計要求而不對管道采取其他保護措施，淺埋容易造成第三方破壞。

(2)回填土中混有大石塊等雜物，容易劃傷PE燃氣管道外壁。

(3)施工過程中垃圾、雜物等進入管道，在清掃階段沒有完全清掃到位，容易造成供氣不良。

(4)壓力試驗時，特別是低壓管道壓力試驗中，選用的壓力表量程過大不能精確讀數(shù)或反映試驗狀況。

2 PE燃氣管道施工量化管控的質(zhì)量指標

2.1 現(xiàn)場堆放中量化要求

針對前面對施工現(xiàn)場PE材料可能存在的問題，CJJ 63－2018規(guī)定施工前須確認管材出廠日期在4年內(nèi)、管件出廠日期在6年內(nèi)，同時明確管材堆放按口徑大小其層數(shù)不得超過規(guī)定層數(shù)的要求，以確保其圓周度。另外堆放在露天的管材上面要有防水、防紫外線的蓋布，下面有軟土或軟木，管道的兩端必須有管帽以防止砂石土塊進入管內(nèi)。

2.2 焊機和夾具等設備量化要求

為了更好地控制焊接質(zhì)量，避免人為因素影響，故使用全自動焊接，定期檢驗。施焊前，對焊板、支架等設備部件的檢查可以避免質(zhì)量隱患。對于電熔焊接，固定夾具的使用對保障質(zhì)量非常重要，因此必須加以強制要求。要求焊機配備穩(wěn)壓電源主要是考慮電線質(zhì)量低劣或電壓不穩(wěn)時，不易保證焊板溫度而不能確保焊接質(zhì)量。

2.3 材料匹配性量化要求

對材料匹配性的量化要求除了在施焊前要核對檢查評定的工藝，還有檢查項目所用的管材/管件的其他參數(shù)，包括型號、規(guī)格、等級等內(nèi)容以及管材與管件的公差配合度。有條件情況下，使用整圓器控制管道的不圓度，降低施焊中的錯邊概率。

2.4 施工過程中量化要求（熱熔、電熔）

在熱熔和電熔焊接過程中除了按評定工藝施焊外，最重要的是必須使用固定夾具，不得強行組隊，不得中斷冷卻時間，更改數(shù)據(jù)。與此同時，施焊的環(huán)境要求，包括環(huán)境溫度、防風防雨等要求也必須滿足。

2.5 量化要求評分表

PE燃氣管道現(xiàn)場施工檢查評分匯總表，如表1所示。

表1 PE管施工現(xiàn)場檢查評分匯總

(續(xù)表1)

根據(jù)施工現(xiàn)場發(fā)生的頻次、每一個質(zhì)控點對質(zhì)量的影響程度，將質(zhì)量指標按“一般、重要、比較重要和非常重要”劃分為4個等級，其量化的權重分值分別設定為1分、2分、5分和10分。

需要說明的是，匯總表主要是針對現(xiàn)場可以見證的質(zhì)控點，其他安全文明施工事項，如安全用電、溝槽支護等也是現(xiàn)場檢查的必要內(nèi)容，不容忽視。

3 結(jié)語

在PE材料普遍使用的當下，對施工過程中每一個影響因素認真分析梳理，并根據(jù)其重要性進行量化控制是抓工程質(zhì)量的有效手段和管理方向。表1的檢查內(nèi)容和相關指標在試行期間立即得到各方的熱烈響應，但其嚴謹性和精細化分值還需要在后續(xù)的質(zhì)量評定中加以驗證。

今天的質(zhì)量就是明天的安全，建設過程中的所有參與者應該對工程質(zhì)量負責，既是對自己負責，也是對他人的生命安全負責。把好工程質(zhì)量關需要持續(xù)不斷的堅持和努力，這其中既要求現(xiàn)場一線人員牢記操作規(guī)則、嚴守操作步驟、認真執(zhí)行技術標準，又需要監(jiān)管人員適時的督查、認真履職，踏踏實實把好每一個環(huán)節(jié)的質(zhì)控點和質(zhì)量關。