PE 管压扁阻断技术应用

韩 力

（中石油昆仑燃气有限公司景泰分公司，甘肃 白银 730900）

1 项目概述

1.1 项目概况

聚乙烯（PE）燃气管道在城市燃气管网中的应用日益广泛，各种PE 燃气管道抢险维护技术及设备应运而生。PE 管压扁阻断技术可实现不停气条件下，对PE 燃气管道接新(支)管、管道割封以及管道抢修等方面作业，近年来得到了广泛的应用。它的主要特点是采用夹管器将PE 管压扁直至管道内壁结合，从而实现阻断气源。作业完毕后，为确保压扁断气作业后不影响正常恢复供气，采用热水浇注从而使PE 管恢复。

1.2 PE 管压扁阻断技术的适用范围

根据厂家提供的技术资料显示最大可以压扁阻断De400 的PE 管，但在割封作业中发现De110及以上管道不能有效阻断,压扁阻断后存在微漏情况，影响作业安全。根据使用情况得知对于大口径厚壁PE 管采用压扁阻断技术会出现不能完全截断（零流量）的情况，当管道内气压较高时会有微漏情况。所以应及时调整压扁阻断机具适用范围：适用于运行管道De90、De63 的PE 管不停输夹断接新(支)管作业、管道割封作业，De110 管道的接新(支)管道作业；如果须对De110mm 及以上管道进行压扁阻断割封作业，则需在割封端加电熔鞍型三通进行放散，严禁对管道实施带压焊接作业。

1.3 项目投资概算

本项目总投资为8.4 万元，各组成部分的投资额及构成比例详见表1：

表1 投资概算汇总表

2 PE 管压扁阻断工艺介绍

2.1 PE 管压扁阻断作业工具

2.1.1 液压夹扁器介绍:（如图1 所示）

PE 管压扁阻断作业的主要工具，由四个功能模块构成:a 夹具、b 限位板、c 卡具、d 施力装置（液压缸）。

a 夹具：液压夹管器钢质构件,与PE 管接触面为交界面（需注意保持交界面干净无杂质）；

b 限位板：避免夹具对PE 管过度挤压造成损伤（需注意根据管材大小选择相应的尺寸）；

c 卡具：防止压扁阻断作业过程中夹具的意外松脱；

d 施力装置（液压缸）：对夹具施加作用力，并控制夹臂、松管速度,采用液压方式。

图1 液压夹扁器

2.1.2 支撑设备：如图2 所示

PE 管压扁阻断作业的辅助工具，由两部分构成:a 管材垫层、b 夹扁器支撑垫板。

a 管材垫层：用于夹扁器与管材交界面，减少管材损伤；

b 夹扁器支撑垫板：支撑夹扁器与地面平行从而达到受力均匀(需注意在施加压力的过程中同时增加垫板，始终保持受力均衡)。

图2 支撑设备辅助材料

2.2 PE 管压扁阻断作业因素分析

2.2.1 温度方面

聚乙烯是一种高分子材料,对温度比较敏感,因此在作业时需要关注环境温度对PE 管材性能的影响。环境温度下降对PE 管的抗拉强度提高，抗冲击强度下降，断裂伸长率下降。从而得出在环境温度较低的情况下，夹管和松管的速度应缓慢进行。

常温情况下（20±5℃）：夹管作业严格按照作业规范作业；

低温情况下（低于5℃）：应先在PE 管上裹一层毛巾用热水预热，当管材的温度接近常温情况下的温度时，再进行夹管作业。

2.2.2 作业坑尺寸（如图3 所示）

L：长度应大于180cm;

W:宽度大于80cm（夹管器为60cm）;

H:深度应低于管材20cm。

图3 作业坑

2.3 作业坑气体检测允许限度

氧气：19.5%～23.5%；

易燃易爆气体：

当爆炸下限＞4%时，浓度＜O.5%(V/V)；

当爆炸下限≤4%时，浓度＜0.2%(V/V)。

3 PE 管压扁阻断控制

3.1 PE 管压扁阻断操作要点

3.1.1 夹管、松管操作

夹管和松管速度的控制对压扁作业非常的重要，要有足够的时间使PE 管材吸收或释放夹管、松管带来的压力，因此夹管、松管作业应缓慢进行。

调查显示，45.15%的大学生认为可在原来的基础上加入现代元素，32.44%的大学生也是认为可按照原样修复，21.74%的大学生认为应保持原样，不进行修补。总体来看，大学生对古建筑有不同的态度，在教育过程中要注意具体问题具体分析。

操作分以下几个步骤：

步骤1(固定)：作业人员使用绳索配合将夹扁器放在管材上，夹具与管材接触面放垫层。确保夹扁器与管材的水平垂直，使两端受力均匀，施加一定压力（夹具与管材接触不滑落为准）固定夹扁器，防止脱落伤人。

步骤2(支撑)：在夹扁器与管材的下面垫一定数量的垫板和砖块，使夹管器得到有效支撑。

步骤3(夹管)：液压缸施压应在1500psi 时，暂停1～2min，在4500psi 时，暂停2～4min，在最后阶段（管材的两个界面接触）暂停4min 以上，从而达到释放液压时给的压力与管材的应力。

步骤4(限位)：根据不同的管材程度选择限位板尺寸限位板到位后，为防止夹扁器松脱应安装卡具，从而保证夹扁器与管材的接触不会松脱，确保卡具在夹扁器两端受力均匀。

步骤5(松管)：PE 燃气管道接新(支)管、管道割封以及管道抢修等方面作业完成后进行松管操作，当PE 管内壁即将分开，缓慢进行，送开至90%，暂停1min 后在缓和一定压力时松开至75%，暂停到压力平稳后，没有产生压差时将夹扁器松置完，然后将毛巾包裹管材，用开水浇注使管材恢复（见表1）。

3.1.2 PE 管压扁程度控制

当PE 管压扁阻断作业时，PE 管材应保证压缩复原后的管材仍满足液压强度的要求，PE 管过度的挤压易造成管材损伤，从而降低使用寿命，因此在夹具与管材接触面放垫层，避免PE 管的过度挤压，保证复原后的管材的各项性能仍然满足使用要求：

1）当PE 管公称外径≤160mm 时：压扁停止距离为管材壁厚的80%；

压力管材时间说明表

3.1.3 夹扁间距要求

夹扁点与焊口的距离不应小于50cm，两夹扁点之间的距离不小于100cm，管材与作业坑地面的垂直距离不小于20cm（如图4 所示）。

图4 夹扁间距

夹扁点禁止重复夹扁，作业完毕后在管材上粘贴“此处管段已进行过夹扁作业”“作业时间”等提示。

3.2 危害要点

3.2.1 静电释放

静电产生的原因有两个方面：

当PE 管压扁阻断时截面积减小，燃气流速上升，管道燃气（杂质）气流冲击容易使PE 管产生静电；PE燃气管道接新(支)管、管道割封以及管道抢修等方面作业时须管道切割，摩擦产生静电。

当操作人员接近时可能产生放电的现象，虽然对人体不会造成伤害，但对燃气管道是非常危险的。因此，在进行供气时要确保静电接地。接地方法：用湿毛巾将PE 管缠绕一圈后，两边垂直向下，并保证与地面接触不小于200mm×200mm。

3.2.2 作业坑可燃气体浓度控制

当PE 管压扁阻断后，管道接新(支)管、管道割封以及管道抢修作业时需切割管道，因此会有管存气、De110 及以上管道不能有效阻断的微漏气。作业时应使用防爆鼓风机与风管配合使用排出作业坑可燃气体（如图5 所示）。

图5 作业坑使用的材料

4 效益评价

PE 管压扁阻断技术应用带来的安全、经济、社会效益明显。在该项技术未应用前燃气公司对管道新接(支)管、管道割封以及管道抢修等作业时需要大范围放散置换燃气管道，需要的人力、物力、时间资源耗费较大。如对城市燃气中压枝状管道（未形成环网）中间某段接新(支)管：需要放散置换整条中压管线，浪费大量的管存气，若中段有燃气用户还需停供气，需要大量人员配合完成此项工作；如对城市燃气中压管道（已形成环网）中间某段接新(支)管：需要关闭最近区段控制阀门进行放散置换多，浪费大量的管存气，需停供区段范围内的大量燃气用户需要大量人员配合完成此项工作；如管道抢修作业：安全和社会效益就更加明显。

5 结束语

PE 管压扁阻断设备结构紧凑、重量轻,设备操作简单，作业人员能熟练掌握，适用于燃气管道的接新(支)管作业、管道割封以及管道抢修作业；但压扁阻断作业对现场操作人员的操作程序有严格要求,如限位挡块的选择、压管速度的控制等，人为不确定性因素较大，要求现场作业人员有较强的责任心和过硬的业务素质。同时，PE 管压扁阻断技术的应用也给燃气公司带来非常好的安全、经济、社会效益。