城镇燃气PE管道常见失效模式及防治措施

刘鑫，陈木程

（桂林港华燃气有限公司，广西 桂林 541100）

燃气PE管道，因其特有的优势，在我国城镇燃气输送方面被广泛应用。而燃气PE管道又因其自身存在的局限性，即露天或架空安装容易造成紫外老化或人为损坏，因此城镇PE燃气管一般采用埋地安装。然而，城镇PE燃气管输送的介质易燃易爆，且安装在城镇下面，影响安全因素众多，稍有不慎，可能导致人员伤亡和财产损失，甚至引发二次灾害，对社会经济和居民人身安全造成严重的损失和伤害[1]。本文通过理论结合实践的方式对劣质管材及管件、施工质量、第三方破坏、地质沉降以及蚁类侵蚀这五种常见的城镇埋地PE 燃气管道典型失效模式进行论述，从材质源头、安装施工质量、运行维护等方面提出了对应的防治措施，避免或减少了燃气管道事故的发生。

1 失效模式

1.1 劣质的管材及管件

管材生产商作假，使用不合标准的原材料生产燃气PE管，而泥土中的硫酸盐还原菌会把泥土中的硫转化成硫化氢，不合标准的PE原材料中含铬酸铅，它会与硫化氢产生反应，产出黑色的硫化铅，使得PE燃气管发生失效，而符合标准的PE管原料并不含铬酸铅。PE管材生产时，没有使用100%全新PE原料，而且过滤PE原料成效不达标，混进杂质，导致管材存在不透光毛细孔，使用过程中PE管可能会发生泄漏。生产黑色PE管材所使用的PE原料水分偏高，热熔接时炭黑中的水分气化，进而在熔接面产生小气泡，严重时将影响接口性能。为增加熔体流动速率，生产阀门时将高密度的PE原材料与低密度PE原材料混合，削弱了物料强度和抗慢速裂纹增长性能，使用过程中阀门破裂导致气体泄漏，如图1所示。综上所述，劣质的原材料生产的管材及管件均可导致管道的失效。

图1 阀门破裂致气体泄漏

1.2 施工质量

第一，PE 燃气管道在施工过程中，存储不规范，露天存放过久，会导致管道老化，变质；第二，由于施工人员野蛮施工或操作不当也会导致管道被破坏；第三，随着各种新型设备、新技术的投入，施工人员对于新设备、新技术的掌握程度不够等也会导致管道被破坏；第四，在对铺设的管线进行回填土时，大粒径或较为尖锐的石子或其他硬质杂物，也可能导致PE 管划伤或因石子的存在而导致受力不均，造成 PE燃气管道的破坏[2]。

1.3 地质沉降

地质沉降可能是人为造成、也可能是不可抗力的自然灾害造成或二者共同作用造成[3]。建设施工、过度开采等人为因素，破坏了原有土质的平衡状态可以造成地质沉降；地质滑坡、地震等不可抗力的自然灾害也可导致地质沉降，危害城镇PE燃气管道的安全运行。

1.4 第三方破坏

根据以往的事故调查显示，城市PE燃气管道的事故有50%以上是由第三方破坏造成的。城镇道路施工、地基、管沟开挖、管路、线缆铺设等施工过程都有可能造成城镇燃气PE管道的破坏，这些统称城镇燃气PE管道第三方破坏[4]。

1.5 蚁类对管道侵害

近年来，我国南方屡有蚁类（主要为红火蚁和白蚁）对PE管道侵蚀事件，造成管道降压使用，或者破损及泄漏，如图2所示。我国南方地区因气候和环境原因，为蚁类的孳生提供了有利条件[5]。蚁类在潮湿或者有枯木的绿化带中筑巢繁殖，啃食燃气管道附近各种物质，危害燃气管道的安全运行[5]。

图2 蚁类对PE管道的侵蚀

2 防治措施

2.1 保证管材及管件质量的措施

采购管材及管件时选购指定的PE牌号的原料，且定期抽样，由PE原料供应商进行原料鉴定，了解PE管生产过程及每生产阶段所需品控手段；审核供应商的能力，确保产品质量，须使用100%认可PE混配料，确保供应商使用100% 指定牌号的PE原材料。避免用黑色PE管材，要求管材供应商必须在生产管材前对黑色PE料作二次烘干，检查水分质量分数(≤200×10-6)，追踪及更换已安装的当批首五个生产的弯头，严厉要求供应商对每批注塑管件的熔合线质量进行检测；对315 mm或以上大规格注塑插口管件的熔合线进行超声波检验；生产线冷却后再启动生产时，首5个生产管件必须弃掉且记录在册。

2.2 保证施工质量的措施

第一，施工过程中，管材、管件的运输、存放应严格执行规范要求；第二，施工人员应按技术规范要求施工，不断学习新技术、新设备的应用，熟练掌握新技术、新设备的使用，把握施工环境及施工时机，提高工作效率的同时降低外力破坏的可能；第三，将回填土过筛，筛除较大粒径的石子后用细土回填在铺设完毕的PE燃气管道上方；为增加PE燃气管道的抗压能力，可在细土上方加盖一层混凝土保护板[2]。

2.3 地质沉降破坏的防治措施

第一，严格执行地基施工工艺、规范施工流程，做好地质不均匀沉降的预防工作。第二，针对已经出现的地质沉降问题，可以采用强夯法、换填法、垫层法等方式，对地基内部结构进行处理。第三，优化燃气管道施工设计，从材料选择、燃气管道设计等方面，提前预估地质沉降可能造成的影响，排除安全隐患。第四，选择合理的管道材料，在保证材料质量的前提下，选择塑性良好的燃气管道材料。第五，加强管道后期维护，巡查人员应定期巡查燃气管道施工区域，观察周边地基的沉降现象。发现问题及时处理，防范燃气事故风险。第六，提高施工人员的整体素质，应强化燃气管道安装施工作业的后期验收，落实安全教育、责任制度，强化燃气管道敷设、地基不均匀沉降处理中的安全意识，严格把控燃气管道施工中的安全关、质量关，为燃气管道可靠生产奠定基础[6]。

2.4 第三方破坏的防治措施

在PE燃气管道上方设置警示带，并在地面设置醒目的标志，避免后续施工误挖或违章建筑加盖等对PE管造成破坏；加强对燃气管网的巡检工作，燃气管线处于其他施工单位的施工范围时，必须派遣专门的巡检员对施工单位进行监督和技术沟通，保证施工的安全，排除在用PE 燃气管道的安全隐患。

2.5 燃气管道蚁害的防治措施

2.5.1 投用前的预防措施

安装要求：PE燃气管道的安装管沟深度尽可能开挖到在水位以下，且远离树木的位置。回填土方面的要求：严格按照规范要求执行砂层回填，不允许回填废旧物料、木头、硬石、垃圾等杂物；在蚁类多发区的回填土中拌入一定剂量的防蚁药物[7-11]。

2.5.2 运行中的预防措施

加强对管线巡查，有条件的地方尽量将管道上方的杂草灌木丛清除，便于日常巡查、观察，将蚁类经常活动的地方或者曾经发生蚁害区域记录在册，对管网蚁害多发区进行综合评估，确定多发区、高风险区域，联系蚁类防治机构，了解当地蚁类多发区的分布情况。积极配合当地政府开展专项蚁害防治工作[5]。

重点监控蚁类多发区、高风险。在蚁类多发区、高风险投放诱蚁箱毒饵，定期查看诱蚁效果；查看用户非用气时段局部区域整体挂压情况[5]；对蚁害多发区、高风险区域安装远程感应式蚁类检测装置，实时监控蚁类在多发区、高风险的活动情况[7]。

3 结论

本文通过理论结合实践的方式，分别从劣质管材及管件、施工质量、第三方破坏、地质沉降以及蚁类对管道的侵蚀等五个方面入手，分析了城镇PE燃气管道常见的失效模式，从材质源头、安装施工质量、运行维护等方面并提出了对应的防治措施避免或减少了燃气管道事故的发生，保证燃气PE管道的安全平稳地运行。