供热管道渗漏故障抢修的方法与分析

张琪炫

（太原市热力集团有限责任公司， 山西 太原 030008）

随着集中供热事业的发展， 随着城镇供热系统的供热能力的增强， 热网的覆盖范围逐步扩大， 尤其是一次管网的管径与敷设里程随之增加。 供热管网中出现跑、 冒、 滴、 漏等故障的概率也随之增加， 一旦管网发生这类渗漏故障， 处理不当就会造成经济损失和不良的社会效应。 因此本文结合供热管道渗漏事故的抢修案例， 仅针对供热一次网管道， 分析其发生渗漏故障的原因， 最重要的是归纳出几种故障处理办法，使得能在最大程度上减少经济损失、 缩小停热范围的情况下排除故障， 恢复供热， 保证管网正常运行。

1 供热管道故障案例及处理办法

1.1 因施工质量问题而导致的管网渗漏故障及处理办法

影响管道施工质量的主要因素包括： 人、 机械、材料、 施工方法和环境因素。 在实际施工过程中， 由于以上因素的影响造成管道缺陷， 进而造成管道渗漏事故。

1.1.1 管道焊缝存在质量缺陷

故障案例概述： 高温网主干线某小室内， DN500分支供水管焊接蝶阀靠近热源（DN1000 母管） 处的焊缝11 点位置处迸裂发生渗漏， 详见图1 和图2。 故障发生时， 管网压力1.3Mpa， 供水温度110℃。

图1 焊缝11 点位置处迸裂

图2 管道渗漏点

故障原因分析如以下几点。

1） 人的因素： 焊工的能力是否达到大口径管道焊接水平。 根据相关规范要求， 焊接后焊缝表面应完整、 高度不低于母材表面、 与母材过度圆润、 没有表面裂纹、 夹渣、 气孔及融合性飞溅物等缺陷。 管理人员的缺陷， 直埋部分的管道焊缝通常能严格按设计要求对焊口做100%无损探伤， 但小室内管道与设备、管件连接处的焊缝往往会被忽略， 产生安全隐患。

2） 施工工艺方法： 焊接的工艺指标如坡口质量、对口间隙、 错边量、 焊接方式是否符合标准。 通常来说， 阀门与管道出厂时已做好坡口处理。 因此影响焊缝质量的工艺因素包括： 对口间隙应在0 ～3mm内；错边量， 根据图3 可知， DN500 管道焊接时错边量允许偏差应在1mm以内； 焊接方式， 是否按要求采用氩弧焊打底加电焊盖面的方式。

图3 DN500 管道焊接时错边量允许偏差

故障处理方案： 根据漏点位置及运行情况提出下列两种方案

方案1： 通过分段阀门停运该段主干线， 泄水后重新焊接。

方案2： 对管道漏点处采用安装抱卡或焊接管箍封的方式进行带压封堵， 待停热后再彻底处理隐患。

对比两种方案： 从实际情况考虑看， 一方面严寒期电厂供热机组处于背压运行状态， 无法快速根据供热负荷调节输出热量。 另一方面管网中110℃的高温水从1.3Mpa的环境过渡到正常大气压的环境中将发生强烈汽化现象， 不仅增加抢修管过程人员的安全风险， 而且增加了泄水的难度和时长。 若采用方案1 切断供热主干线的负荷， 首先要调度电厂更改供热机组的运行方式， 严重耽误抢修时间。 其次要对主干线进行泄水， 泄水量达到约2030t， 耗时长、 浪费大。 最严重的是还会导致太原市城区大范围停热， 社会不良影响巨大。 故采用方案2， 管箍封装置简图和实物见图4。

图4 管箍封装置简图和实物

拆除蝶阀手轮后， 将已分解好的管箍封装置运送至小室内， 再进行焊接组装。 组装时利用泄水引流装置导引走污水， 以保证焊接作业顺利进行， 安装完成后关闭泄水球阀， 至此抢修完成。 需要强调的是， 该处管道节点虽已经具备供热条件， 但仍属于带病运行， 需在停热后对此处进行大修改造， 彻底消除安全隐患。

1.1.2 管道管材存在沙眼造成渗漏

故障案例概述： 一级网某支线小室内DN450 回水管道保温层内钢管管材存在沙眼造成渗漏。

故障原因分析： 一次网管道选材均为工厂化生产的直埋预制保温管。 判断该管道在出厂时便有损伤，但由于钢管被保温及外护壳材料压紧密实， 所以运行几年来均未发现渗漏。 随着使用年限增加， 高温高压热水破坏聚氨酯泡沫后从聚乙烯硬质外护壳中窜流而出， 作业人员切除保温层后发现引发渗漏故障的原因是管道4 点位置处有一沙眼。

故障处理方案： 由于该沙眼处于供热主管位置上， 且管道防腐保温质量高， 沙眼周围的管壁并未遭受到腐蚀， 考虑到因为一处小沙眼而更换管道不经济且停热后产生的社会不良影响大的因素， 决定采用不停热抢修的办法， 对沙眼进行带压封堵。 具体方法为制作一类似管道泄水的装置焊接在沙眼位置处， 详见图4。

球阀作为引流装置， 为焊接作业创造条件， 焊接时打开球阀导引走渗漏水， 作业完成后关闭球阀， 不再渗漏则抢修完成。 焊接完毕后还可在焊口处做加强处理。这种方案工艺上简单明了， 作业时间短， 无需停热， 适用于管壁状态良好的主干线、 支干线的抢修。 前提条件是， 管道腐蚀不严重， 尤其是漏点周围管壁质量较好，否则无法使用该方法。

1.2 管网交付使用后出现的管网渗漏及故障处理办法

管网交付投运后， 出现渗漏损坏的主要原因不外乎两种。 1） 老旧管网， 腐蚀严重， 发生渗漏； 2） 其他单位施工， 尤其是使用桩机作业前未经过交底， 盲目施工，造成管道损伤。

1.2.1 管网腐蚀严重造成渗漏

供热管道的局部腐蚀都是由于管道保温缺陷而造成的， 在潮湿的小室环境或土壤中， 管道加速腐蚀导致渗漏。

故障案例概述： 某热力站支线小室内DN150 管道因局部腐蚀出现沙眼， 发生渗漏事故。

故障原因分析： 属于上述第一种情况， 小室内频繁积水， 加快腐蚀导致渗漏。

故障处理办法： 由于管道仅是局部腐蚀， 周边管壁状态良好， 且沙眼很小， 渗漏情况轻微， 所以采用不停热抢修的办法， 将螺帽焊在沙眼位置， 再将螺母拧在螺帽上， 止水后将螺母与螺帽焊死， 如图5。

图5 螺母与螺帽焊接

总结来说， 供热管道缺失保温层和外保护层是管道腐蚀渗漏的最主要原因， 也是根本原因。

当小室底板反复积水， 裸露管道腐蚀点通常在靠近小室底板一面， 既管道5 ～7 点钟位置内。

当小室防水施工不规范， 盖板与小室侧壁缝隙未封堵严密导致盖板下面部时有水窜入。 或者当安装管位较浅， 冬季运行时， 温度相对较低的盖板下面部会长期挂露。 在这种盖板相对潮湿的环境中， 裸露管道的腐蚀点通常在靠近小室盖板的一面， 既管道11 ～1 点钟位置内。

当直埋供热管道未施作保温层和外保护层， 或外保护层破损， 则在这种薄弱环节处必会发生腐蚀渗漏。 因此需要管线巡视人员在日常巡视时格外注意那些存在施工的管网节点， 土方开挖后发现供热管道外保护层损坏，必须及时采取措施， 恢复外护层。

1.2.2 其他单位施工损坏热力管道

这种情况常发生在非供暖期， 且管道损坏的程度往往比较严重， 通常采用更换受损管道的办法处理。

1.3 直埋管道焊缝因路面不均匀沉降发生迸裂

故障案例概述： 高温网某支干线小室西侧， 路面发生了不均匀沉降， 巡视时发现小室内DN600 供水和回水管在分支的三通处焊缝撕裂。 故障发生时， 该段管线中无供热负荷， 未注水。

故障原因分析： 由于小室附近， 其他专业的管线发生渗漏， 导致供热管位处土体受到扰动， 道路发生不均匀沉降， 管道受到持续外载导致小室内三通焊缝撕裂。详见图6。

图6 小室内三通焊缝撕裂

故障处理办法： 考虑到该段管道未注水运行， 且塌陷位置处敷设有各种专业的管道， 处理起来繁琐复杂，短时间内无法及时处理， 所以决定停热后， 协同市政部门开挖修复时， 一同更换受损管段， 排除隐患。

2 归纳出以下故障抢修的办法及适用情况

未供热时， 管道维修要稳健妥当， 不留隐患； 供热开始后， 抢修要在保障安全的前提下， 快速的处理漏点故障，恢复供热。 所以要根据现场实际情况灵活选择抢修方案。

2.1 故障情况及抢修办法

供热开始后， 抢修管道时要根据管道受损不同情况、 漏点位置等因素可灵活采取不同方法， 以下总结6 种故障情况及抢修办法： 1） 小室内管道上沙眼较小， 管壁状态良好： 在沙眼位置焊接螺母加螺帽的方式处理， 该方法抢修速度极快。 抢修时可根据实际情况灵活采取停热泄水或不停热的措施； 2） 小室内管道上沙眼较大， 管壁状态良好： 在沙眼位置处焊接球阀加短管的方式处理， 该方法抢修速度极快。 抢修时可根据实际情况灵活采取停热泄水或不停热的措施；3） 小室内管道焊缝出现渗漏： 根据现场情况情况，可灵活采用抱卡或管箍封的形式不停热抢修， 必要时可提前制作专用管箍封现场焊接安装； 或者采用停热泄水后打磨掉漏点焊缝及其周围的焊肉， 重新补焊；4） 直埋管段遭受腐蚀发生渗漏： 采用闭阀泄压后以挖补或换管的形式进行抢修。 小室内管道遭受轻微腐蚀发生渗漏时可灵活采用抱卡或管箍封、 焊接螺丝螺帽、 焊接泄水球阀等形式不停热抢修； 5） 小室内或直埋管段腐蚀十分严重， 管壁脆弱到无法承受抱卡挤压或焊接时的高温： 闭阀泄水后更换管道； 6） 其他施工单位土方施工时， 因炮锤等机械锤击造成管道损伤： 闭阀泄水后更换受损管道或挖补处理。

2.2 停热抢修与不停热抢修

可根据漏点位置、 管网的主次、 停热造成社会不良影响规模及泄水造成损失等因素灵活采取停热抢修或不停热抢修的办法。

2.2.1 停热抢修

停热抢修适用于泄水经济性较好、 闭阀严密性好、 停热影响范围小、 管道损伤严重、 热源生产参数方便调度的情况。 采用停热抢修时要注意根据相关要求对管网进行停运、 泄压排水及施工作业。 阀门关断时要缓慢； 泄水时要灵活运用排气阀加快泄水时间；抽水时要有专人监护， 合理疏导， 防止人员烫伤且要有防止地面结冰的措施等等。

特别注意， 停热抢修应根据调度指令执行阀门操作， 关闭漏点影响范围内的全部阀门， 并应对故障范围内的管线与其他正常运行管线进行解列。 停热时按照主干线、 支干线、 站支线的顺序依次关闭阀门。 同一位置， 应先关供水， 再关回水， 同时注意控制闭阀时间， 见表1。

表1 控制闭阀时间

优点： 可以更换受损管道或者挖补的方法处理漏点， 一次性处理妥当。

缺点： 抢修时间长， 造成一定范围内用户较长时间的停热； 由于需要泄水所以会产生不同程度的浪费； 从土方开挖到换管施工成本比较大。

2.2.2 不停热抢修

不停热抢修适用于因长时间停热而导致社会不良影响大、 停热将导致热源出现重大隐患或难以迅速调度热源切换供热模式、 管道受损轻微、 泄水经济性差、 闭阀严密性差的情况。 采用不停热抢修时务必要分析温度和压力因素对抢修作业的影响， 必要时采取降温降压施， 并做好停热抢修准备。 更要注意采取措施保障维修人员的安全。 优点： 作业方式方法简单、抢修速度快、 无需考虑因停热对热源或热用户造成的影响、 无需考虑泄水。 缺点： 临时处理虽能迅速恢复供热， 但管网安全隐患未彻底解决。

3 抢修后工作

不论是采用停热抢修还是不停热抢修的方式， 抢修后的管网节点都是管网运行中的薄弱环节， 尤其是采用临时处理的方式， 更需要格外关注。 因此需要建立台账， 加大对管线巡视力度。 停热后要及时对临时处理的节点再次勘查， 彻底处理隐患点， 避免管网带病运行。

4 结语

冬季供热关系着千家万户的切身利益和社会稳定大局， 因此要求管线管理部门要合理组织工作， 加强巡视， 不断学习， 强化业务水平、 提升管网运行管理水平， 及时发现并处理隐患， 提高抢修工作的效率和成功率。