淺析特殊管徑預(yù)制保溫管道的連接

趙 志 宏

(太原市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司第五供熱分公司，山西 太原 030003)

集中供熱是現(xiàn)代化城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施，也是城市公用事業(yè)的一項(xiàng)重要設(shè)施。隨著集中供熱事業(yè)不斷發(fā)展，供熱設(shè)施、設(shè)備也隨之更換。以太原市某熱力公司為例，由于1982年公司成立之初，國(guó)內(nèi)直埋預(yù)制保溫管技術(shù)相對(duì)落后，因此，直埋供熱管道敷設(shè)時(shí)大量使用芬蘭進(jìn)口預(yù)制保溫管。隨著逐年的供熱運(yùn)行，部分預(yù)制保溫管道保溫層碳化、管道腐蝕漏水；同時(shí)，由于供熱負(fù)荷的不斷增加，部分供熱管道已經(jīng)無(wú)法滿足供熱負(fù)荷要求。因此，該公司從2015年開始，逐步對(duì)原芬蘭進(jìn)口老舊供熱直埋預(yù)制保溫管進(jìn)行更換。但由于國(guó)產(chǎn)預(yù)制保溫管與芬蘭進(jìn)口預(yù)制保溫管所采用的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)不同，在兩種管道連接時(shí)管徑存在差異，無(wú)法直接連接。下面就以該公司所屬490繞行段及五龍口街一次網(wǎng)支干線更新改造工程為例，探討特殊管徑預(yù)制保溫管道的連接方法。

1 工程簡(jiǎn)介

490繞行段及五龍口街一次網(wǎng)支干線始建于20世紀(jì)90年代，分別采用管徑為DN400，DN350的芬蘭進(jìn)口預(yù)制保溫管進(jìn)行敷設(shè)。在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，相同公稱直徑的國(guó)產(chǎn)直埋預(yù)制保溫管與芬蘭進(jìn)口直埋預(yù)制保溫管外徑、內(nèi)徑均不同(見表1)，且相同公稱直徑的國(guó)產(chǎn)預(yù)制保溫管內(nèi)徑均大于芬蘭進(jìn)口預(yù)制保溫管的外徑；同時(shí)，由于施工現(xiàn)場(chǎng)條件所限，原有芬蘭進(jìn)口預(yù)制保溫管無(wú)法全部更換，所以會(huì)出現(xiàn)同一公稱直徑、不同管徑的兩種管道無(wú)法直接連接的情況。下面就以常見的幾種施工方法進(jìn)行分析，選擇最佳管道連接方法。

由表1分析得知，公稱直徑為DN400，DN350的國(guó)產(chǎn)預(yù)制保溫管內(nèi)徑分別為419 mm,370 mm，而公稱直徑為DN400,DN350的芬蘭進(jìn)口預(yù)制保溫管外徑分別為400 mm,350 mm，同一公稱直徑的芬蘭進(jìn)口預(yù)制保溫管外徑比國(guó)產(chǎn)預(yù)制保溫管內(nèi)徑還要小，因此，兩種管道無(wú)法直接對(duì)口焊接連接，只能采用承插焊接、縮口焊接或采用特殊異徑短管進(jìn)行焊接連接。

表1 國(guó)產(chǎn)與芬蘭進(jìn)口管道管徑對(duì)比表 mm

2 承插焊接

承插焊接是將小口徑管道一側(cè)插入另一側(cè)大口徑管道后再進(jìn)行焊接。由表1分析得知，隨著管道公稱直徑的增加，同一公稱直徑的國(guó)產(chǎn)預(yù)制保溫管內(nèi)徑與芬蘭進(jìn)口預(yù)制保溫管外徑差值就越大，也就是說(shuō)，兩種管道承插焊接連接時(shí)的縫隙就越大，不利于施工質(zhì)量控制。因此，公稱直徑為DN100以上的上述兩種管道連接時(shí)不建議采用承插焊接連接。

2.1 施工特點(diǎn)

承插焊接操作簡(jiǎn)單、便于施工，但焊接后應(yīng)力狀況不理想，容易發(fā)生焊接未焊透現(xiàn)象，管道內(nèi)部留有縫隙，且只能進(jìn)行磁粉或滲透檢測(cè)試驗(yàn)(碳鋼管進(jìn)行磁粉試驗(yàn)，不銹鋼管進(jìn)行滲透試驗(yàn))，無(wú)法進(jìn)行射線探傷。

2.2 適用范圍

承插焊接的連接形式主要用于圖紙?jiān)O(shè)計(jì)無(wú)特殊要求、管路內(nèi)介質(zhì)對(duì)焊接要求不高時(shí)，可以用承插焊；由于小口徑管道一般壁厚較薄，對(duì)焊焊接時(shí)容易錯(cuò)邊、燒蝕或?qū)鸽y度較大時(shí)，可以用承插焊；另外承插焊接的承口有補(bǔ)強(qiáng)的作用，所以特殊場(chǎng)合，高壓下也可以使用；由于管道內(nèi)部留有縫隙，對(duì)于縫隙腐蝕敏感介質(zhì)的管道系統(tǒng)及潔凈度要求高的管道系統(tǒng)不宜使用承插焊接?？傊?，承插焊形成的是角焊縫，而對(duì)接焊形成的則是對(duì)接焊縫，從焊縫的強(qiáng)度、受力狀況等分析對(duì)接的要優(yōu)于承插的，所以在壓力等級(jí)較高的場(chǎng)合、使用狀況惡劣的場(chǎng)合宜采用對(duì)接的形式。由于上述工程為一次網(wǎng)改造工程，施工質(zhì)量、壓力等級(jí)等均要求比較高，因此，承插焊接連接不宜適用于此次一次網(wǎng)改造工程中。

3 縮口對(duì)口焊接

對(duì)于同一公稱直徑不同口徑的兩種特殊管道進(jìn)行焊接連接時(shí)，如兩管徑相差不超過(guò)小管徑的15%，可將大管端部縮口后與小管進(jìn)行對(duì)口焊接。管道縮口是先計(jì)算出兩管道的周長(zhǎng)差，將大管道的周長(zhǎng)均分，等分?jǐn)?shù)越多越好，然后將差值按等分?jǐn)?shù)分成若干份，再在等分點(diǎn)按每份的長(zhǎng)度量出尺寸，在尺寸的兩點(diǎn)上沿管子軸向劃出三角形，三角的高為40 mm左右，然后將三角形割掉，剩余部分收在一起，再將割縫焊接。

1)施工特點(diǎn)。管道縮口工藝復(fù)雜，焊縫較多，應(yīng)力相對(duì)集中；操作不便，不利于溝槽、地溝等狹小空間施工。2)使用范圍?？s口對(duì)口焊接的連接形式主要用于圖紙?jiān)O(shè)計(jì)無(wú)特殊要求，或者是熱力站等操作空間相對(duì)大的施工場(chǎng)所。由表1分析可知，如同一公稱直徑的國(guó)產(chǎn)預(yù)制保溫管與芬蘭進(jìn)口預(yù)制保溫管進(jìn)行焊接連接時(shí)，國(guó)產(chǎn)預(yù)制保溫管內(nèi)徑均大于芬蘭進(jìn)口預(yù)制保溫管外徑，且差值都小于小管徑的15%，但由于上述工程為一次網(wǎng)改造工程，施工質(zhì)量、壓力等級(jí)等均要求比較高，且縮口后的管道焊縫較多，應(yīng)力集中，不利于焊縫無(wú)損探傷；另外，該上述工程管道施工位于溝槽內(nèi)，空間相對(duì)狹窄，因此，像上述直埋預(yù)制保溫管施工時(shí)，不建議使用縮口對(duì)口焊接施工。

4 特殊異徑短管焊接

對(duì)于同一公稱直徑不同口徑的兩種特殊管道進(jìn)行焊接連接時(shí)，如果兩管相差超過(guò)小管徑15%、設(shè)計(jì)要求比較嚴(yán)格或管道壓力等級(jí)要求較高時(shí)，應(yīng)加工異徑短管進(jìn)行焊接連接。異徑短管加工可使用工廠預(yù)制或施工現(xiàn)場(chǎng)制作加工?，F(xiàn)場(chǎng)制作加工特殊異徑短管是將購(gòu)買的國(guó)標(biāo)異徑管小管端插入同一公稱直徑小管徑管端，在接觸部分進(jìn)行畫線、切割，將切割后的特殊異徑短管置于待連接的兩種特殊管道之間進(jìn)行焊接。

1)施工特點(diǎn)。特殊異徑短管現(xiàn)場(chǎng)制作加工簡(jiǎn)單，焊縫較少，應(yīng)力相對(duì)縮口對(duì)口焊接較小，由于此方法與普通異徑管焊接連接基本一致，因此，可在壓力等級(jí)要求較高的場(chǎng)合使用，對(duì)于焊縫磁粉或滲透檢測(cè)試驗(yàn)(碳鋼管進(jìn)行磁粉試驗(yàn)，不銹鋼管進(jìn)行滲透試驗(yàn))、射線探傷等均無(wú)影響。2)使用范圍。適用于圖紙?jiān)O(shè)計(jì)有特殊要求或壓力等級(jí)要求較高的場(chǎng)合。在2015年490繞行段及五龍口街一次網(wǎng)支干線改造施工過(guò)程中，同一公稱直徑的芬蘭進(jìn)口預(yù)制保溫管與國(guó)產(chǎn)預(yù)制保溫管口徑不一致，因此，兩種管道無(wú)法直接對(duì)口焊接連接，在對(duì)比承插焊接、縮口焊接連接后，最終采用特殊異徑短管現(xiàn)場(chǎng)制作加工進(jìn)行焊接連接，為保證焊口施工質(zhì)量、保證供熱正常運(yùn)行，在焊縫探傷合格后，進(jìn)行焊口肋板加強(qiáng)，壓力試驗(yàn)合格后保溫、回填。至今運(yùn)行已5年有余，未出現(xiàn)爆管、滲漏等事故。

5 結(jié)語(yǔ)

類似490繞行段及五龍口街一次網(wǎng)支干線改造這種特殊管連接，在對(duì)比承插焊接、縮口焊接及采用特殊異徑短管進(jìn)行焊接連接三種連接方法后，只有采用特殊異徑短管進(jìn)行焊接連接法現(xiàn)場(chǎng)制作加工比較簡(jiǎn)單、耐壓等級(jí)高、對(duì)焊縫無(wú)損探傷無(wú)影響、施工方便，最適合用于圖紙有特殊要求或壓力等級(jí)要求較高等施工場(chǎng)合。