城鎮燃氣PE管道常見失效模式及防治措施

燃氣PE管道，因其特有的優勢，在我國城鎮燃氣輸送方面被廣泛應用。而燃氣PE管道又因其自身存在的局限性，即露天或架空安裝容易造成紫外老化或人為損壞，因此城鎮PE燃氣管一般采用埋地安裝。然而，城鎮PE燃氣管輸送的介質易燃易爆，且安裝在城鎮下面，影響安全因素眾多，稍有不慎，可能導致人員傷亡和財產損失，甚至引發二次災害，對社會經濟和居民人身安全造成嚴重的損失和傷害。

本文通過理論結合實踐的方式對劣質管材及管件、施工質量、第三方破壞、地質沉降以及蟻類侵蝕這五種常見的城鎮埋地PE燃氣管道典型失效模式進行論述，從材質源頭、安裝施工質量、運行維護等方面提出了對應的防治措施，避免或減少了燃氣管道事故的發生。

1.1 劣質的管材及管件

管材生產商作假，使用不合標準的原材料生產燃氣PE管，而泥土中的硫酸鹽還原菌會把泥土中的硫轉化成硫化氫，不合標準的PE原材料中含鉻酸鉛，它會與硫化氫產生反應，產出黑色的硫化鉛，使得 PE 燃氣管發生失效，而符合標準的PE管原料并不含鉻酸鉛。

PE管材生產時，沒有使用 100%全新 PE 原料，而且過濾PE原料成效不達標，混進雜質，導致管材存在不透光毛細孔，使用過程中 PE 管可能會發生泄漏。生產黑色PE管材所使用的PE原料水分偏高，熱熔接時炭黑中的水分氣化，進而在熔接面產生小氣泡，嚴重時將影響接口性能。

為增加熔體流動速率，生產閥門時將高密度的 PE 原材料與低密度PE原材料混合，削弱了物料強度和抗慢速裂紋增長性能，使用過程中閥門破裂導致氣體泄漏，如圖1所示。綜上所述，劣質的原材料生產的管材及管件均可導致管道的失效。

圖1 閥門破裂致氣體泄漏

1.2 施工質量

第一，PE燃氣管道在施工過程中，存儲不規范，露天存放過久，會導致管道老化，變質；第二， 由于施工人員野蠻施工或操作不當也會導致管道被破壞；第三，隨著各種新型設備、新技術的投入， 施工人員對于新設備、新技術的掌握程度不夠等也會導致管道被破壞；第四，在對鋪設的管線進行回填土時，大粒徑或較為尖銳的石子或其他硬質雜物， 也可能導致 PE 管劃傷或因石子的存在而導致受力不均， 造成 PE 燃氣管道的破壞。

1.3 地質沉降

地質沉降可能是人為造成、也可能是不可抗力的自然災害造成或二者共同作用造成。建設施工、 過度開采等人為因素，破壞了原有土質的平衡狀態可以造成地質沉降；地質滑坡、地震等不可抗力的自然災害也可導致地質沉降，危害城鎮PE燃氣管道的安全運行。

1.4 第三方破壞

根據以往的事故調查顯示，城市PE燃氣管道的事故有50%以上是由第三方破壞造成的。城鎮道路施工、地基、管溝開挖、管路、線纜鋪設等施工過程都有可能造成城鎮燃氣PE管道的破壞，這些統稱城鎮燃氣PE管道第三方破壞。

1.5 蟻類對管道侵害

近年來，我國南方屢有蟻類（主要為紅火蟻和白蟻）對PE管道侵蝕事件，造成管道降壓使用， 或者破損及泄漏，如圖 2 所示。我國南方地區因氣候和環境原因，為蟻類的孳生提供了有利條件。蟻類在潮濕或者有枯木的綠化帶中筑巢繁殖，啃食燃氣管道附近各種物質，危害燃氣管道的安全運行。

圖2 蟻類對PE管道的侵蝕

2.1 保證管材及管件質量的措施

采購管材及管件時選購指定的PE牌號的原料，且定期抽樣，由PE原料供應商進行原料鑒定，了解 PE 管生產過程及每生產階段所需品控手段；審核供應商的能力，確保產品質量，須使用100%認可 PE 混配料，確保供應商使用100% 指定牌號的PE 原材料。避免用黑色PE管材，要求管材供應商必須在生產管材前對黑色PE料作二次烘干，檢查水分質量分數(≤200×10-6)，追蹤及更換已安裝的當批首五個生產的彎頭，嚴厲要求供應商對每批注塑管件的熔合線質量進行檢測；對315mm 或以上大規格注塑插口管件的熔合線進行超聲波檢驗；生產線冷卻后再啟動生產時，首5個生產管件必須棄掉且記錄在冊。

2.2 保證施工質量的措施

第一，施工過程中，管材、管件的運輸、存放應嚴格執行規范要求；第二，施工人員應按技術規范要求施工，不斷學習新技術、新設備的應用，熟練掌握新技術、新設備的使用，把握施工環境及施工時機，提高工作效率的同時降低外力破壞的可能；第三，將回填土過篩，篩除較大粒徑的石子后用細土回填在鋪設完畢的 PE 燃氣管道上方；為增加PE燃氣管道的抗壓能力，可在細土上方加蓋一層混凝土保護板。

2.3 地質沉降破壞的防治措施

第一，嚴格執行地基施工工藝、規范施工流程，做好地質不均勻沉降的預防工作。

第二，針對已經出現的地質沉降問題，可以采用強夯法、換填法、墊層法等方式，對地基內部結構進行處理。

第三， 優化燃氣管道施工設計，從材料選擇、燃氣管道設計等方面，提前預估地質沉降可能造成的影響，排除安全隱患。

第四，選擇合理的管道材料，在保證材料質量的前提下，選擇塑性良好的燃氣管道材料。

第五，加強管道后期維護，巡查人員應定期巡查燃氣管道施工區域，觀察周邊地基的沉降現象。發現問題及時處理，防范燃氣事故風險。

第六，提高施工人員的整體素質，應強化燃氣管道安裝施工作業的后期驗收，落實安全教育、責任制度，強化燃氣管道敷設、地基不均勻沉降處理中的安全意識，嚴格把控燃氣管道施工中的安全關、質量關，為燃氣管道可靠生產奠定基礎。

2.4 第三方破壞的防治措施

在 PE 燃氣管道上方設置警示帶，并在地面設置醒目的標志，避免后續施工誤挖或違章建筑加蓋等對 PE 管造成破壞；加強對燃氣管網的巡檢工作，燃氣管線處于其他施工單位的施工范圍時，必須派遣專門的巡檢員對施工單位進行監督和技術溝通，保證施工的安全，排除在用PE燃氣管道的安全隱患。

2.5 燃氣管道蟻害的防治措施

2.5.1 投用前的預防措施

安裝要求：PE燃氣管道的安裝管溝深度盡可能開挖到在水位以下，且遠離樹木的位置?；靥钔练矫娴囊螅簢栏癜凑找幏兑髨绦猩皩踊靥?，不允許回填廢舊物料、木頭、硬石、垃圾等雜物；在蟻類多發區的回填土中拌入一定劑量的防蟻藥物。

2.5.2 運行中的預防措施

加強對管線巡查，有條件的地方盡量將管道上方的雜草灌木叢清除，便于日常巡查、觀察，將蟻類經?；顒拥牡胤交蛘咴洶l生蟻害區域記錄在冊，對管網蟻害多發區進行綜合評估，確定多發區、高風險區域，聯系蟻類防治機構，了解當地蟻類多發區的分布情況。積極配合當地政府開展專項蟻害防治工作。

重點監控蟻類多發區、高風險。在蟻類多發區、高風險投放誘蟻箱毒餌，定期查看誘蟻效果；查看用戶非用氣時段局部區域整體掛壓情況；對蟻害多發區、高風險區域安裝遠程感應式蟻類檢測裝置，實時監控蟻類在多發區、高風險的活動情況。

本文通過理論結合實踐的方式，分別從劣質管材及管件、施工質量、第三方破壞、地質沉降以及蟻類對管道的侵蝕等五個方面入手，分析了城鎮PE燃氣管道常見的失效模式，從材質源頭、安裝施工質量、運行維護等方面并提出了對應的防治措施避免或減少了燃氣管道事故的發生，保證燃氣PE管道的安全平穩地運行。