第一篇：PE管爆管處理及防范措施（本站推薦）

一、聚乙烯管道及其管件爆管事故分析

在此舉兩例分別在《建筑科學(xué)》和《世界華商經(jīng)濟年鑒·城鄉(xiāng)建設(shè)》期刊上報道的事故案列。

案列一：在廣東省東莞市某住宅小區(qū)，小區(qū)室外給水管道采用聚乙烯管，管道主要沿道路邊綠化帶鋪設(shè)，管徑80mm以下采用熱熔承插連接，80-150mm采用熱熔對接。自2008年交付使用后，四年內(nèi)共發(fā)生爆管事故132起，平均每個月發(fā)生兩次以上事故。

案列二：廣州南沙某住宅區(qū)在在投入使用一年后，5個月內(nèi)埋地聚乙烯給水管陸續(xù)出現(xiàn)18處漏水、爆管問題。PE管道DN100-250mm,其中15處為直管段對接接口或是管段轉(zhuǎn)彎接口。

這兩個案列中，爆管事故頻繁發(fā)生，后經(jīng)調(diào)查分析了歸納了以下幾點原因： 1.PE管生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的PE管質(zhì)量有問題，并沒有采用HDPE原料進行生產(chǎn)，導(dǎo)致管材的檔次較低；有的廠家則沒有按要求生產(chǎn)，為節(jié)省成本，私自添加了回料，而回料中聚乙烯大分子鏈已經(jīng)有一部分斷裂，這會引起PE管過早的老化；管材在運輸或施工過程中有的被刮傷或是被損壞，沒有及時發(fā)現(xiàn)或是更換，而是繼續(xù)用于鋪設(shè)。

2.在施工過程中，管道連接工藝不按規(guī)范要求操作。在管道連接完成后，試壓環(huán)節(jié)弄虛作假，沒有達到規(guī)定管道試驗壓力標(biāo)準。其實在管道連接施工方面，HDPE 管道系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：（1）連接可靠：聚乙烯管道系統(tǒng)之間采用電熔、熱熔方式連接，接頭的強度會高于管道本體強度。（2）抗應(yīng)力開裂性好：HDPE 具有低的缺口敏感性、高的剪切強度和優(yōu)異的抗刮痕能力，耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能也非常突出。（3）可撓性強：HDPE 管道的柔性使得它容易彎曲，工程上可通過改變管道走向的方式繞過障礙物，抗地面震動能力強。HDPE管具有的這些特性，對于有些工程可能出現(xiàn)輕度的不均勻沉降，設(shè)計選用了這種接口可靠、抗應(yīng)力開裂性好、可撓性強的HDPE管材，是合理的。但案例中出問題的絕大多數(shù)恰恰是應(yīng)該“強度高于管道本體”的接頭部位。說明接口施工極可能是不合格的。

3.管道的填砂及回填土壓實沒有按規(guī)定操作。有的施工方甚至未做管道試壓便一次回填到位，回填土質(zhì)中有建筑垃圾、塊石也未做處理；施工方為節(jié)省成本也為按要求分層夯實，管道上下也沒有回填砂或是回填砂不夠，這樣就不能起到很好的保護管道的作用。尤其當(dāng)管道接口施工不合格時，由于地面不均勻沉降，就很可能造成接口破裂，發(fā)生漏水或爆管事故。

二、PE管與金屬管連接的事故分析及防范措施

2005年末，上海部分地區(qū)突遇寒潮來襲，地面溫度下降至-5℃，十二天內(nèi)突發(fā)的低溫使某公司供水管網(wǎng)連續(xù)出現(xiàn)三次大口徑管道爆管事故，漏水量較大。發(fā)生爆管事故的供水管道都是在2005年中旬竣工的新建工程（輸水管道），PE管口徑500-700mm，同時爆管部位均發(fā)生在非開挖定向轉(zhuǎn)穿越工藝施工的聚乙烯管道與直路球墨管相接處，為球墨配件脫落引起的，而且全部是PE管道的縱向位移，管道接口脫離距離較大。

有關(guān)單位總結(jié)并且歸納了如下六點共同特點：1.處拉脫部位，為PE管道與球墨管道的接口連接；2.接口配件脫落部位（承插口）均為靠聚乙烯管道一邊，表現(xiàn)PE管道的受冷后縱向回縮現(xiàn)象而產(chǎn)生的位移，偏移距離較大；3.聚乙烯管道使用的是非開挖定向鉆進穿越工藝，均采用熱熔對接連接，管道末梢安裝法蘭；3.實施管道和發(fā)生事故當(dāng)天氣溫溫差達到30~35℃；4.管道埋設(shè)深度1.1米（管頂?shù)降孛妫?，該接口?jié)點覆土未按《埋地聚乙烯給水管道工程技術(shù)規(guī)程》要求操作；5.管道接口為郊區(qū)農(nóng)田或小河附近，土體經(jīng)過開挖后土質(zhì)現(xiàn)狀較松，回填土也未按要求壓實；6.定向鉆進的施工企業(yè)和聚乙烯管材的生產(chǎn)廠家，都是通過審核認證的定點單位，產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)能力是合格的。

此公司在05年還有其他大量的非開挖定向鉆進工程竣工，但所有在市政道路上施工的項目（需進行路面修復(fù)的）都沒有出現(xiàn)縱向位移現(xiàn)象，或者可以嚴格的說是沒有表現(xiàn)出漏水現(xiàn)象，而就是這三處在郊縣田埂、河岸邊的管道施工項目，施工單位未對接口處的回填土按要求操作，可能是導(dǎo)致問題產(chǎn)生的根本原因。

排除了鉆進施工企業(yè)和PE管材生產(chǎn)廠家的問題后，通過對比分析了發(fā)生事故可能的幾點原因如下：

一、PE管道縱向回縮集中發(fā)生于兩種管材結(jié)合薄弱部：由于PE管道是熱熔連接的，而與球墨管連接時靠法蘭接口相接，所以對于PE管道部分來講可以認為是一體的，那么PE法蘭以后安裝的球墨管段的部位就成了最薄弱點，而這個部位的接口連接方式在目前相關(guān)的施工規(guī)范中沒有特別規(guī)定（即對防范PE管道的縱向回縮沒有任何措施），所以金屬管道與聚乙烯管道的接口連接的這個部位可能就是防止PE回縮造成損害的關(guān)鍵部位了。

二、施工時的光日照對PE管道影響較大，實際的位移長度略大于計算長度，在實際中表現(xiàn)的最為突出。這可能是6月中旬，已進入夏季，日照情況相對比較強列，而PE管道在現(xiàn)場地面進行接口熱熔過程中，受到太陽的直接曝曬，因為給水用PE管道為黑色，黑色容易大量的吸收熱量，下管前管體表面溫度遠遠超過實際氣溫，熱膨脹程度更嚴重。這主要是施工過程中缺乏適當(dāng)?shù)拇胧瑏肀苊馊照諏艿烙绊?。地區(qū)季節(jié)溫差較大，是管道縱向回縮的主要原因。季節(jié)溫差變化比較大，夏季和冬季的最高和最低溫差變化可能要達到40℃以上，東部沿海城市，受季風(fēng)影響，土壤冷熱干濕四季分明；而土壤的土體溫度變化是受到濕度（水分循環(huán)）和溫度的影響，所以在上海地區(qū)潮濕的冬季溫度下降應(yīng)該是最大的，而夏、秋兩季比較干燥，日照較多，土體溫度下降不明顯，可能類似于保暖筒，土壤溫度變化不大。所以管道定向鉆進拖入土中后由于環(huán)境沒有較大變化，于是管道物理性能保持原狀；而進入冬季隨著濕度的提高，土壤熱循環(huán)速度加快，帶來土壤表層溫度的急劇下降。所以上海寒流的突然襲擊，環(huán)境條件的突然變化，使得定向鉆進拖入的聚乙烯管道產(chǎn)生冷縮現(xiàn)象，即其物理性能縱向回縮，導(dǎo)致管道接口薄弱處脫出，發(fā)生爆管。

三、接口部位砂基處理和回填土壓實處理：按施工規(guī)范規(guī)定PE管道宜采用弧形人工砂基，其管底以下墊層部分的厚度不宜小于100mm。并且PE管道的回填土應(yīng)壓實，此次我們列舉的個實例，受破壞的處接口均沒有做到以上的工作，這可能也是漏損得主要的原因之一。土壤的結(jié)構(gòu)對管道外壁有一定的摩擦阻力，所以它的密實度和穩(wěn)定性對管道接口的安全有一定的保障作用。砂基處理目的是保障土體的穩(wěn)定性，回填土壓實是保障土體的密實度。個人認為，回填土壓實的密實度也會間接影響土壤土體濕度，進而影響土壤熱循環(huán)速度，決定著土壤土體溫度下降程度。

四、定向鉆進技術(shù)拖拉PE管道的影響

PE管道的另外一個特性是斷裂伸長性，簡單的說定向鉆進使用的拖拉機械提供的拉力與聚乙烯管道自身的重力、土體對管道的阻力，這兩組相反的作用力對PE管道在鉆進施工過程產(chǎn)生一定的拉伸變形，而PE材質(zhì)又是一種存在一定記憶性的化學(xué)聚合物，在一定的環(huán)境條件下，需要恢復(fù)拉伸的變化量即回縮一定的量，這個變化可能比較微小也較慢，但這個物力性能應(yīng)該對PE管道的縱向回縮變化的一種補充解釋，也應(yīng)作為影響因素的一方面。

綜上所述，做好防止PE管材接口處爆管事故發(fā)生工作，主要有三點： 1.嚴格按照《埋地聚乙烯給水管道工程技術(shù)規(guī)程》中要求的聚乙烯管道的填砂，回填土等施工規(guī)范來控制覆土質(zhì)量，增加土體對管材的阻尼，降低由于覆土問題（土體的密實度穩(wěn)定性）而導(dǎo)致的接口漏損問題。

2.PE管道在現(xiàn)場施工過程中，特別是熱熔接口，必須做好現(xiàn)場的避陽工作，減少夏季施工時太陽的直接曝曬，降低受熱程度，做好施工組織設(shè)計，對現(xiàn)場聚乙烯管材的溫度要有一定量的控制，必要時可選擇在早晚間敷管，避免陽光直射，在措施上降低一定量的溫差變化。

3.考慮在PE管道接口處設(shè)置補償器，增加一定量的變形余量，根據(jù)目前的管配件情況，考慮在PE管道與金屬管道結(jié)合處加裝管道伸縮接，可以增加一定的變形余量，起到降低漏損風(fēng)險的作用。

目前PE管道敷設(shè)主要采用熱熔接口和承插接口，熱熔接口因其技術(shù)相當(dāng)成熟，故被廣泛使用，但是如果考慮嘗試在市政道路上應(yīng)用承插連接方式的PE管道，根據(jù)承插PE管接口特點——柔性的帶有一定收縮余量，那么由于季節(jié)變化的縱向回縮量，在每個承插接口上得到分解，縱使每根PE管長六米，該管變化雖微乎其微，但已將該縱向變化化解于無形中，這個方法還有待研究。

附錄：

PE特性及施工規(guī)范根據(jù)現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準——《埋地聚乙烯給水管道工程技術(shù)規(guī)程》中有關(guān)描述如下：

1.管材物理性能縱向回縮率（110℃），不大于3%。

2.自由管段由季節(jié)溫差引起的縱向變形量ΔL，可按下式計算ΔL=αLΔt, α是聚乙烯管道的線膨脹系數(shù)，(文中取值0.2mm/m·℃)。

3.管道接口的連接方式應(yīng)根據(jù)管道的受力狀態(tài)、管道沿線工程地質(zhì)條件等因素合理確定。

4.聚乙烯管道宜采用弧形人工砂基，其管底以下墊層部分的厚度不宜小于100mm。

5.聚乙烯管道的回填土應(yīng)壓實，其壓實系數(shù)應(yīng)在有關(guān)設(shè)計文件中明確規(guī)定，對弧形人工砂基管底墊層應(yīng)控制在0.85~0.9。

第二篇：PE管技術(shù)規(guī)范

PE管技術(shù)規(guī)范

目錄

1.工程概述 2.引用標(biāo)準 3.管材結(jié)構(gòu)尺寸 4.主要技術(shù)要求 5.各項指標(biāo)的測試方法 6.標(biāo)志、儲存及環(huán)境性能

1工程概述

1．1

本技術(shù)規(guī)范書適用于中國網(wǎng)通公司城域網(wǎng)工程低密度聚乙烯塑料管材（以下簡稱：管材）的產(chǎn)品生產(chǎn)和驗收。

1．2

本文件所引用的標(biāo)準為我國國家標(biāo)準和信息產(chǎn)業(yè)部標(biāo)準。對于那些在本文件中未作規(guī)定的，而我國國家標(biāo)準和信息產(chǎn)業(yè)部標(biāo)準已有規(guī)定的，應(yīng)滿足我國國家和信息產(chǎn)業(yè)部相關(guān)標(biāo)準。1．3

管道設(shè)計使用壽命不應(yīng)少于50年。1．4

本文件解釋權(quán)屬于中國。

引用標(biāo)準

本規(guī)范所列各種指標(biāo)，應(yīng)符合下列國家標(biāo)準或原郵電部標(biāo)準。YD/T841－1996

地下通信管道用塑料管 GB2828－87

逐批檢查計數(shù)抽樣程序和抽樣表（適用于連續(xù)批的檢查）

GB 2918—82

塑料試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗的標(biāo)準環(huán)境 GB/T 6671.2—86

聚乙烯（PE）管材縱向回縮率的測定 GB 8804.2—88

熱塑性塑料管材拉伸性能試驗方法 聚乙烯管材

GB 8806—88

塑料管材尺寸測量方法

管材結(jié)構(gòu)尺寸

3．1 低密度聚乙烯（LDPE）光壁子管的結(jié)構(gòu)尺寸

表1 標(biāo)稱外徑

mm

外徑

mm

壁厚

mm

最小內(nèi)徑

mm

每卷長度

m 32/28

32+0.3

2.4+0.5

26.2

≥500 3.2低密度聚乙烯（LDPE）光壁子管的每卷長度為大于或等于500米。

主要技術(shù)要求 4．1 顏色

管材的色澤應(yīng)均勻一致，應(yīng)采用紅、蘭、白三種顏色。4．2 外觀

管壁不允許有氣泡、裂口、分解變色線及明顯的雜質(zhì)。管內(nèi)壁應(yīng)光滑。4．3尺寸及偏差

管材尺寸偏差應(yīng)符合表1的規(guī)定。

4．4管材的物理力學(xué)性能應(yīng)符合表2的要求。

表2

項目

技術(shù)指標(biāo)

試驗方法

拉伸強度

≥8MPa

見5．2．5

斷裂伸長率

≥350％

見5．2．5

縱向回縮率

≥3．0％

見5．2．6

4．5賣方應(yīng)提供所用原材料的規(guī)格、產(chǎn)地、廠家，并提供相關(guān)證明。所有原材料應(yīng)為全新料。試驗方法 5．1 外現(xiàn)檢查

用肉眼觀察，內(nèi)壁可用光源照看。5．2 尺寸測量 5．2．1 長度

用精度為5mm的尺測量，只允許存在正偏差。5．2．2平均外徑

平均外徑及偏差按GB 8806規(guī)定進行。5．2．3 最小內(nèi)徑

取三個試樣，用精度為0.02mm的游標(biāo)卡尺測量每個試樣同一斷面各處內(nèi)徑，找到最小值，為最小內(nèi)徑。用測量結(jié)果計算偏差。取三個試祥測量值偏差最大的為測量結(jié)果。5．2．4 同一截面壁厚偏差

取三個試樣，按GB 8806規(guī)定測量實壁管同一斷面的最大和最小壁厚，用最大壁厚減最小壁厚，除以最大壁厚，為同一截面壁厚偏差。取三個試樣測量值偏差最大的為測量結(jié)果。5．2．

拉

伸

強

度

和

斷

裂

伸

長率

按GB 8804．2規(guī)定測定。5．

2．6縱

向

回

縮率

按GB 6671．2測定。6標(biāo)志、儲存及環(huán)境性能 6．1標(biāo)志

產(chǎn)品上應(yīng)有下列明顯標(biāo)志：產(chǎn)品名稱、產(chǎn)品標(biāo)記、生產(chǎn)材料、生產(chǎn)廠名（或商標(biāo)）、生產(chǎn)日期以及中國網(wǎng)通標(biāo)志。6．2印字

采用噴墨或熱敏壓印方式在管材的外壁印刷標(biāo)志，要求標(biāo)志清晰、牢固，標(biāo)志顏色應(yīng)不同于管材顏色并有大的反差。6．2儲存

管材存放場地應(yīng)平整，堆放應(yīng)整齊，堆放高度不得超過2m，距熱源不小于5m，不得露天暴曬。存放期自生產(chǎn)之日起，一般不得超過2年。6．3環(huán)境性能

6．3．1管材的適用溫度范圍：-20℃～+50℃（能正常使用）。

6．3．2在保障各種技術(shù)性能指標(biāo)的前提下，其在土壤中的使用壽命不小于50年。

6．3．3在50年的壽命時間內(nèi)應(yīng)具有耐蟻蝕性能。6．3．4在50年的壽命時間內(nèi)應(yīng)具有耐鼠蛟性能。

6．3．5在50年的壽命時間內(nèi)應(yīng)具有耐酸、堿、鹽腐蝕性能。6．3．6管材應(yīng)具有低鹵、阻燃性能。

第三篇：PE管概述

PE管概述

擠出機起源于18世紀，Joseph Bramah(英格蘭)于1795年所制造的用于制造無縫鉛管的手動活塞式壓出機就被認為是世界上的第一臺擠出機。從那時起，在19世紀前50年期間，擠出機基本上只適用于鉛管的生產(chǎn)、通心粉以及其它食品的加工、制磚及陶瓷工業(yè)。在作為一種制造方法的發(fā)展過程中，第1次有明確記載的是R.Brooman在1845年申請的用擠出機生產(chǎn)固特波膠電線的專利。固特波公司的H.Bewlgy隨后對該擠出機進行了改進，并于1851年將它用于包覆在Dover和Calais公司之間的第1根海底電纜的銅線上。1879年英國人M.Gray取得第一個采用阿基米德螺線式螺桿擠出機專利。在此后的25年內(nèi)，擠出方法逐漸重要，并且逐漸由電動操縱的擠出機迅速替代了以往的手動擠出機。1935年德國機械制造商Paul Troestar生產(chǎn)出用于熱塑性塑料的擠出機。1939年他們把塑料擠出機發(fā)展到了一個現(xiàn)階段——現(xiàn)代單螺桿擠出機階段。

傳統(tǒng)螺桿擠出機擠出過程，是靠機筒外加熱、固體物料與機筒、螺桿摩擦力及熔體剪切力來實現(xiàn)的?！澳Σ料禂?shù)”和“摩擦力”，“粘度”和“剪應(yīng)力”是影響傳統(tǒng)螺桿擠出機工作性能的主要因素，由于影響“摩擦”和“粘度”的因素十分復(fù)雜，因此，傳統(tǒng)螺桿擠出機擠出過程是一個非穩(wěn)定狀態(tài)，難以控制，對某些熱穩(wěn)定性差、粘度高的熱敏性塑料尤為突出。自60年代以來，世界上各國學(xué)者對螺桿擠出機理進行了大量研究，也取得了明顯的成就，但由于他們的研究大多局限于傳統(tǒng)塑料擠出成型機理、機械結(jié)構(gòu)形式和換能方式，因而一直未能取得重大突破。傳統(tǒng)螺桿擠出機所存在的如體積龐大、能耗高、噪音大、產(chǎn)品質(zhì)量提高難等一系列缺點沒有得到根本解決。

而如今，現(xiàn)代化的塑料擠出機已普遍采用現(xiàn)代電子和計算機控制技術(shù)，對整個擠出過程進行在線檢測，并采用微機閉環(huán)控制。為適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的多樣化需求，塑料成型技術(shù)已朝著現(xiàn)代高效大生產(chǎn)與智能化控制方面蓬勃發(fā)展。1 PE管概述

1.1 PE管市場應(yīng)用背景

近年來我國的塑料管道行業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，塑料管道的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴大，塑料管道已經(jīng)成為全國各地隨處可見的被人們廣泛認知的產(chǎn)品。塑料管道因其具有耐腐蝕性、抗老化、質(zhì)量輕、水流阻力小、施工便捷、工程造價低等特點，在管道工程中占據(jù)著重要的位置，形成了一種勢不可擋的發(fā)展趨勢。

目前國外塑料管仍以聚氯乙烯(PVC)管和聚乙烯(PE)管為主導(dǎo)產(chǎn)品。近幾年來，聚乙烯管作為城市供水管和燃氣管發(fā)展很快，增長速度遠遠超過PVC管。我國塑料管材的發(fā)展也十分迅速，已能生產(chǎn)排水、給水、供水、穿線、燃氣、化工和微滴灌管等多種用途的塑料管材。1.2 塑料管道產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢

回顧國內(nèi)塑料市場，種種跡象表明，塑料產(chǎn)業(yè)競爭的區(qū)域邊界正在逐漸消失，中國塑料企業(yè)正全面置身于全球范圍的競爭與合作之中，全新的競爭格局帶來了全新的市場環(huán)境。

目前，我國建筑塑料制品的發(fā)展已到了鼎盛時期，建筑用塑料制品占總塑料消費量的比例在提高。塑料管道作為新型化學(xué)建材，在建筑塑料中的用量及需求量巨大。塑料管道因其具有安全可靠、保溫節(jié)能顯著、流體輸送阻力小等優(yōu)點已普遍為人們所接受，在我國已得到廣泛的應(yīng)用，目前塑料管行業(yè)面臨著難得的歷史發(fā)展機遇。1.3 市場需求

a.新世紀的前10年內(nèi)，住宅建筑將成為經(jīng)濟發(fā)展的主要支柱。隨著“十五”計劃的實施，經(jīng)濟的發(fā)展，人們收入水平的提高，城市化進程的加快，城市人口數(shù)量的增加，大量危舊房屋改造及房地產(chǎn)二級市場、租賃市場的加快發(fā)展，住宅建設(shè)總量將會有較快的增長，而建筑用塑料管用量必將增大，排水、給水塑料管的應(yīng)用量和應(yīng)用面都會穩(wěn)定增加和擴大。

b.環(huán)境保護的需要。推廣應(yīng)用塑料管，淘汰耗能高、污染嚴重的傳統(tǒng)材料是不可抗拒的必然趨勢。

c.政府實行積極(擴張)財政政策，大量投資交通、水利、通訊、能源等基礎(chǔ)設(shè)施，這些基礎(chǔ)建設(shè)工程都為塑料管擴展了新的用途，增加了用量。1.4 塑料管的優(yōu)勢更加突出

塑料和傳統(tǒng)材料不同，技術(shù)進步的步伐加快，不斷出現(xiàn)的新技術(shù)、新材料、新工藝使塑料管相對傳統(tǒng)材料的優(yōu)勢越來越突出。塑料管材與傳統(tǒng)的金屬和水泥管相比質(zhì)量輕(一般僅為金屬的1/6~1/10）；有較好的耐腐蝕性、抗沖擊性和拉伸強度；塑料管內(nèi)表面比鑄鐵管光滑得多，摩擦系數(shù)小，流體阻力小，可降低輸水能耗5%以上；制造能耗可降低75%；運輸方便，安裝簡單，壽命可長達30~50年等多種優(yōu)點。近10年來聚乙烯管在世界各國發(fā)展很快，發(fā)達國家在給水領(lǐng)域和燃氣領(lǐng)域應(yīng)用聚乙烯管已占絕對優(yōu)勢。1.5 我國PE管材發(fā)展市場前景預(yù)測

中國的經(jīng)濟在持續(xù)高速增長，“西部大開發(fā)”、“西氣東輸”、“南水北調(diào)”，以及全國公路網(wǎng)、鐵路網(wǎng)建設(shè)、住宅建設(shè)等都為塑料管開辟了空前的市場；各種農(nóng)業(yè)用塑料節(jié)水灌溉器材的需求也與日俱增，這些因素都為我國塑料的發(fā)展提供了歷史的機遇。

據(jù)預(yù)測，到2010年可達到300萬噸。其中，PE管材管件的市場將超過66萬噸。聚乙烯管材管件獨特的優(yōu)越性已經(jīng)逐步被廣大用戶認同，同時，國外有關(guān)PE管材的先進生產(chǎn)技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)也開始在中國推廣，相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準和技術(shù)規(guī)范正在逐步完善，以此預(yù)期，中國PE管材將會有很快的發(fā)展,在燃氣管市場、城市給水管市場、農(nóng)村給水和灌溉市場、埋地排水市場及其它市場得到很好的開拓。PE管擠出機應(yīng)用技術(shù) 2.1 PE擠出機技術(shù)優(yōu)勢

預(yù)制直埋式保溫管自20世紀80年代初從歐洲引進我國后，被廣泛用于城市供熱工程中。預(yù)制直埋式保溫管由3層構(gòu)成，由內(nèi)向外依次為低碳鋼管、聚氨酯泡沫保溫層、聚乙烯(以下簡稱PE)外套管保護層。與傳統(tǒng)的保溫管保護層材料(石棉布等)相比，PE外套管具有機械強度高、密封性能好、耐腐蝕性強、熱損低、使用壽命長等特點杜絕了由于鋼管與保護層材料熱膨脹系數(shù)不同而引起的保護層破壞；可有效防水，防潮；通過設(shè)置聚氨酯整體發(fā)泡層，使聚氨酯保溫層與鋼管形成了一個整體，解決了預(yù)制直埋式保溫管鋼材的腐蝕問題。2.2 PE管擠出技術(shù)

擠出成型是在擠出成型機中通過加熱、加壓使PE物料以流動狀態(tài)連續(xù)通過模具制成連續(xù)型材的方法。擠出過程包括3個階段：①塑化，經(jīng)過加熱或加入溶劑使固體物料變成黏性流體；②成型，在壓力的作用下使黏性流體經(jīng)過模具得到連續(xù)的型材；③定型，用冷卻或溶劑脫除的方法，使型材由塑性狀態(tài)變?yōu)楣腆w成型狀態(tài)。2.3 PE管定徑工藝

PE管定徑工藝分為負壓定徑和正壓定徑。

負壓定徑和正壓定徑的區(qū)別在于使用氣壓不同，負壓定徑是在定徑艙中制造低于大氣壓的環(huán)境，使塑性狀態(tài)的PE 管材在負壓下緊貼定徑裝置成型；正壓定徑是在定徑裝置中通入高壓空氣迫使塑性PE 管材緊貼定徑裝置而成型。2.4 擠出生產(chǎn)線的組成

擠出生產(chǎn)線組成見圖1-1，主要設(shè)備包括擠出機、主體模具、負壓定徑艙、定徑裝置、二次冷卻系統(tǒng)、牽引裝置、切割裝置等。

圖1-1 擠出生產(chǎn)線流程

2.4.1 擠出機

擠出機包括擠出螺桿、機筒等。擠出機單位時間擠出量直接影響到整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力，擠出機對PE 原料的塑化能力也直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。在聚合物加工工業(yè)中應(yīng)用最普遍的螺桿擠出機為塑煉式螺桿擠出機，它可用于注射成型和各種擠出成型。塑煉式螺桿擠出機可分3 段：固體輸送段、熔融段、擠出段。PE 粒料或粉料從料斗落入機筒內(nèi)，隨著螺桿行進壓實粒料，PE 粒料沿螺槽擠壓前行，在熔融段粒料將成為均相PE 料流，隨后通過主體模具擠出。2.4.2 主體模具

主體模具的作用是使擠出機擠出來的PE 熔融物均勻地通過整個模具斷面，使PE 熔融物形成連續(xù)的管材。主體模具由口模、芯模、加熱裝置、模具支座等組成，芯?？糠至髦Ъ埽ǚ至魉螅┲斡诳谀Ｖ校琍E 料流在口模與芯模之間的流道中流動。目前，廣泛采用的模具為篩籃式模具，這種模具可使PE 料流流動速率達到預(yù)期值，同時還具有阻力小、產(chǎn)量高、結(jié)構(gòu)緊湊、連接合理、更換方便等特點。PE 料流通過口模擠出后與芯模的錐型頭接觸，逐漸充滿口模與芯模的流道，在擠出壓力下持續(xù)前進。遇分流梭后PE 料流被分成多股PE 流，PE 料流之間產(chǎn)生分離。為了消除流紋和保持各點的PE流壓力均勻，篩籃式模具在分流梭后設(shè)置了孔板，使PE 流通過孔板重新交融，使熔融狀態(tài)的原料充分融合。2.4.3 負壓定徑艙

在設(shè)計負壓定徑艙時應(yīng)選用功率較高的真空泵，來彌補艙體密封不嚴的缺陷。定徑艙內(nèi)設(shè)有密集的高效噴淋設(shè)備，冷卻水從PE 管坯的四周均勻噴灑在PE 管坯表面，使PE 管坯盡可能快地冷卻、定徑。在實際生產(chǎn)中不可避免地會從外界進入一些雜質(zhì)到水中，為了噴淋設(shè)備的工作穩(wěn)定并減少維護工作量，在水泵前端設(shè)置過濾單元，避免雜質(zhì)堵塞管道和噴頭，延長設(shè)備使用壽命。為了引管的方便和易操作，在艙的底部加設(shè)一套縱向行進裝置，使艙體在水平軸向可以移動。2.4.4 定徑裝置

圖1-2 定徑裝置

定徑裝置主要控制PE 管坯的最初直徑，考慮到PE 管屬于柔性材料，溫度對其收縮膨脹影響較大，在制造定徑裝置時應(yīng)適當(dāng)增大定徑裝置的內(nèi)徑。定徑裝置結(jié)構(gòu)見圖1-2。2.4.5 二次冷卻系統(tǒng)

由于管坯在負壓定徑艙出口處溫度仍不能降到室溫，即沒有完成最終定徑，要對管材進行二次冷卻。在設(shè)計二次冷卻系統(tǒng)時應(yīng)考慮到循環(huán)水水質(zhì)對循環(huán)管道的影響，為了防止管道腐蝕，可采用銅管材，也可采用不銹鋼管材。2.4.6 牽引裝置

牽引裝置對控制管材的壁厚十分重要，在不同牽引速率下PE管的壁厚會發(fā)生變化，一般牽引速率快則PE管壁厚減小，反之壁厚增加。牽引裝置使多條鏈輪在同一速率下轉(zhuǎn)動，保證了各點的同步牽引。在控制橡膠帶和管材表面的接觸壓力時，采用了氣動控制系統(tǒng)，通過比例調(diào)節(jié)閥可精確調(diào)節(jié)接觸壓力，保證管材各點受力均勻，各點前進速率恒定，從而控制PE管壁厚。3.結(jié)語

PE管擠出機的應(yīng)用一直以來是國內(nèi)橡膠制造業(yè)所探索的技術(shù)，在國內(nèi)的發(fā)展極其迅速，希望通過本文的市場調(diào)研，能為中國的擠出機制造業(yè)提供一種基于市場的創(chuàng)新思維及研發(fā)新型擠出機的理念，在市場調(diào)研的基礎(chǔ)上，能夠設(shè)計出一種可行的裝備以及一種全新的生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品競爭力，擴大生產(chǎn)規(guī)模，在擠出機生產(chǎn)的市場上占有絕對的優(yōu)勢。

第四篇：聚乙烯(PE)管道爆管的原因及解決措施

聚乙烯（PE）管道爆管的原因及解決措施

摘要：聚乙烯管作為新一代的自來水水管材正在水行業(yè)中得到迅速推廣應(yīng)用，但管材縱向回縮率的物理特性對施工質(zhì)量會產(chǎn)生較大影響，工程實踐中的案例研究表明，在聚乙烯管設(shè)計施工時一定要考慮管材縱向回縮率這一問題，要嚴格按《埋地聚乙烯給水管道工程技術(shù)規(guī)程》組織施工，提出了預(yù)防管材縱向回縮率的相關(guān)措施。

由于聚乙烯埋地管材（以下稱PE管）可以比較方便做到熱熔對接、電熔接和承插接，且在抗沖擊、環(huán)保、經(jīng)濟性等方面具有優(yōu)勢，因此在上海得到大力推廣，并且將逐步代替聚氯乙烯管材。

PE管材另一大獨特的特點就是其應(yīng)用于非開挖技術(shù)施工，上海市自來水閔行公司將該技術(shù)大量的應(yīng)用于排管工程中需穿越道路、河道等地段的施工中，不但減低了建設(shè)成本，而且提高了施工進度。

在新材料、新技術(shù)的不斷應(yīng)用中，我公司也不斷探索研究。這次在上海地區(qū)氣溫急劇下降后，供水管網(wǎng)上出現(xiàn)了多處由非開挖導(dǎo)向鉆敷設(shè)的PE管道接口斷裂、回縮脫口等管道爆管事故，引發(fā)了我們對PE管應(yīng)用問題的思考，并就此提出了一些觀點，特整理出來供參考。1 事故現(xiàn)象：

2005年末，上海地區(qū)突遇寒潮來襲，地面溫度下降至-5℃，突發(fā)的低溫使得我公司供水管網(wǎng)的維修工作量大大增加，在這其中連續(xù)有3次大口徑PE管道的爆管事故發(fā)生，漏水量較大，而且發(fā)生故障的管道部位比較特殊，經(jīng)過現(xiàn)場觀察、調(diào)查和分析，我們認為這3次爆管的情況比較相似，表現(xiàn)出的特征比較明顯、典型，如下圖，我們可以比較看到由非開挖導(dǎo)向鉆進技術(shù)鋪設(shè)的PE管道受到溫度影響發(fā)生縱向回縮的情況，相對回縮位移長度較大。實例圖：管道接口完全脫出

通過實地調(diào)查，我們注意到發(fā)生爆管事故的供水管道都是在2005年6月中旬竣工的新建工程（輸水管道），同時爆管部位均發(fā)生在非開挖定向轉(zhuǎn)穿越工藝施工的聚乙烯管道與直路球墨管相接處，為球墨配件脫落引起的；而且全部是管道的縱向位移，管道接口脫離距離較大，另外這3次爆管漏水同時發(fā)生在上海寒潮來襲的次日，較多的共同特征引發(fā)了我們的思考： 什么原因?qū)е率鹿实陌l(fā)生？

季節(jié)溫差的變化是否是這3次爆管漏水事故真正“元兇”？

在非開挖工藝中使用熱熔對接的聚乙烯管道受溫差變化到底有多大？ 市政道路上使用聚乙烯管道又應(yīng)注意哪些方面呢？ 1.1 觀察以及調(diào)查情況

我們翻閱這3項新建工程的竣工檔案，對部分相關(guān)信息作了對比，同時結(jié)合爆管現(xiàn)場觀察到的具體情況，整理得到下表： 項目

實例一；實例二；實例三 故障時間 05年12月9日21點；05年12月10日6點；05年12月20日4點 故障部位

球墨管承插口；球墨平承承口處；生鐵套筒 故障現(xiàn)象1 承插口脫離；承插口脫離；頭子破壞，填料拖出 故障現(xiàn)象2 松動部位靠PE一側(cè)；松動部位靠PE一側(cè)；松動部位靠PE一側(cè) 管道口徑

600mm；500mm；700mm 縱向回縮長度

約13cm（管插口完全出來）；約6cm；約4cm 該管道敷設(shè)完成時間

05年6月23日；05年5月15日 ；05年4月19日 施工當(dāng)天氣溫

32℃；28℃；24℃ 故障當(dāng)日氣溫

-2℃；-2℃；-4℃ 定向穿越目的

穿越道路；穿越河道；穿越河道 定向穿越管道長度（PE管）80米；102米；74米 定向穿越深度（深/淺）

5.94米/1.45米；6.7米/1.5米；4.52米/1.68米（管中~地面）（管中~地面）（管中~地面）接口配件

PE—法蘭—鋼制平插—球管（如示圖）；PE—法蘭—球墨平承；—球管（如示圖）； PE—法蘭鋼管—套筒—球管（如示圖）現(xiàn)場環(huán)境

工地環(huán)境、松土；河邊，松土；耕地、田埂邊，松土 覆土情況

未覆沙，回填土；未覆沙，回填土；未覆沙，回填土 使用機械

Case6080，Case6030，Case6080 l 3組實例故障部位的接口示意圖如下： 1.2 歸納相關(guān)特征

我們針對以上情況，總結(jié)并且歸納了如下六點共同特點：

l 3處拉脫部位，為PE管道與球墨管道的接口連接，球墨配件；接口配件脫落部位（承插口）均為靠聚乙烯管道一邊，表現(xiàn)PE管道的受冷后縱向回縮現(xiàn)象而產(chǎn)生的位移，偏移距離較大；

l 聚乙烯（PE）管道使用的是非開挖定向鉆進穿越工藝，均采用熱熔對接連接，管道末梢安裝法蘭； l 實施管道和發(fā)生事故當(dāng)天氣溫溫差達到30~35℃；管道埋設(shè)深度1.1米（管頂?shù)降孛妫?/p>

l 該接口節(jié)點覆土未按《埋地聚乙烯給水管道工程技術(shù)規(guī)程》要求的：聚乙烯管道宜采用弧形人工砂基的有關(guān)要求；

l 管道接口為郊區(qū)農(nóng)田或小河附近，土體經(jīng)過開挖后土質(zhì)現(xiàn)狀較松，回填土也未按要求壓實；

l 定向鉆進的施工企業(yè)和聚乙烯材料的生產(chǎn)廠家，都是我公司通過審核認證的定點單位，產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)能力是合格的； 2 分析

2.1 PE特性及施工規(guī)范

根據(jù)現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準——《埋地聚乙烯給水管道工程技術(shù)規(guī)程》中有關(guān)描述如下： l 管材物理性能縱向回縮率（110℃），不大于3%；

l 自由管段由季節(jié)溫差引起的縱向變形量ΔL，可按下式計算：

ΔL =αLΔt

（3.1）

α—聚乙烯管道的線膨脹系數(shù)，(文中我們?nèi)≈?.2mm/m·℃)l 管道接口的連接方式應(yīng)根據(jù)管道的受力狀態(tài)、管道沿線工程地質(zhì)條件等因素合理確定。

l 聚乙烯管道宜采用弧形人工砂基，其管底以下墊層部分的厚度不宜小于100mm。

l 聚乙烯管道的回填土應(yīng)壓實，其壓實系數(shù)應(yīng)在有關(guān)設(shè)計文件中明確規(guī)定，對弧形人工砂基管底墊層應(yīng)控制在0.85~0.9。2.2 數(shù)據(jù)分析： 2.2.1 按式3.1公式，我們在得到縱向變形長度與溫差變量的線性關(guān)系圖（如下）：

2.2.2 圖中，我們將實際發(fā)生的3次縱向收縮引起的位移長度，標(biāo)示在圖中，溫度參照施工當(dāng)天氣溫與發(fā)生爆管當(dāng)天的氣溫溫差值（34℃、30℃、28℃）?？梢园l(fā)現(xiàn)3個實例按其實際溫差不同發(fā)生的縱向位移長度線性關(guān)系于計算得到的縱向位移線性關(guān)系基本平行；

2.2.3 實例的縱向位移長度低于計算的縱向位移長度，圖中3個變形量的點在正比曲線下方，分析為實際土壤中發(fā)生的溫差變化遠遠小于地面上的溫差變化； 2.2.4 按縱向回縮率的變化曲線，實例1在3組實例中發(fā)生的位移最大； 2.3 原因歸納：

2.3.1 PE管道縱向回縮集中發(fā)生于兩種管材結(jié)合薄弱部：

由于PE管道是熱熔連接的，而與球墨管連接時靠法蘭接口相接，所以對于PE管道部分來講可以認為是一體的，那么PE法蘭以后安裝的平插、平承或套筒等連接其后球墨管段的部位就成了最薄弱點，而這個部位的接口連接方式在目前相關(guān)的施工規(guī)范中沒有特別規(guī)定（即對防范PE管道的縱向回縮沒有任何措施），所以金屬管道與聚乙烯管道的接口連接的這個部位可能就是防止PE回縮造成損害的關(guān)鍵部位了。

2.3.2 施工時的日照對PE管道影響較大

實例1的位移長度略大于計算長度，在3組實例中變現(xiàn)的最為突出，這是什么原因，我們分析，這可能是6月中旬，上海地區(qū)已進入夏季，日照情況相對比較強列，而PE管道在現(xiàn)場地面進行接口熱熔過程中，受到太陽的直接曝曬，因為給水用PE管道表面為黑色，PE管道添加有炭黑材料，作用是防止紫外線對管道材質(zhì)進行光降解，在日照情況，黑色容易大量的吸收熱量，下管前管體表面溫度遠遠超過實際氣溫，熱膨脹程度更嚴重。這主要是施工過程中缺乏適當(dāng)?shù)拇胧?，來避免日照對管道影響。類似的PE管道直接曝曬于強烈陽光下的施工，在給水工程施工中比比皆是，而實例1正是這個問題的最好證明。2.3.3 上海地區(qū)季節(jié)溫差較大（夏季/冬季），是管道縱向回縮的主要原因上海的季節(jié)溫差變化比較大，夏季和冬季的最高和最低溫差變化可能要達到40℃以上，作為東部沿海城市，受季風(fēng)影響，土壤冷熱干濕四季分明；而土壤的土體溫度變化是受到濕度（水分循環(huán)）和溫度的影響，所以上海在潮濕的冬季溫度下降應(yīng)該是最大的，而上海地區(qū)夏、秋兩季比較干燥，日照較多，土體溫度下降不明顯，可能類似于保暖筒，土壤溫度變化不大。所以管道定向鉆進拖入土中后由于環(huán)境沒有較大變化，于是管道物理性能保持原狀；而進入冬季隨著濕度的提高，土壤熱循環(huán)速度加快，帶來土壤表層溫度的急劇下降。所以上海寒流的突然襲擊，環(huán)境條件的突然變化，使得定向鉆進拖入的聚乙烯管道產(chǎn)生冷縮現(xiàn)象，即其物理性能縱向回縮，導(dǎo)致管道接口薄弱處脫出爆管產(chǎn)生。2.3.4 接口部位砂基處理和回填土壓實處理：

按施工規(guī)范規(guī)定PE管道宜采用弧形人工砂基，其管底以下墊層部分的厚度不宜小于100mm。并且PE管道的回填土應(yīng)壓實，此次我們列舉的3個實例，受破壞的3處接口均沒有做到以上的工作，這可能也是漏損得主要的原因之一。土壤的結(jié)構(gòu)對管道外壁有一定的摩擦阻力，所以它的密實度和穩(wěn)定性對管道接口的安全有一定的保障作用。砂基處理目的是保障土體的穩(wěn)定性，回填土壓實是保障土體的密實度。例如：我公司在05年有大量的非開挖定向鉆進工程竣工，但所有在市政道路上施工的項目（需進行路面修復(fù)的）都沒有出現(xiàn)縱向位移現(xiàn)象，或者可以嚴格的說是沒有表現(xiàn)出漏水現(xiàn)象，而就是這三處在郊縣田埂、河岸邊的管道施工項目，施工單位未對接口處的回填土按要求操作，也是導(dǎo)致問題就產(chǎn)生原因之一，這就可以說明砂基處理和回填土壓實處理應(yīng)該是保障管道接口安全的必要措施之一。

2.3.5 定向鉆進技術(shù)拖拉PE管道的影響

PE管道的另外一個特性是斷裂伸長性，簡單的說定向鉆進使用的拖拉機械提供的拉力與聚乙烯管道自身的重力、土體對管道的阻力，這兩組相反的作用力，對PE管道在鉆進施工過程產(chǎn)生一定的拉伸變形，而PE材質(zhì)又是一種存在一定記憶性的化學(xué)聚合物，在一定的環(huán)境條件下，需要恢復(fù)拉伸的變化量即回縮一定的量，這個變化可能比較微小也較慢，但這個物力性能應(yīng)該對本文中PE管道的縱向回縮變化的一種補充解釋，也應(yīng)作為影響因素的一方面。

綜上所述：

l 目前使用的PE管道與金屬管道連接的接口部分，其連接配件是容易發(fā)生管道漏損的薄弱點；

l 要防止該接口漏損現(xiàn)象的出現(xiàn)，除了按施工規(guī)范嚴格控制野外施工質(zhì)量外，必須要預(yù)防PE管道本身存在的熱脹冷縮現(xiàn)象，即它在溫差變化較大的情況下有縱向回縮現(xiàn)象出現(xiàn)，該現(xiàn)象對于季節(jié)溫差變化比較大地區(qū)對其供水管網(wǎng)是一種潛伏的隱患；

l 另外PE管道受到拉力后也有一定拉伸變形，在一定條件下會恢復(fù)拉伸的變形量，也是隱患之一，必須預(yù)防，保障管道的運營安全；

l 建議對現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準——《埋地聚乙烯給水管道工程技術(shù)規(guī)程》（CJJ 01-2004）中的 “5 管道連接”一章進行必要的修改，進一步規(guī)范PE管道在施工過程中的接口連接方式； 3 解決措施

如何預(yù)防PE管道的縱向回縮現(xiàn)象，在市政道路上進行PE管道的施工應(yīng)注意哪些方面？是我們在運用PE管道上需要認真對待的問題，我們要積極的尋求措施和方法減小PE管道的縱向回縮產(chǎn)生的破壞性影響，結(jié)合這次遇到3個實際例子，我們應(yīng)從以下幾個方面來考慮：

3.1 PE管道在現(xiàn)場施工過程中，特別是熱熔接口，必須做好現(xiàn)場的避陽工作，減少夏季施工時太陽的直接曝曬，降低受熱程度；做好施工組織設(shè)計，對現(xiàn)場聚乙烯管材的溫度要有一定量的控制，必要時可選擇在早晚間敷管，避免陽光直射，在措施上降低一定量的溫差變化。3.2 嚴格按照《埋地聚乙烯給水管道工程技術(shù)規(guī)程》中要求的聚乙烯管道的填砂，回填土等施工規(guī)范來控制覆土質(zhì)量，增加土體對管材的阻尼，降低由于覆土問題（土體的密實度穩(wěn)定性）而導(dǎo)致的接口漏損問題。

3.3 考慮在PE管道接口處設(shè)置補償器，增加一定量的變形余量： 3.3.1 根據(jù)目前的管配件情況，考慮在PE管道與金屬管道結(jié)合處加裝管道伸縮接，可以增加一定的變形余量，起到降低漏損風(fēng)險的作用。該方案實施比較簡單，但管道伸縮接的屈伸距離較小，可能只適合短距離的PE管道上，如定向鉆進的PE管道和金屬管道的連接方案，拖拉管兩側(cè)均要設(shè)置管道伸縮接，補償PE管道的縱向回縮量；

3.3.2 設(shè)計適合給水用的波形補償器，連接PE管道與金屬管道，提供足夠的變形余量，防止管道的熱脹冷縮造成的管體位移；如果考慮PE管道長距離鋪設(shè)，利用波形補償器，在一定的距離范圍內(nèi)設(shè)置，以減少聚乙烯材料的物理特性對管網(wǎng)安全的危害，大大降低漏損風(fēng)險；

4.4 目前我公司PE管道敷設(shè)主要采用熱熔接口和承插接口，熱熔接口因其技術(shù)相當(dāng)成熟，故被廣泛使用；但是如果考慮嘗試在市政道路上應(yīng)用承插連接方式的PE管道，根據(jù)承插PE管接口特點——柔性的帶有一定收縮余量，那么由于季節(jié)變化的縱向回縮量，在每個承插接口上得到分解，縱使每根PE管長六米，該管變化雖微乎其微，但已將該縱向變化化解于無形中，這也不妨是個好的方法；

第五篇：一起鍋爐水冷壁爆管原因分析及防范措施

一起鍋爐水冷壁爆管原因分析及防范措施

1、前言

2012年8月24日，達鋼SLG-75/9.8-QG燃高爐煤氣高溫高壓過熱蒸汽鍋爐發(fā)生了一根水冷壁爆管事件，公司即派人前往現(xiàn)場處理。該燃煤高溫高壓過熱蒸汽鍋爐自安裝后已經(jīng)運行了10個多月，經(jīng)過停爐檢查，發(fā)現(xiàn)爆管位置發(fā)生在標(biāo)高6.890高爐煤氣燃燒器上方高度1米處，系后墻左邊一側(cè)第3根管，在標(biāo)高8米左右的位置。

2、爆管情況及金相分析 2.1爆管破口及截斷管口觀察

爆管部位呈窗口形破裂（見圖一），水冷壁管在爆裂之前，爆口有微弱鼓包現(xiàn)象；爆口邊緣較鈍并且減薄較多，爆口周圍有與爆口相平行的細小的裂紋，窗口形長邊沿水冷壁管軸線方向，爆口向火面表面有熱負荷較高產(chǎn)生過熱和火焰燎燒痕跡。這種狀況屬于長期過熱造成的破壞，水冷壁管的爆破，正是管徑在減薄處超過了極限的結(jié)果。

圖一

現(xiàn)場割斷水冷壁管后，發(fā)現(xiàn)發(fā)生爆管的管子保留部分管口內(nèi)側(cè)有氧化皮夾層（見圖二），而且特別明顯。

圖二

該爆管位置處于爐膛熱負荷較高區(qū)域，爆破管向火側(cè)內(nèi)壁也有明顯的暗紅色腐蝕

物（見圖三）。

圖三

2.2爆破管的管徑變化情況

經(jīng)查看切割下的爆管部位管子，發(fā)現(xiàn)向火面管壁減薄較為嚴重。經(jīng)過測量，管壁減薄處厚度不到3mm，越接近燃燒器位置管壁厚度也變得越薄，最薄處管壁厚度只有2.8mm。爆管部位切割段上口測量尺寸外徑由60mm變?yōu)?1mm，內(nèi)徑為52.7mm；下口測量尺寸外徑由60變?yōu)?1mm，內(nèi)徑為53.1mm，證明水冷壁管內(nèi)側(cè)受到腐蝕，造成壁厚減薄。管徑肉眼觀察無明顯脹粗，管段無明顯塑性變形，且管子脹粗率為1.7%，低于水冷壁管的允許脹粗率3.5%。

2.3金相試驗分析

我們在爆管管子上取了3個樣，編號為#

1、#

2、#3，#1樣為爆口處有過燒和微裂紋的管子，#2樣為爆口附近壁厚明顯減薄的管子，#3樣為距離爆口150mm以上、背火側(cè)的管子。

2.3.1 #1樣情況：

①鋼管外壁呈現(xiàn)全脫碳和氧化，組織為鐵素體，且鐵素體長大。有晶界燒化現(xiàn)象（即過燒），呈現(xiàn)魚骨紋。有數(shù)條裂紋，裂紋源位于鋼管外壁，開口寬，裂紋頭部鈍化，呈倒三角，裂縫中有氧化產(chǎn)物，裂紋附近無原始夾雜物缺陷；

②壁厚中間部位組織為：鐵素體+偏聚的點狀珠光體+球狀珠光體；

③內(nèi)壁部位組織為：鐵素體+偏聚的點狀珠光體+球狀珠光體，無明顯脫碳； ④晶粒度7～8級。2.3.2 #2樣情況：

①鋼管外壁呈現(xiàn)部分脫碳氧化，組織為鐵素體+偏聚的點狀珠光體+球狀珠光體； ②壁厚中間部位組織為：鐵素體+偏聚點狀珠光體+球狀珠光體；

③內(nèi)壁部位組織為：鐵素體+偏聚的點狀珠光體+片狀珠光體，無明顯脫碳； ④晶粒度8級。

2.2.3 #3樣情況：沿壁厚方向整體組織為：細小鐵素體+片狀珠光體，內(nèi)外壁無明顯脫碳，晶粒度8.5級。

金相分析：#3樣是鋼管正常的原始組織，表明鋼管原始組織合格；#2樣表明在壁厚減薄部位組織發(fā)生變化，原始片狀珠光體分解、擴散、偏聚，成長為球狀，即珠光體球化；#1樣表明珠光體球化更加嚴重，晶粒長大，且伴隨著外表面強烈的氧化、脫碳、甚至過燒。

爆管機理：爆破部位經(jīng)受高溫，組織發(fā)生變化，珠光體球化、晶粒長大，基體高溫性能明顯下降，當(dāng)?shù)陀谇姸葧r發(fā)生變形，向火側(cè)管徑脹粗、壁厚減薄，同時向火側(cè)外壁強烈氧化脫碳造成壁厚減?。ㄑ趸饔茫?、強度降低（脫碳作用），珠光體球化和氧化脫碳進一步作用，使基體到達斷裂極限，于是向火側(cè)外壁出現(xiàn)微裂紋，裂紋長大，最后爆破，同時在壁厚減薄過程中造成過燒。

3、爆管主要原因分析

造成水冷壁管腐蝕爆管的原因是多方面的，有蒸汽腐蝕、堿性腐蝕、酸性腐蝕等，從以上情況綜合分析: ①破裂的管子位于燃燒器上方1米左右的位置； ②圖一中明顯有過燒和火焰燎燒的痕跡；

③金相發(fā)現(xiàn)#1樣表明珠光體球化更加嚴重，晶粒長大，且伴隨著外表面強烈的氧化、脫碳、甚至過燒；

④管子內(nèi)壁向火側(cè)有氧化物腐蝕，且呈現(xiàn)均勻腐蝕減薄狀態(tài)。

因此，我們分析認為，這次爆管可能由于燃燒器安裝角度不當(dāng)造成了爐內(nèi)火焰偏斜或由于燃燒器上方局部燒損漏氣，造成該局部水冷壁熱負荷的分布不均，局部熱負荷變化幅度較大，使?fàn)t內(nèi)某些管排的溫度過高，造成金屬管壁溫度波動，破壞了水冷壁管內(nèi)表面鈍化膜的連續(xù)性，而鈍化膜遭到破壞的地方，汽水具有很高的腐蝕活性，其反應(yīng)式為3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2。

正常情況下，當(dāng)鈍化膜未被破壞時，管內(nèi)鐵和爐水產(chǎn)生的氫原子被循環(huán)的爐水帶走，不會滲入鋼中。而當(dāng)運行的工作條件出現(xiàn)異常時，如熱負荷過高，情況就會發(fā)生變化，如果產(chǎn)生的氫原子不能很快被爐水帶走，就會在較高的溫度作用下向向火側(cè)管壁晶間擴散，氫原子通過晶格和晶界向鋼內(nèi)擴散，并與鋼中的滲碳體、游離碳發(fā)生反應(yīng)，繼而造成氫腐蝕，生成氧化物，同時也會引起堿性腐蝕和氧腐蝕等共同作用，當(dāng)腐蝕物產(chǎn)生后又會影響管壁傳熱，加劇管壁溫度上升等反復(fù)作用，而管子迎火面內(nèi)側(cè)管壁存在較為均勻的減薄是由于內(nèi)壁經(jīng)受汽水腐蝕和熱汽水的沖刷，由于氫腐蝕作用

下，靠近邊沿的晶粒之間有著比較明顯的晶間裂紋，當(dāng)裂紋達到一定程度后，在高壓汽水的沖刷下，晶?？赡苊撾x基體，長此以往造成管子內(nèi)壁減薄。爐管在長期熱腐蝕減薄和過燒下，導(dǎo)致水冷壁爐管中最脆弱的爐管首先發(fā)生爆裂。

4、防范措施

為確保鍋爐安全穩(wěn)定運行，建議采取如下整改防范措施：

4.1檢查各燃燒器位置的正確性，特別是后部的燃燒器位置，避免燃燒器位置太靠近水冷壁，火力太大而燒損水冷壁管。

4.2可能的話，采用超聲波測厚儀對水冷壁管，特別是對后水冷壁管直段部分進行檢查，更換腐蝕嚴重的管子。施工前，需告知鍋監(jiān)所人員到現(xiàn)場進行監(jiān)檢。4.3加強鍋爐給水處理和除氧、除鹽及給水含氧量、含鐵量等的在線檢測手段，及時發(fā)現(xiàn)和處理問題，保證給水符合標(biāo)準要求。

4.4嚴格執(zhí)行國家關(guān)于鍋爐特種設(shè)備管理適用的法律、法規(guī)及標(biāo)準規(guī)范，強化對鍋爐工藝、設(shè)備、安全上的管理，定期對鍋爐實施檢驗與檢查。

4.5要求業(yè)主加強管理和操作。對出現(xiàn)事故狀態(tài)后，應(yīng)該立即進行檢查分析；對出現(xiàn)以上事故現(xiàn)象后，應(yīng)立即進行停爐降溫操作，而不是為了完成生產(chǎn)目標(biāo)而繼續(xù)維持生產(chǎn)導(dǎo)致事故惡化。