發布時間：2022-02-12所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：薄壁不銹鋼管強度高，施工工藝簡單并具有良好的防腐性能，能有效延長燃氣管道的使用壽命，進而提高燃氣使用的安全性。文章介紹了燃氣用薄壁不銹鋼管關鍵施工工藝的控制，根據工程應用過程中遇到的問題，提出相應的工程優化建議。 關鍵詞：薄壁不銹鋼管 關鍵工藝
摘要：薄壁不銹鋼管強度高，施工工藝簡單并具有良好的防腐性能，能有效延長燃氣管道的使用壽命，進而提高燃氣使用的安全性。文章介紹了燃氣用薄壁不銹鋼管關鍵施工工藝的控制，根據工程應用過程中遇到的問題，提出相應的工程優化建議。
關鍵詞：薄壁不銹鋼管 關鍵工藝控制 優化建議
0概述
目前，我國主要城市的管道燃氣普及率已經超過80%，隨著室內管道系統的老化，燃氣泄漏事故也進入多發階段，其中，因金屬腐蝕造成的管道穿孔泄漏是造成室內燃氣泄漏事故的主要原因。因此，有效解決金屬管道腐蝕問題，是解決室內管道燃氣事故頻發的有效方法。近年來，燃氣用薄壁不銹鋼管作為新型管材正日益受到國內各燃氣公司的重視。相較于傳統的無縫鋼管和鍍鋅鋼管，薄壁不銹鋼管不但具備前者抗拉強度高、延展性和韌性高、熱膨脹系數低等優點，而且由于其耐腐蝕性強，能有效延長管道使用壽命，提高燃氣的安全性，能有效解決城鎮燃氣存在的因管道腐蝕造成后期維護成本高、事故多發的問題，具有良好的推廣價值和應用前景。
薄壁不銹鋼管作為室內燃氣管材，具有以下五個優點：
(1)管體美觀大方，能與現代建筑物密切融合;
(2)管體內壁光滑，摩擦阻力小，輸送能力大;
(3)管壁薄，管體質量輕，勞動強度低;
(4)采用環壓連接，施工工藝簡單：
(5)耐腐蝕性強，使用壽命長。杭州蕭山新奧燃氣有限公司于2014年起，在部分老戶改造中進行了薄壁不銹鋼管的使用試點工作，本文根據薄壁不銹鋼管的自身特點和施工過程中遇到的一些問題，提出工程優化建議。
1 薄壁不銹鋼管燃氣工程的關鍵控制點
1.1管材、管件及密封材料的選用
薄壁不銹鋼管材、管件的材料牌號及化學成分應符合《流體輸送用不銹鋼焊接鋼管》(GB/T 1277 1--2008)、 《不銹鋼卡壓式管件組件第l部分卡壓式管件》(GB/T 19228.1—2011)和《不銹鋼卡壓式管件組件第2部分：連接用薄壁不銹鋼管》 (GB/T 19228.2—2011)的規定，材料牌號為 06Crl9Nil0。我公司在試點工程中使用的薄壁不銹鋼管最大公稱直徑為50 mm，且選用壁厚較大的管道，推薦使用的薄壁不銹鋼管尺寸見表1。
雙卡壓式機械連接用的O形密封圈材質為氫化丁腈橡膠，其性能應符合《不銹鋼卡壓式管件組件第3部分：O形橡膠密封圈》(GB/T 19228.3—2012)的規定。氫化丁腈橡膠是由丁腈橡膠進行特殊加氫處理而得到的一種高度飽和的彈性體，具有良好耐油性、耐熱性、耐化學腐蝕性以及較高的抗壓 自水入，義形1土日E;I口J H_虱化J膈橡膠還具有高強度、高拉伸性能和高耐磨性能等特點，是理想的密封填充材料。
1.2管材和管件的堆放
薄壁不銹鋼管材、管件對儲存堆放條件要求比無縫鋼管和鍍鋅鋼管更加嚴格，應儲存于無腐蝕介質的干凈環境內，避免雜亂堆放或與其他物件混放。存放時，不同規格的管材應分別堆放，并做好標志。管材、管件嚴禁與其他金屬物質接觸，防止產生電化學腐蝕，不應與水泥漿、水泥、砂漿、拌合混凝土直接接觸，以免造成銹蝕。嚴禁在不銹鋼管材上堆放其他重物，造成管材變形。
1.3連接方式的選擇
薄壁不銹鋼管由于管壁薄，無法進行套絲，因此不能采用絲扣連接。《城鎮燃氣設計規范》(GB 50028--2006)第10.2.6條規定：“薄壁不銹鋼管的連接方式，應采用承插氬弧焊式管件連接或卡套式管件機械連接”; 《城鎮燃氣室內工程施工與質量驗收規范》(CJJ 94_-2009)第4.3.3條規定：“薄壁不銹鋼管應采用承插氬弧焊式管件連接或卡套式、卡壓式、環壓式等管件機械連接”。
采用承插氬弧焊連接時，由于管道內壁需要氬氣保護，加之不銹鋼薄壁管壁厚薄，焊接時產生高溫也會破壞管道的防腐層，難以保證施工質量，因此不建議使用。
雙卡壓式連接(見圖1、圖2)是通過冷擠壓手段實現管材與管件的密封連接。它是將管材插入預先放置密封圈的管件承口，利用卡壓連接工具從外部對承口的周向施壓，利用金屬材料自身的剛性，在管件外凸環兩側形成六角截面，使接口起到密封和鎖固作用。
環壓連接的技術特點是：“環狀壓縮緊固”和 “面密封”。這項技術的核心就是在提高系統連接可靠性的前提下，通過降低連接強度對鋼管壁厚的依賴，使管材的薄壁化更進一步，節省了為保證金屬管剛性而增加壁厚的材料。其安裝步驟如下：定尺切割_去毛刺_標記劃線_÷承口插管_壓接。安裝時，要檢查管件承口是否清潔，密封圈是否完整，管材端是否有毛刺，防止污物及毛刺劃傷密封圈;管道安裝要根據技術要求設置支架，DNl 5管道支架橫管不得超過2.0 m;并排超過3根管道時，需要采用專用排卡固定，支架、膨脹螺栓等管路附件需要采用$30408材質。工作人員只要短期的培訓即能掌握技術要點，在施工過程中，只要控制管件承口清潔及管材端口毛刺，就可以達到安裝質量要求。由于雙卡壓連接方式不但具有施工工藝簡單的優點，而且管道接口具有良好的密封性，連接強度和抗外力能力都能符合工藝要求，因此我公司在試點工程中選用了雙卡壓式機械連接。
1.4管道穿墻處理
根據《城鎮燃氣室內工程施工與質量驗收規范》(cJJ 94—2009)，穿越建筑墻、樓板時，燃氣管道敷設于套管內且宜與套管同軸，套管與管道之間的間隙采用密封良好的柔性防腐、防水材料填實，套管與建筑物的間隙采用防水材料填實。
我公司采用的穿墻套管為無縫鋼管，由于無縫鋼管與薄壁不銹鋼管接觸后會產生電位差，造成電化學腐蝕，因此，為了避免套管壁與薄壁不銹鋼管的接觸，需要采用防腐膠帶對穿墻管道進行纏裹。在施工過程中發現，薄壁不銹鋼管的表面比較光滑，膠帶往往粘結不牢固，影響了防腐效果，無法確保施工質量。我公司通過采用供應商提供的經過覆塑處理的管道，有效解決了穿墻管的防腐問題見圖3。
2存在的問題
2.1材料保管問題
薄壁不銹鋼管應用于燃氣工程尚處于推廣階段，施工人員對其了解不多，往往以原有的經驗來堆放薄壁不銹鋼管。在施工過程中發現，施工人員在現場往往將管材和管件隨意堆放，造成部分材料在安裝前就出現表面磨損現象，部分管材被其他物品劃傷，造成表面防腐層被破壞，同時杭州地區陰雨天多，露天堆放時間長，會造成管道發生金屬腐蝕并產生鐵銹。還有部分管材在安裝之前被硬物砸傷，造成管道口變形，對管道連接質量產生影響，增加了泄露風險。
2.2連接質量問題
我公司的薄壁不銹鋼管道連接方式主要采用雙卡壓機械連接，密封材料為氫化丁腈橡膠。在嚴格按照施工程序操作的情況下，密封性是可以保證的。但是在實際施工過程中，也多次出現壓力試驗無法一次合格的現象。經分析，造成雙卡壓連接質量出現問題的因素有以下兩個：
2.2.1 工作人員的施工技能
薄壁不銹鋼管雙卡壓連接在燃氣工程的應用屬于新工藝，施工人員雖然能在短期內掌握操作要點，但是還需要一段時間的實際操作才能熟練掌握操作技能。
施工人員在施工初期，難免會有操作小熟練或操作失誤的問題，經常出現卡壓后管子與管件不在同一軸心上或管子插入管件的深度不足、卡壓不到位等問題。這一問題隨著施工時間的延長得到解決，施工人員在操作技能熟練后，極少出現壓力試驗不合格的現象。
2.2.2接口質量檢測手段單一
目前采用的薄壁不銹鋼管卡壓工具為分離式手動液壓鉗，通過人工操作，當壓力表示值達到規定壓力值時，可認為該接口符合要求。該工藝存在的問題在于壓力表的讀數一旦不準，就會出現該批次連接1：3強度不符合要求的問題，直接造成接口漏氣，接口漏氣后的修復成本較高，會造成較大的損失。由于檢驗卡壓接口質量僅靠壓力表讀數和試壓檢驗，無其他有效檢測方式，容易留下安全隱患。因此，過于依靠卡壓工具的讀數檢驗卡壓質量不能滿足燃氣工程對安全性的要求。
2.3防腐蝕問題
薄壁不銹鋼管與其他材料連接時會引起電化學腐蝕。
2.3.1氯離子腐蝕
水泥中的氯離子會對金屬產生應力腐蝕、孔蝕、晶間腐蝕。實際工程中，建筑物施工過程中會有水泥砂灰附著在燃氣管表面，對薄壁不銹鋼燃氣管造成腐蝕，而管道在固定時需要依靠不銹鋼支架及膨脹螺栓等附件固定在建筑墻體上，建筑墻體內的氯離子也會對不銹鋼附件造成腐蝕，從而影響薄壁不銹鋼管的使用安全。
2-3.2銹渣腐蝕
由于燃氣管道作為配套工程，為了施工方便，需要借助建筑腳手架才能進行戶外施工，建筑腳手架的銹渣會粘連在薄壁不銹鋼管表面。銹渣附著在管道上，對管道造成的輕微損傷或留下的銹斑，杭州的氣候濕熱多雨，銹渣會成為薄壁不銹鋼管穿孔腐蝕發生的誘因。
2.3.3電化學腐蝕
部分薄壁不銹鋼管生產廠家不能提供與不銹鋼法蘭、不銹鋼卡箍配套使用的螺栓、螺母等零配件，需要施工單位在市場上購買，其材質難以保證。筆者對部分工地的抽檢結果顯示：卡箍(廠家提供)材質為304不銹鋼，而固定卡箍的螺栓、螺母以及不銹鋼卡箍后段的膨脹螺栓(施工單位在 市場上購買)材質都不是304不銹鋼，甚至部分不銹鋼卡箍后段的膨脹螺栓為碳鋼材料。
目前，因不同材料組合使用，導致產生了電化學反應，部分工程的螺栓、螺母或后段膨脹螺栓已開始生銹。
2.4防雷、防靜電問題
《城鎮燃氣設計規范》(GB 50028--2006)第 10.2.4條第2款規定：“在避雷保護范圍以外的屋面上的燃氣管道和高層建筑沿外墻架設的燃氣管道，采用焊接鋼管或無縫鋼管時其管道壁厚均不得小于4 mm”。《城鎮燃氣防雷技術規范))(QX/T 109--2009)第6.3.2條規定： “沿外墻豎直敷設的燃氣金屬管道應每隔不大于12 m就近與建筑物防雷裝置可靠連接”。我公司在燃氣工程中采用的薄壁不銹鋼管的壁厚均不到4 mm，所有已建和在建的高層建筑外墻并未按照不大于12 m的要求進行防雷搭接點預留，燃氣立管亦未按照QXCr 109--2009第6.3.2條的規定進行防雷搭接。
2.5室內管道暗埋問題
室內燃氣管道被暗埋一直是國內燃氣領域的老大難問題，燃氣工程交付給用戶后，原則上室內燃氣管道屬于用戶所有。因此燃氣公司很難對暗埋現象進行管理。特別是在經濟發達地區，室內裝修比較豪華考究，燃氣管由于暴露在墻面外往往會影響到室內的美觀，因此，大多數用戶會選擇暗埋處理。通過以往的燃氣泄漏事故分析可以發現，由于用戶對燃氣管暗埋處理是造成室內燃氣管加快腐蝕并產生泄漏的主要原因。薄壁不銹鋼管雖然表面有防腐層，但是由于其與水泥、混凝土直接接觸會發生電化學腐蝕，因此也不能直接暗埋，特別是接口更不能暗埋。
3工程優化建議
3.1加強施工管理
安全是燃氣輸配的第一要求。薄壁不銹鋼管雖然具有良好的抗腐蝕能力，但是表面的防腐層比較薄，容易在施工過程中被人：硝))2016年第4期上海煤氣破壞，造成腐蝕穿孔。同時，管道連接口是燃氣管道系統中最薄弱、最易發生質量安全事故的環節。因此，加強施工管理是確保施工質量的前提。建議在施工前，對施工人員和管理人員進行系統的培訓，培訓合格后方能上崗，提高工作人員的安全意識和操作規范水平。在施工過程中，燃氣公司需要進行嚴格監督，確保施工過程按照規范的流程進行，保證施工質量。
3.2管材保護和標識
雖然對施工人員進行嚴格監督，要求對薄壁不銹鋼管材料在運輸和安裝過程中嚴格按照要求輕拿輕放，注意保護管壁，但是實際施工環境往往不理想，燃氣管道在運輸和堆放的過程中難免會被磨損。這些磨損點雖然在短時間內不會影響燃氣安全使用，但是南方濕熱多雨的氣候，加上空氣中的灰塵顆粒物比較多，時間一長，就會對磨損點產生腐蝕，造成穿孔漏氣，成為安全隱患。建議廠家對薄壁不銹鋼管的表面進行塑封處理，并對管口進行封口處理，以保證在運輸和堆放過程中不會出現鋼管表面磨損和管口變形，確保管道在設計壽命期的安全使用。暴露于外墻的薄壁不銹鋼管要防止成品被人為破壞或被誤認為水管，建議廠家在出廠前對薄壁不銹鋼管的管壁粘貼醒目的燃氣標識環，增加辨別度。
3.3管道固定支架的改進
由于薄壁不銹鋼管與普通碳鋼接觸后會發生電化學腐蝕，因此不能使用傳統的支架進行固定。我公司采用了供應商提供的不銹鋼支架對管道進行固定，不但美觀大方，而且避免了電化學腐蝕造成的破壞。但是在施工過程中可以發現，由于施工人員操作的問題，管道與固定支架經常會發生磨損。建議供應商在支架內側與管道接觸的部位采用橡膠墊，避免了金屬直接接觸，可以有效保護管材。
3.4安裝后的清洗和鈍化處理
考慮到薄壁不銹鋼管在堆放、安裝過程中的刮碰、劃擦，以及施工過程中的銹渣對管體表面防腐層的破壞，新建建筑在外墻施工結束后往往對外墻進行酸洗，也會對薄壁不銹鋼管造成腐蝕，因此建議在建筑外墻酸洗后，對安裝完畢的薄壁不銹鋼管用低氯離子水沖洗和鈍化處理，以避免因上述原因造成薄壁不銹鋼管防腐性能降低，提高其安全使用年限。
3.5防雷、防靜電試驗
杭州的夏季雷雨天較多，對于主要敷設于建筑物外墻的薄壁不銹鋼管，存在雷擊的可能性。雖然在我公司成立到現在為止還未出現過因雷擊造成燃氣管道起火的事故，但是以往用的燃氣管均為無縫鋼管和鍍鋅鋼管，壁厚比較大，而薄壁不銹鋼管道的壁厚比較薄，在防雷、防靜電方面沒有相關的經驗可以參考。對燃氣管道進行防雷、防靜電是保證燃氣安全的一項重要措施。《城鎮燃氣設計規范》(GB 50028--2006)及《城鎮燃氣防雷技術規范》(QX/T 109--2009)相關規定，使薄壁不銹鋼管的防雷搭接具有合理性和可操作性，建議燃氣公司與本地防雷中心合作，設立一項研究課題，對薄壁不銹鋼管進行防雷防靜電試驗，測試薄壁不銹鋼管在當地氣候條件下的防雷擊及導電能力，根據試驗結果，制定本地的城鎮燃氣防雷規范，并嚴格執行。
3.6燃氣管暗埋的處理
薄壁不銹鋼管具有表面光滑的特點，比無縫鋼管和鍍鋅鋼管更加美觀，雖然作為室內管道更容易為用戶所接受，但是暗埋現象還是無法避免。為了防止因用戶暗埋造成管道腐蝕，應在暗埋前對管壁進行覆塑處理。當表后管較長，管件較多的情況下，應避免使用薄壁不銹鋼硬管，采用無管件的燃氣用不銹鋼軟管。
4結語
隨著管道燃氣的普及，我國的燃氣安全事故也呈逐年上升的趨勢，燃氣公司作為燃氣運營商，承受了很大的經營壓力，因此對于采用抗腐蝕能力更強的室內燃氣管材具有內在的動力。薄壁不銹鋼管作為一種具有優秀抗腐蝕能力的新型材料，不但提高了燃氣管道的安全性，同時也避免了用戶對室內燃氣管的私接私改現象，因此必將在城鎮燃氣領域中得到燃氣用戶的廣泛認可和燃氣企業的大力推廣，應用前景值得期待。——論文作者：陳 軍周偉國
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