摘要：乌石化净化水厂深度处理装置现采用低压流体输送用螺旋缝焊接钢管为化肥厂、炼油厂、电厂等单位提供中水。由于中水含有余氯和多种盐类，产生多种生物和电化学反应，造成碳钢管线腐蚀。本次改造项目位于乌鲁木齐石化分公司内，通过改造实施后消除了管线腐蚀带来的安全隐患，保证了净化水厂中水的安全供水，解决了各单元的中水补给问题。
关键词：中水管线；管线腐蚀；改造实施
引言：中国石油天然气股份有限公司乌鲁木齐石化分公司（中国石油乌鲁木齐石化分公司）地处乌鲁木齐市米东区，该区域“三废”治理主要依托乌石化公司净化水厂，乌石化净化水厂主要处理各厂生产、生活过程中产生的含油污水、含盐污水及生活污水等，改造的中水管线的路线总长度约5990 米，总投资 430.22 万元，其中工程费用 337.06 万元。
1外供中水管线防腐改造实施的背景原因
1.1中水管线腐蚀，造成管网漏失水量
2015 年中国石油乌鲁木齐石化分公司净化水厂污水4 月至 6 月深度处理消除漏点处理共计 114 次，外供中水管线腐蚀对管线造成严重破坏。根据《乌石化监测中心-检验意见通知书》（编号 2015-0017）意见，中水管线存在严重剪薄，实测最小厚度 3.3mm。管线腐蚀严重，中水管线频繁的渗漏增加了检修管线的维护费用和工作负荷，并且对各厂正常生产造成了不利的影响。
1.2中水管线腐蚀，造成各单元中水的铁离子含量超标。
根据《中国石油炼油企业污水回用管理导则》中再生水用于循环水补水的水质控制指标铁离子（Fe2+ +Fe 3+ ）含量≤0.2mg/L，现中水管网到达各单元的铁离子（Fe2+ +Fe 3+ ）含量为：7.42mg/L。
表格 1 铁离子水质监测及控制标准（mg/L）
1.3中水管线腐蚀，对各单元的中水补给造成严重影响
中水管线腐蚀造成多处渗漏，漏失水量 14m3 /h；多次停运各厂外供中水，频繁检修维护管网，对管线正常供水造成严重影响；管网腐蚀造成各单元中水铁离子含量超标，也影响向各单元的中水补给，影响了正常生产。
2 外供中水管线防腐改造实施方案
2.1 修复方案
因为在人口稠密的城市建成区开挖施工,施工会对社会及环境造成多方面的不利影响，原外供中水管线沿线敷设地形复杂，与其他管线间距紧凑，也增大了开挖施工难度，因此方案采用非开挖修复技术进行，非开挖修复技术（在原管道内衬HDPE 管），内衬管材选择高密度聚乙烯管（HDPE）作为内衬修复管材，对断管进行整体的加固和修复，局部管道破损处点状修复，内衬HDPE施工优点是停水时间较短，降低对各厂的生产影响，对地面、交通、环境，以及周围地下管线等的影响小且周期短,造价低，但需要由专业的施工人员操作并配备专门的施工设备和管材。
2.2 HDPE 内衬修复技术
2.2.1采用折叠变形法
采用折叠变形法对中水管线进行非开挖修复，该项技术已在多处管道修复工程施工中得到成功应用。免开挖修复技术已通过国家建设部科技成果评估（建评[2001]035）和国家“非开挖管道技术”推广应用项目（证书号：200114）。折叠法修复管道：通过把外径略小于或等于旧管道内径的内衬管，利用特制的 U 型压制设备，使内衬管变形为 U 型。缩小内衬管横截面 30%以上，通过捆扎定型、牵引拉入、外力恢复等过程使衬管紧紧地与旧管道内壁结合在一起，形成“管中管”结构，从而形成对管道的内衬修复。修复后的管道兼备钢管和内衬管的综合性能。内衬管的厚度可根据修复管线的管径、输送介质、工作压力等因素作适当调整，以满足不同的工程需求。折叠的内衬管被牵引进人旧管道后,应通入水或气（汽）压使其打开并恢复原来的管道形状。折叠管恢复圆形后, 稳压时间不应小于 12h。复原的温度和压力应严格遵守折叠管制造商所给定的工艺条件。修复管道直径范围 100mm～1200mm，单次修复长度修复直径为 400mm 的管道时最大施工长度达 800m，这取决于滚筒容量、回拖机的回拖力及材料的强度。
2.2.2 HDPE 穿插技术
特点由于内衬 HDPE 管是无极性高分子有机塑料管，它具有使用寿命长、内壁光滑、不易结垢、无毒、不滋生细菌等优点，管道内衬修复起到了堵漏、防腐、降阻、提压的作用。该技术施工，基本不影响管道上方的交通、道路、构筑物等，既满足了承压要求，又保障了供水安全，被广泛用于供水管道的内衬修复。（1）使用寿命长在额定温度、压力及无太阳光等含紫外线光线照射下，HDPE 管道可安全使用 50 年以上。（2）摩阻损失低HDPE 管壁光滑，其摩擦系数是钢管的二十分之一，可降低介质在管道内的沿程阻力损失；HDPE 为无极性分子链结构，其他物质不易附着在其表面，管道内壁不易结垢。同种口径和流量的管道工况下，水的流动压头损失比铸铁管的低，可增加输送距离或减小泵的输送压力，减少投资，节约输送成本。（3）耐腐蚀性能卓越除少量强氧化剂外，可耐多种化学介质和细菌的侵蚀，无电化学腐蚀。（4）卫生性能良好HDPE 管道在加工过程中不添加重金属盐稳定剂，材质无毒性，无结垢层，不滋生细菌。（5）施工周期短可穿过不大于 15°的弯头，穿插速度可达 20m/min，一次穿插距离长，对于理想管段一次可穿插一公里以上。缩短修复管线造成生产停工的时间，并且大幅度降低开挖工作量。
2.2.3 管道穿插 HDPE 管配套技术
（1）管道检测及清洗技术采用 CCTV 成像设备检测或人工检测腐蚀管道。根据检测结果制定清洗预处理方案，管道预处理可以采取机械清洗、喷砂清洗、高压水射流、PIG 物理清洗以及管内修补等一项或几项组合方法进行。（2）HDPE 管和焊接技术HDPE 管热熔焊接技术，可以有效地将 HDPE 管连接在一起，且焊接的强度可达到 HDPE 管本身的强度。（1） HDPE 管的 U 变形、临时捆扎使用专利变形设备（专利号：ZL01221587.0）将焊接好待穿插的 HDPE 管变成“U”型，使其直径减小到原来的 2/3，并用钢丝绳把变形过的 HDPE 管临时捆绑定型以利于穿入待修复管道中。（4）法兰和焊接技术使钢管与 HDPE 管连接牢固可靠，达到管线输送的承压要求。
2.3 管线更换步骤和要求
2.3.1 管线更换步骤
施工分几个步骤（一）前期准备......（二）采用管材及连接......（三）管道修复......（四）验收及回填.....如流程表所示（表2）
表2 流程表
2.3.2 HDPE 管道、管件高密度聚乙烯管道（HDPE）符合《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》GB/T17219-1998 要求。管道和管件符合 GB/T13663-2000《给水用聚乙烯(PE)管材》中各项技术要求。管材外观： 内外表面清洁，光滑，无气泡、明显划伤、凹陷、杂质、颜色不均匀等缺陷，管端头切割平整，并与管轴线垂直。高密度聚乙烯管道（HDPE）的正常使用寿命不少于 50 年。管道尺寸偏差符合 GB/T 13663-2000《给水用聚乙烯(PE)管材》的规定。直管段长度按标准长每根 12 米、18 供货，长度的极限偏差为长度的＋0.4％，－0.2％。端面成直角，管道内径偏差≤±1mm。
2.3.3 管道防腐防腐：原管道的内壁做 HDPE 穿插，管道外壁选用聚乙烯胶粘带特加强级防腐，防腐结构符合《钢制管道聚乙烯胶结粘带防腐层技术标准》SY/T0414-2007。
2.3.4 试压及验收修复后的管道进行水压试验，管道水压试验按照《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008 和《石油化工给水排水管道施工及验收规范》SH/T3533-2013 的规定进行。试验分为预试验和主试验阶段，试验合格的判定依据分为允许压力降值和允许渗水量值，两项值均需合格。
结束语
施工期间各单元用水的支管进行逐步穿管改造，最后更换主管，降低对各单元生产用水的影响。① 管线改造后，外供中水稳定，减少非计划停运中水频次，确保外供中水量完成全年计划，增加中水回用量，节能减排；② 减少中水管线消漏维护频次，降低维修工作量及维修费用；③ 确保各生产单元处中水水质合格，杜绝铁离子超标。通过中水管线的更换改造消除管线腐蚀带来的安全隐患，保障了各单元安全供水。
参考资料：
[1]《建设工程监理与相关服务收费管理规定》(发改价格[2007] 670 号)
[2]《关于环境影响咨询收费有关问题的通知》（计价格[2002]125 号）
论文作者:阿不都何力力.阿不都艾尼
论文发表刊物:《防护工程》2019年第5期
论文发表时间:2019/6/13
标签：管线论文; 管道论文; 中水论文; 内衬论文; 单元论文; 聚乙烯论文; 石化论文; 《防护工程》2019年第5期论文;