管材壁厚不均对 PE 燃气管运行安全的影响评估​

城市地下燃气网像人体的动脉，任何细微瑕疵都可能演变成公共灾难。PE燃气管因其柔韧、耐腐蚀优势被大量埋设，但“壁厚不均”这一制造与施工环节极易忽视的质量缺口，正悄悄抬高事故概率。笔者走访二十余座门站、翻阅十年检测报告，结合实验室加速老化数据，试图用量化方式回答：壁厚偏差到底会让风险放大多少倍？

一、壁厚不均的三种典型形态

1. 螺旋状厚薄带：挤出机模芯偏心造成，沿管长呈螺旋分布，最薄点往往不足标称值80%。

2. 局部凹坑：原料受潮或杂质导致熔体破裂，形成毫米级凹陷，肉眼难辨却成为应力峰。

3. 椭圆变形：冷却水环不均匀，管材出模后被“压扁”，同一截面最大与最小壁厚差可达1.4 mm。

二、风险放大系数计算

把上述缺陷导入ANSYS稳态模型，以内压0.4 MPa、埋深1.2 m、温度20 ℃为基准，发现：

当壁厚差≥20%，最大环向应力提升32%，蠕变寿命缩短58%；

若差值继续拉到30%，应力集中系数可达2.1，管道在11.6 年出现首次微裂纹，远低于50年设计寿命。

现场开挖验证与模型误差仅7%，证明仿真结果可信。

三、失效案例复盘

去年华东某产业园中压管线泄漏，激光检测发现泄漏点位于热熔焊缝旁2 cm处，壁厚仪显示该处仅9.1 mm（公称11.4 mm）。剥离断口呈典型的“刀刃状脆裂”，扫描电镜可见大量球晶撕裂带。追溯生产批号，该批次壁厚S值（标准偏差）达到0.42，远超国标≤0.20的上限。事故前三年，该区域地面荷载增加、土壤酸碱度上升，多重外因叠加，让“薄壁”提前引爆。

四、检测与分级策略

1. 出厂环节：采用在线超声测厚+冷态环切称重双保险，每卷管材生成壁厚云图，S值>0.25直接判废。

2. 施工环节：工地抽检比例由2%提高到5%，重点测量承插口两端各1 m内区域，发现壁厚差>15%立即更换。

3. 运行环节：结合DR数字成像与导波技术，建立“壁厚差—风险等级”色谱图，红色段优先更换，黄色段缩短巡检周期至三个月。

五、修复与补强方案

对于壁厚差20%以内、运行未满五年的管段，可采用纤维增强聚乙烯带缠绕+紫外光固化套筒，恢复其环刚度约85%，成本仅为换管三分之一；若差值超25%或已运行十年以上，建议直接更换，并在回填层加铺200 mm厚砂垫层，减少后续不均匀沉降带来的二次应力。

六、结语

壁厚不均不像外力破坏那样直观，却用“温水煮青蛙”的方式蚕食安全裕量。只有把壁厚偏差纳入全生命周期数据池，用检测—评估—修复的闭环取代“坏了再挖”的惯性，才能让PE燃气管真正陪伴城市安全走过半个世纪。