浅析聚乙烯燃气管在设计中应注意的问题论文

浅析聚乙烯燃气管在设计中应注意的问题论文

　　引言

　　聚乙烯燃气管道在我国使用已近30年，其“质量可靠、运行安全、维护简便、费用经济”的优势，已成为国家标准《城镇燃气设计规范》(GB 50028—2006)中、低压燃气管网的首选管材，在城镇燃气管网建设中是否使用聚乙烯管道，成为衡量城市经济发展和燃气行业技术水平的标志之一，但在进行聚乙烯燃气管道设计时，设计人员往往忽视聚乙烯管与钢管的区别，按照钢管的设计方式设计聚乙烯管道，造成设计水平不高，也未使聚乙烯管材的优势得到充分发挥，对其缺点也不能做到主动防范或回避。因此我们应建立有别于钢管的聚乙烯管道设计思路和理念。

　　1 聚乙烯管的自然弯曲敷设

　　聚乙烯管由于柔性好，可利用其柔性蛇形敷设或随地形敷设，但聚乙烯管的柔性也有其自身的限制，在弯曲后内侧容易出现压应力，外侧出现拉应力。因此聚乙烯管道敷设时，管道允许弯曲半径不应小于25倍公称直径;当弯曲管道上有承口管件时，管道允许弯曲半径不应小于125倍公称直径。

　　2 聚乙烯管的埋地敷设

　　《聚乙烯燃气管道工程技术规程》中规定，聚乙烯管道埋设在车行道下埋深不得小于0.9 m、非车行道下埋深不得小于0.6 m、机动车不可能到达的地方不得小于0.5 m、水田下不得小于0.8 m，但在实际的运行过程中由于聚乙烯管的机械强度不及钢管，容易受到第三方破坏，导致燃气泄漏，甚至引发火灾。我司自从使用聚乙烯管以来已发生多起聚乙烯管道被第三方管道挖断事故，2012年8月在宝鸡市斗中路南段因第三方用挖掘机施工损坏了天然气管道，导致泄漏的天然气发生一场火灾，火苗高达10多米，在场人员无法靠近，分析其原因：一是施工方野蛮施工;二是管道埋深不够，管道上方无警示带。因此在设计阶段就应考虑采取有效措施，减少管道被第三方破坏的可能。首先设计人员应按现场实际情况确定埋深，条件允许时，适当加大设计埋深;其次除加大设计埋深外，设计时增设示踪装置、警示带等防止第三方破坏的有效措施，同时要求在管线的垂直上方，距管顶不小于30 cm距地面不小于30 cm范围内敷设一条警示带，警示带上应有醒目的提示字样，提醒第三者施工时，挖到此警示带时，要注意下面有聚乙烯管道，小心开挖，避免损坏聚乙烯燃气管道。

　　另外在北方地区，由于采用集中供热，个别地段供热管道与聚乙烯管安全间距不够，易造成聚乙烯管老化。根据《聚乙烯燃气管道工程技术规程》(CJJ 63—2008)聚乙烯管与热力管道之间水平净距和垂直净距在满足安全间距时，并应确保燃气管道周围土壤温度不大于40 ℃。因此，当聚乙烯管与热力管道之间水平净距和垂直净距不够时，尤其是保温土壤温度在40 ℃以上是，应采取有效的隔热防护措施：如加设混凝土套管，必要时套管内填充绝热材料等，而当聚乙烯管必须穿越热力管沟时，用50~100 mm厚的隔热材料包裹管道再套上套管，套管两端封堵。

　　3 聚乙烯管道材质的选择

　　目前聚乙烯燃气管道有PE80、PE100两种系列，有SDR11、SDR17.6两种厚、薄管。PE100在性能上优于PE80，其具有更加优良的耐压性能，最大允许工作压力可达到0.7 MPa。同时具有优越的耐快速裂纹扩展性能，当温度过低时，聚乙烯管道会变脆，遇到撞击时，容易产生开裂，采用PE100管材时，可避免发生快速裂纹扩展事故，确保管道安全。假设有一条中压管网，其设计压力为0.2~0.4 MPa，采用聚乙烯PE80、PE100的SDR17.6系列的两种管材，一种方案：选用PE80聚乙烯管，根据《聚乙烯燃气管道工程技术规程》(CJJ 63—2008)中压管网最大压力为0.3 MPa，运营压力较低.势必增加运营成本。另一种方案：选用PE100聚乙烯管，中压管网压力最大为0.4 MPa(SDR11系列)，运营压力较高，运营成本较为台理。目前市场上PE100(SDR17.6) 比PE80(SDR17.6)的管材价格高5%，在相同条件下，流量与压力成正比，PE100(SDR17.6)所供应的用户比PE80(SDR17.6)大1.25倍，因此PE100(SDR17.6)运营成本比PE80(SDR17.6)低，并且PE100的管材给将来管网的发展留有很大的余地，所以一般选择选用PE100管材。我司目前采用PE100系列的SDR11、SDR17.6两种管材。

　　4 聚乙烯管道连接方式的选择

　　聚乙烯管道的焊接方式分为热熔对接与电熔连接。热熔对接易用于壁厚6 mm以上管材的连接，因为对接壁厚太小的管材，管材的不圆度和中心线的错边会令焊接口的面积大大减少，影响焊接质量，因此热熔对接一般应用于管径较大的管道;电熔连接可以减少焊接过程中人为因素的影响，焊口可靠性高，且电熔管件连接可用于不同级别聚乙烯管材和不同壁厚管材的连接，不仅操作方便，而且安全可靠，在国际上被公认为聚乙烯管最佳的连接方法，并大规模使用，但电熔管件成本较高，国内电熔管件质量良莠不齐，造成电熔连接质量不如热熔连接质量的误解，设计上应予以注意。因此，鉴于以上情况，在设计中通常规定公称直径小于等于90 mm的聚乙烯管道采用电熔连接，公称直径大于90 mm的聚乙烯管道采用热熔连接。

　　以上是我们在平时设计中总结出来的几点经验结论，在此仅供大家参考。相信随着聚乙烯管道技术的成熟加上设计人员的合理设计，聚乙烯管道在燃气行业的应用将会迈上新的台阶。

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