摘 要 介紹了PE管的性能及優(yōu)點(diǎn),提出了PE管在燃?xì)夤こ淘O(shè)計(jì)及施工中應(yīng)注意的幾點(diǎn)問題。
關(guān)鍵詞 PE(聚乙烯)管;燃?xì)?;設(shè)計(jì);施工
中圖分類號(hào) TU996 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)071-0182-01
PE(聚乙烯)管做為一種新型的燃?xì)獠牧稀>推湫阅芏?,具有良好的可焊接性、熱穩(wěn)定情、柔韌性與嚴(yán)密性,易施工,面腐蝕,內(nèi)壁當(dāng)量絕對(duì)粗糙度僅為鋼管的十分之一,使用壽命長(50年)等鋼管無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。目前,PE管在燃?xì)庀到y(tǒng)中運(yùn)用越來越多。在實(shí)際工程中,PE管和鋼管的設(shè)計(jì)也存在著很大差別。本文就庭院低壓PE管網(wǎng)設(shè)計(jì)中遇到的若干具體問題進(jìn)行探討,談?wù)勎覀兊慕?jīng)驗(yàn)和體會(huì),供同行參考。
1 PE管壁厚及材質(zhì)系列的選擇
根據(jù)PE管的長期靜液壓強(qiáng)度(MRS),燃?xì)庥肞E管材質(zhì)分PE80及PE100兩種,PE100較PE80具有更好的快慢速裂紋抵抗能力及剛度,改善了刮痕敏感度,因此采用PE100制管在相同使用壓力下,可減少壁厚或在相同壁厚下提高使用壓力,壁厚等級(jí)分SDR11和SDR17.6兩種,11和17.6指管材管徑和壁厚比,不同材質(zhì)及壁厚等級(jí)PE管適用最高壓力見下表:
2 PE管工藝計(jì)算
PE管工藝計(jì)算基本和鋼管一致,但需注意燃?xì)庾畲罅魉賳栴},PE管中容易在彎頭、三通等處因摩擦產(chǎn)生靜電集結(jié)發(fā)生電火花,因此《聚乙烯燃?xì)夤艿拦こ碳夹g(shù)規(guī)程》中規(guī)定燃?xì)饬看罅魉俨灰鬃叱^20 m/s。
3 PE管道的布置
PE管管道的布置應(yīng)符合GB 50028-2006和CJJ63-2008的規(guī)定。由于庭院管網(wǎng)錯(cuò)綜復(fù)雜,受地形限制布置有困難時(shí),應(yīng)采取有效的防護(hù)措施。如PE管和水管之間的垂直凈距不能符合規(guī)定時(shí),用40 mm厚的水泥板分割燃?xì)夤芘c水管。特別提出的是PE管與熱力管道之間水平凈距和垂直凈距不夠時(shí),尤其是對(duì)于直埋而保溫差的熱力管道更要注意,土壤溫度宜在40℃以下,應(yīng)采取有效的隔熱防護(hù)措施。如加設(shè)混凝土套管,必要時(shí)套管內(nèi)填充絕熱材料等。而當(dāng)PE管必須穿越熱力管溝時(shí),常用50 mm~100 mm厚的隔熱材料包裹管道再套上套管,套管兩端封堵。CJJ63-2008中規(guī)定:PE管埋設(shè)在非車行道下時(shí)最小覆土厚度不得小于0.6 m。由于PE管強(qiáng)度小于鋼管,對(duì)于先敷設(shè)PE管后施工庭院道路的小區(qū),應(yīng)考慮到外加載荷對(duì)PE管的影響。如在某小區(qū)的施工工地,非車行道下設(shè)計(jì)PE管覆土厚度0.6 m,完工時(shí)試壓試驗(yàn)結(jié)果合格。后來新修小區(qū)道路時(shí)用壓路機(jī)打夯,通氣時(shí)進(jìn)行復(fù)壓,結(jié)果造成強(qiáng)度試驗(yàn)不合格。最終在三通連接處查找到漏氣點(diǎn),三通、鋼塑過渡接頭、是熔套筒等連接處是PE管系統(tǒng)中薄弱環(huán)節(jié)。因此敷設(shè)PE管道時(shí)應(yīng)適當(dāng)加大管道的覆土厚度,以保障安全。
如果所用燃?xì)馐菨袢細(xì)?,PE管應(yīng)埋設(shè)在土壤冰凍線以下,還要考慮在管道低位設(shè)置凝水缸。燃?xì)夤艿榔孪蚰椎钠露炔灰诵∮?%。
4 PE管彈性敷設(shè)
由于PE管的線膨脹系數(shù)比鋼質(zhì)管材高十幾倍,根據(jù)PE管的柔性,可蛇形敷設(shè)或隨地形敷設(shè)。但PE管的柔性有它自身的限制,在彎曲后內(nèi)側(cè)出現(xiàn)壓應(yīng)力,外側(cè)出現(xiàn)拉應(yīng)力,長期在附加壓力的作用下也會(huì)出現(xiàn)斷裂。因此PE管彈性敷設(shè)的彎曲半徑不應(yīng)小于25倍的公稱直徑,但當(dāng)彎曲管段上有承口管件時(shí),允許彈性敷設(shè)彎曲半徑不應(yīng)小于125倍的公稱直徑。
5 引入管的設(shè)計(jì)
引入管的設(shè)計(jì)有三種方法。
1)鋼塑過渡安裝在地上,因地下全是PE系統(tǒng),可避免地下金屬腐蝕和減少因地面下陷對(duì)立管的不利影響,但是地上PE管部分必須使用套管保護(hù)。
2)PE引入管引入,接彎管式鋼塑過渡接頭,接頭部分在土壤冰凍線以下,鋼管須做防腐處理。這樣做的前提是引入管和熱力管道不能交錯(cuò)分布,避免和熱力管垂直交叉,或采取相應(yīng)措施,保證PE管和熱力管之間的安全間距。
3)鋼管引入,也就是樓前干管是PE管,引入管三通后接直管式鋼塑過渡接頭,而后用鋼管引入,鋼管須做防腐處理,這是目前常用方法。
6 鋼塑過渡接頭的連接
鋼塑過渡分為法蘭式鋼塑過渡和一體式鋼塑過渡接頭。
法蘭式鋼塑過渡實(shí)際上是PE法蘭和鋼法蘭的組件。PE法蘭通常采用注塑工藝制造,鋼法蘭一般采用鍍鋅或噴塑防腐,墊片一般采用丁腈橡膠墊片。采用法蘭式鋼塑過渡時(shí),所有金屬部分如螺栓等進(jìn)行有效防腐后可直接埋地,根據(jù)目前使用情況統(tǒng)計(jì),連接法蘭處最容易出現(xiàn)腐蝕漏氣事故,所以最好做法蘭井,便于檢查及維修。
鋼塑過渡接頭鋼管段與鋼管焊接時(shí),嚴(yán)禁焊接高溫傳到PE端,使預(yù)應(yīng)力釋放產(chǎn)生泄露,在鋼塑過渡段應(yīng)采取降溫措施。通常做法是用濕毛巾裹住鋼塑過渡鋼管端,焊接時(shí)在濕毛巾上不斷加水冷卻,降低溫度,保證焊接質(zhì)量。鋼塑過渡接頭連接后對(duì)接頭進(jìn)行防腐保護(hù),可直接埋地。鋼塑過渡是PE管道系統(tǒng)中強(qiáng)度較薄弱點(diǎn)之一,受外力的拉扭,容易出現(xiàn)漏氣等事故,所以設(shè)計(jì)和安裝時(shí)盡量采取鋼塑過渡接頭水平安裝,減小應(yīng)力保證安全。
7 電熔與熱熔對(duì)接的選擇
電熔連接是PE管連接的最佳方法之一。不僅操作方便,而且安全可靠,但電熔管件成本較高。電熔管件連接可用于不同級(jí)別PE管材和不同壁厚管材的連接。
熱熔對(duì)接易用于壁厚6 mm以上管材的連接。因?yàn)閷?duì)接壁厚太小的管材,管材的不圓度和中心線的錯(cuò)邊會(huì)令焊接口的面積大大減少,影響焊接質(zhì)量。熱熔對(duì)接技術(shù)一般用于具有相近熔融指數(shù)的管材或管件,管材厚度亦相同。在設(shè)計(jì)中通常規(guī)定公稱直徑小于等于90 mm的PE管道采用電熔連接,公稱直徑大于90 mm的PE管道采用熱熔連接。
8 示蹤線的敷設(shè)
PE管是電不良導(dǎo)體,用傳統(tǒng)的管線定位方法無法找到,用地面雷達(dá)可以找到,但造價(jià)太高,目前通常用金屬示蹤線隨管敷設(shè)。示蹤線應(yīng)緊貼管道正上方敷設(shè),間隔一定的間距用非導(dǎo)電材料與管道固定。示蹤線應(yīng)保持連續(xù),接頭應(yīng)用工具夾緊,保證連接后導(dǎo)電性能不受影響。接頭裸露處采用絕緣橡膠膠布纏繞,保證絕緣良好。示蹤線的引出點(diǎn)應(yīng)位于調(diào)壓柜、調(diào)壓箱或隨引入管引出地面,引出的示蹤線保留1 m~2 m。示蹤線的長度應(yīng)控制在一定范圍之內(nèi),保證導(dǎo)電性能良好。示蹤線宜選S≥25 mm2銅線。
參考文獻(xiàn)
[1]城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范[J].GB50028-2006.
[2]聚乙烯燃?xì)夤艿拦こ碳夹g(shù)規(guī)程[J].CJJ63-2008.
作者簡介
張勇,工程師,從事城市燃?xì)夤こ淌嗄?,現(xiàn)任西寧中油城市燃?xì)夤こ淘O(shè)計(jì)咨詢有限公司總經(jīng)理。