淺析聚乙烯燃氣管在設計中應注意的幾個問題

寶雞中燃城市燃氣發(fā)展有限公司 于 麗

淺析聚乙烯燃氣管在設計中應注意的幾個問題

寶雞中燃城市燃氣發(fā)展有限公司 于 麗

就聚乙烯(PE)管道在燃氣設計中應注意的幾個問題進行了探討，提出聚乙烯管有別于鋼管的設計思路和理念。

聚乙烯管 自然彎曲敷設 埋地敷設 材質的選擇 連接方式的選擇

0 引言

聚乙烯燃氣管道在我國使用已近30年，其“質量可靠、運行安全、維護簡便、費用經(jīng)濟”的優(yōu)勢，已成為國家標準《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》(GB 50028—2006)中、低壓燃氣管網(wǎng)的首選管材，在城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)建設中是否使用聚乙烯管道，成為衡量城市經(jīng)濟發(fā)展和燃氣行業(yè)技術水平的標志之一，但在進行聚乙烯燃氣管道設計時，設計人員往往忽視聚乙烯管與鋼管的區(qū)別，按照鋼管的設計方式設計聚乙烯管道，造成設計水平不高，也未使聚乙烯管材的優(yōu)勢得到充分發(fā)揮，對其缺點也不能做到主動防范或回避。因此我們應建立有別于鋼管的聚乙烯管道設計思路和理念。

1 聚乙烯管的自然彎曲敷設

聚乙烯管由于柔性好，可利用其柔性蛇形敷設或隨地形敷設，但聚乙烯管的柔性也有其自身的限制，在彎曲后內(nèi)側容易出現(xiàn)壓應力，外側出現(xiàn)拉應力。因此聚乙烯管道敷設時，管道允許彎曲半徑不應小于25倍公稱直徑；當彎曲管道上有承口管件時，管道允許彎曲半徑不應小于125倍公稱直徑。

2 聚乙烯管的埋地敷設

《聚乙烯燃氣管道工程技術規(guī)程》中規(guī)定，聚乙烯管道埋設在車行道下埋深不得小于0.9 m、非車行道下埋深不得小于0.6 m、機動車不可能到達的地方不得小于0.5 m、水田下不得小于0.8 m，但在實際的運行過程中由于聚乙烯管的機械強度不及鋼管，容易受到第三方破壞，導致燃氣泄漏，甚至引發(fā)火災。我司自從使用聚乙烯管以來已發(fā)生多起聚乙烯管道被第三方管道挖斷事故，2012年8月在寶雞市斗中路南段因第三方用挖掘機施工損壞了天然氣管道，導致泄漏的天然氣發(fā)生一場火災，火苗高達10多米，在場人員無法靠近，分析其原因：一是施工方野蠻施工；二是管道埋深不夠，管道上方無警示帶。因此在設計階段就應考慮采取有效措施，減少管道被第三方破壞的可能。首先設計人員應按現(xiàn)場實際情況確定埋深，條件允許時，適當加大設計埋深；其次除加大設計埋深外，設計時增設示蹤裝置、警示帶等防止第三方破壞的有效措施，同時要求在管線的垂直上方，距管頂不小于30 cm距地面不小于30 cm范圍內(nèi)敷設一條警示帶，警示帶上應有醒目的提示字樣，提醒第三者施工時，挖到此警示帶時，要注意下面有聚乙烯管道，小心開挖，避免損壞聚乙烯燃氣管道。

另外在北方地區(qū)，由于采用集中供熱，個別地段供熱管道與聚乙烯管安全間距不夠，易造成聚乙烯管老化。根據(jù)《聚乙烯燃氣管道工程技術規(guī)程》(CJJ 63—2008)聚乙烯管與熱力管道之間水平凈距和垂直凈距在滿足安全間距時，并應確保燃氣管道周圍土壤溫度不大于40 ℃。因此，當聚乙烯管與熱力管道之間水平凈距和垂直凈距不夠時，尤其是保溫土壤溫度在40 ℃以上是，應采取有效的隔熱防護措施：如加設混凝土套管，必要時套管內(nèi)填充絕熱材料等，而當聚乙烯管必須穿越熱力管溝時，用50~100 mm厚的隔熱材料包裹管道再套上套管，套管兩端封堵。

3 聚乙烯管道材質的選擇

目前聚乙烯燃氣管道有PE80、PE100兩種系列，有SDR11、SDR17.6兩種厚、薄管。PE100在性能上優(yōu)于PE80，其具有更加優(yōu)良的耐壓性能，最大允許工作壓力可達到0.7 MPa。同時具有優(yōu)越的耐快速裂紋擴展性能，當溫度過低時，聚乙烯管道會變脆，遇到撞擊時，容易產(chǎn)生開裂，采用PE100管材時，可避免發(fā)生快速裂紋擴展事故，確保管道安全。假設有一條中壓管網(wǎng)，其設計壓力為0.2~0.4 MPa，采用聚乙烯PE80、PE100的SDR17.6系列的兩種管材，一種方案：選用PE80聚乙烯管，根據(jù)《聚乙烯燃氣管道工程技術規(guī)程》(CJJ 63—2008)中壓管網(wǎng)最大壓力為0.3 MPa，運營壓力較低.勢必增加運營成本。另一種方案：選用PE100聚乙烯管，中壓管網(wǎng)壓力最大為0.4 MPa(SDR11系列)，運營壓力較高，運營成本較為臺理。目前市場上PE100(SDR17.6)比PE80(SDR17.6)的管材價格高5%，在相同條件下，流量與壓力成正比，PE100(SDR17.6)所供應的用戶比PE80(SDR17.6)大1.25倍，因此PE100(SDR17.6)運營成本比PE80(SDR17.6)低，并且PE100的管材給將來管網(wǎng)的發(fā)展留有很大的余地，所以一般選擇選用PE100管材。

我司目前采用PE100系列的SDR11、SDR17.6兩種管材。

4 聚乙烯管道連接方式的選擇

聚乙烯管道的焊接方式分為熱熔對接與電熔連接。熱熔對接易用于壁厚6 mm以上管材的連接，因為對接壁厚太小的管材，管材的不圓度和中心線的錯邊會令焊接口的面積大大減少，影響焊接質量，因此熱熔對接一般應用于管徑較大的管道；電熔連接可以減少焊接過程中人為因素的影響，焊口可靠性高，且電熔管件連接可用于不同級別聚乙烯管材和不同壁厚管材的連接，不僅操作方便，而且安全可靠，在國際上被公認為聚乙烯管最佳的連接方法，并大規(guī)模使用，但電熔管件成本較高，國內(nèi)電熔管件質量良莠不齊，造成電熔連接質量不如熱熔連接質量的誤解，設計上應予以注意。因此，鑒于以上情況，在設計中通常規(guī)定公稱直徑小于等于90 mm的聚乙烯管道采用電熔連接，公稱直徑大于90 mm的聚乙烯管道采用熱熔連接。

以上是我們在平時設計中總結出來的幾點經(jīng)驗結論，在此僅供大家參考。相信隨著聚乙烯管道技術的成熟加上設計人員的合理設計，聚乙烯管道在燃氣行業(yè)的應用將會邁上新的臺階。

Brief Discussion on Several Problems Paid Attention to in PE Gas Pipeline Design

Baoji China Gas City Gas Development Co., Ltd. Yu Li

Several problems paid attention to in the PE gas pipeline design have been discussed and the design ideas different with steel pipes have been put forward as well.

PE pipeline, natural curved lay, buried lay, material choice, connection mode choice