一、引言
在输配气设计中,城市燃气管道的种类很多,如钢管、铸铁管等。 然而,随着时间的流逝,金属管耐腐蚀性差、成本高、运输安装不便等缺点逐渐显露出来,因此人们纷纷将目光转向塑料管材。 聚乙烯管(以下简称PE管)是以聚乙烯为主要原料挤出而成的新一代输气管,与传统金属管相比具有耐腐蚀性; 重量轻,密度仅为钢的1 8; 使用寿命长,长达50年; 强度高,韧性好,能承受阵型变化而不断裂; 具有施工简单等优点,是燃气管道升级改造的新产品。
我国虽然在气埋PE管道行业起步较晚,但发展势头强劲。 1995年,国家技术监督局、建设部分别颁布了《聚乙烯燃气管材及管件国家标准》和《工程技术行业规程》,标志着我国聚乙烯燃气管道应用走上了标准化之路。 目前,燃气PE管已广泛应用于燃气中低压管网中。
二、PE燃气管道的施工特点
1.易于安装、维护和操作
PE管有两种连接方式:电熔连接和热熔连接。 两种连接操作方法可以在短时间内掌握,焊接质量也可以保证,施工进度也很快。 此外,在已经运行的燃气管网中,可以开启燃气三通运行,这是使用钢管作为燃气管道无法实现的。 PE管材本身重量轻,无需起重和吊装设备,将管材搬运和降低到沟槽更方便。 只要PE管焊接用电热熔焊机,设备轻便,自动化程度高,无需人工焊接,安装施工方便,强度小,效率高。 用于燃气的埋地PE管主要采用热熔连接或电熔连接,其界面强度一般高于管道本身的强度。 因此,与橡胶圈接头或其他机械接头相比,不存在因接头扭曲而泄漏的风险。
PE管材具有优良的柔韧性,大大提升了这种材料在管道工程中的价值。 由于聚乙烯的柔韧性,可以对管径小(一般不大于D100)的聚乙烯燃气管道进行盘绕和供应,在施工中节省了大量的管件,避免了接口泄漏的可能性; 对于无槽式施工,聚乙烯天然气管道的方向很容易根据施工方法的要求改变,这样就可以在施工前改变管道的形状,插入旧管道后恢复其原来的尺寸和尺寸。
PE管易于维护,可以在管道上进行开气或维护,无需停机。 聚乙烯管有利于日后的事故维修和保养,因为聚乙烯管具有良好的柔韧性,在实际工程中工作压力小于01MPa燃气管道采用不停机输送压力堵漏技术,在抢修和新建管道过程中无明火现象,降低了燃气系统内燃气作业的危险性。
PE管在非开挖管道施工中具有很大的优势,在市区进行燃气管道施工时,存在很多交叉道路和建筑物的情况,而采用非开挖技术时,PE管的扰动相对较大,焊接速度快,施工方便。
2.防腐处理
PE管是聚乙烯的聚合物,化学性质稳定,化学品和杂散流对土壤的腐蚀作用较小,耐酸碱性好,因此聚乙烯燃气管道在铺设时不需要进行防腐处理,使用寿命长达50年。 特别指出,埋地钢管防腐工艺方法多种多样,其中以PE材料为防腐层,据相关文献记载,国外PE埋设使用60年后,挖出重新焊接,其焊接和本体质量也能满足PE管的质量指标要求; PE管材不需要进行防腐处理。 钢管的设计寿命一般为20年。
3、工程适应性强
在这种复杂的施工环境中,PE管材柔韧灵活:管基稍下沉不易断裂; 可采用PE管的柔性,随地形蜿蜒敷设或弯曲,施工中的借角大,在允许的弯曲半径内容易绕过障碍物,减少接缝数量,降低施工难度。
4、投资成本低
城市燃气输配管网是城市燃气工程的重要组成部分,燃气管网造价占燃气工程总造价的比重较大(约40%),因此研究燃气管网的经济成本和经济运行具有重要意义。 PE燃气管道与钢管经济性能对比如下:
1)管材的优点是最常见的燃气钢管是众所周知的,对于DN200以下的管材,PE管比钢管便宜;小口径PE管一般采用电熔连接,PE管件高; 对于大口径的PE管,由于壁厚较厚,比钢管高,但可以采用热熔胶连接,节省管件成本,使用寿命长(PE管的使用寿命为50年,钢管的使用寿命根据国家计委燃气设施折旧成本限制为18年), 而且不需要防腐,其综合价格仍低于钢管投资。
2)由于PE管具有很强的柔韧性,可以在地面上预制,然后放入管沟中,因此PE管施工管沟的土方工程量小于钢管施工管沟的土方工程量。
3)中压钢制燃气管道在安装和焊接时必须经过无损检测等贵重费用,检测程序也比较复杂;PE燃气管道的检测程序、检测方法和手段简单有效,检测成本极小。
总之,燃气PE管的材料和安装成本比钢管有明显的优势,PE燃气管的综合经济性能远远优于钢管。
三、PE燃气管道施工要求
由于燃气PE管的诸多优点,PE管被广泛应用于新建天然气管网的铺设和旧管网的改造。
1.凹槽
沟槽开挖要控制坡度,如果过度开挖或土面变化,必须对土面进行夯实,以防止管道下沉造成边坡积水,沟槽的液位测量符合设计要求后方可开管。
2、PE管的连接
热熔连接:热熔连接前后,工具加热板两个加热面上的污垢应用干净的纱布擦拭,以防止影响热效率和接头质量。 连接的加热时间、加热温度、保压和冷却时间应符合管道和管件制造商的规定,在保压和冷却期间不得移动和施加外力,否则尚未达到最大抗压强度的接头不能形成均匀的法兰, 这将影响关节的均匀压力。对接的两端应进行销钉铣削,使两个端面的垂直和直接配合良好,保证良好的边缘。 否则,接触面积减小,强度减弱。
电熔接:进行电熔接时,应保证电熔工具的连接,通电电流和通电时间的设定应符合电熔配件的要求。 要求电熔插座表面清洁,销铣两端垂直度要好,用刀刮掉电熔面的氧化层,电熔面要毛发,增加接触面。 管道插入前,应标明插入长度位置,保证足够的长度,保证电熔连接面积,提高连接接头质量。 鞍座电熔连接也应清除表面,并应拧紧管道调平固定螺钉,使接触面匹配。
3. 回填
燃气PE管的强度和刚度不如钢管高,管道周围不应有砖石等尖锐坚硬的碎屑,但现在老城改造地下的尖锐硬物较多,因此下管前需要铺设沙子, 并在回填时铺设一层沙子,以确保管道的安全。
4.空气轴承操作
对于DE110以上的PE管材,要连接到直管或开式三通,可根据气源情况(单气源和双气源)选择不间断传动和压力封堵技术。 如果每次管道末端都被法兰头堵塞,则法兰头可以在管道定向时不停止气体的情况下连接。 在DE110以上的PE管上开小于DE63的支管时,采用电熔鞍三通,将马鞍三通安装在管道上,用刀打开原管通风。
四、燃气PE管在应用中的缺点及注意事项
1、PE管机械强度低,易受到人为破坏
由于PE管的硬度不如钢管,受到硬物冲击时容易穿孔。 为了保护PE管道免受人为破坏,在铺设PE管道时,一般在PE管道上方加红砖和警示带,然后加强对管道的检查。 当燃气PE管提前施工或埋深较浅时,在社区其他配套管网建设或道路建设中,燃气PE管容易被凿穿,导致煤气泄漏。 为避免类似情况发生,已建成的气PE应在其他配套管网后面进行监督或施工,并保证足够的埋深。
2.PE管材对热稳定性敏感
PE管的抗压强度在较高温度下会降低; 温度过低会导致它变脆。 因此,目前PE管一般采用01~0.4mpa。由于PE管材易氧化、弯曲,对温度敏感,对管材的储存、搬运、运输、储存期和施工有一定的要求。 PE管材施工设备很多,对施工设备依赖程度高; 对外部环境要求高,在寒冷天气和风雨环境中施工不方便,因此必须采取防护措施。
3.PE管没有导电性
管道没有导电性,给PE管道的检测和定位带来极大的不便,有鉴于此,示踪线可以在工程中与沟槽一起铺设。 管道投产后,如果附近施工有变动,应及时更新原竣工图纸,确保及时掌握地下天然气管道的准确信息,为管道的运行管理打下良好的基础。
4、PE管件的配套问题
由于PE管化学性质的限制,不能在地面上使用(不能作为明渠使用),而且PE水井体积大,在住宅管网中施工不方便。 PE管件**高。
5. 结束语
随着材料科学的进步,燃气管网的管道不断更新,从原来的灰口铸铁管、铅铸铁管、机械接口铸铁管、球墨铸铁管到目前常用的钢管,以及具有国际先进水平的PE管。 综上所述,虽然PE管道还存在一些缺点,但与金属管道相比,PE燃气管道具有性能优良、施工简单、运行可靠、维修方便、使用寿命长、投资成本低等优点,以及一套完整的运行管理方案,可以充分实现燃气管网的安全运行。