淺析聚乙烯燃氣管在設計中應注意的問(wèn)題論文
引言
聚乙烯燃氣管道在我國使用已近30年，其“質(zhì)量可靠、運行安全、維護簡(jiǎn)便、費用經(jīng)濟”的優(yōu)勢，已成為國家標準《城鎮燃氣設計規范》(GB 50028—2006)中、低壓燃氣管網(wǎng)的首選管材，在城鎮燃氣管網(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(shù)水平的標志之一，但在進(jìn)行聚乙烯燃氣管道設計時(shí)，設計人員往往忽視聚乙烯管與鋼管的區別，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(diǎn)也不能做到主動(dòng)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，在彎曲后內側容易出現壓應力，外側出現拉應力。因此聚乙烯管道敷設時(shí)，管道允許彎曲半徑不應小于25倍公稱(chēng)直徑;當彎曲管道上有承口管件時(shí)，管道允許彎曲半徑不應小于125倍公稱(chēng)直徑。
2 聚乙烯管的埋地敷設
《聚乙烯燃氣管道工程技術(shù)規程》中規定，聚乙烯管道埋設在車(chē)行道下埋深不得小于0.9 m、非車(chē)行道下埋深不得小于0.6 m、機動(dòng)車(chē)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(shí)際的運行過(guò)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(lái)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(chǎng)火災，火苗高達10多米，在場(chǎng)人員無(wú)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(wú)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場(chǎng)實(shí)際情況確定埋深，條件允許時(shí)，適當加大設計埋深;其次除加大設計埋深外，設計時(shí)增設示蹤裝置、警示帶等防止第三方破壞的有效措施，同時(shí)要求在管線(xiàn)的垂直上方，距管頂不小于30 cm距地面不小于30 cm范圍內敷設一條警示帶，警示帶上應有醒目的提示字樣，提醒第三者施工時(shí)，挖到此警示帶時(shí)，要注意下面有聚乙烯管道，小心開(kāi)挖，避免損壞聚乙烯燃氣管道。
另外在北方地區，由于采用集中供熱，個(gè)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《聚乙烯燃氣管道工程技術(shù)規程》(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(mǎn)足安全間距時(shí)，并應確保燃氣管道周?chē)寥罍囟炔淮笥?0 ℃。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(shí)，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(shí)套管內填充絕熱材料等，而當聚乙烯管必須穿越熱力管溝時(shí)，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(zhì)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(shí)具有優(yōu)越的耐快速裂紋擴展性能，當溫度過(guò)低時(shí)，聚乙烯管道會(huì )變脆，遇到撞擊時(shí)，容易產(chǎn)生開(kāi)裂，采用PE100管材時(shí)，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《聚乙烯燃氣管道工程技術(shù)規程》(CJJ 63—2008)中壓管網(wǎng)最大壓力為0.3 MPa，運營(yíng)壓力較低.勢必增加運營(yíng)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(yíng)壓力較高，運營(yíng)成本較為臺理。目前市場(chǎng)上PE100(SDR17.6) 比PE80(SDR17.6)的管材價(jià)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(hù)比PE80(SDR17.6)大1.25倍，因此PE100(SDR17.6)運營(yíng)成本比PE80(SDR17.6)低，并且PE100的管材給將來(lái)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(xiàn)的錯邊會(huì )令焊接口的面積大大減少，影響焊接質(zhì)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(guò)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，并大規模使用，但電熔管件成本較高，國內電熔管件質(zhì)量良莠不齊，造成電熔連接質(zhì)量不如熱熔連接質(zhì)量的誤解，設計上應予以注意。因此，鑒于以上情況，在設計中通常規定公稱(chēng)直徑小于等于90 mm的聚乙烯管道采用電熔連接，公稱(chēng)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(shí)設計中總結出來(lái)的幾點(diǎn)經(jīng)驗結論，在此僅供大家參考。相信隨著(zhù)聚乙烯管道技術(shù)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(huì )邁上新的臺階。
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