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淺析聚乙烯燃?xì)夤茉谠O(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)問題

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就聚乙烯(PE)管道在燃?xì)庠O(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)問題進(jìn)行了探討，提出聚乙烯管有別于鋼管的設(shè)計(jì)思路和理念。

聚乙烯管 自然彎曲敷設(shè) 埋地敷設(shè) 材質(zhì)的選擇 連接方式的選擇

0 引言

聚乙烯燃?xì)夤艿涝谖覈褂靡呀?0年，其“質(zhì)量可靠、運(yùn)行安全、維護(hù)簡(jiǎn)便、費(fèi)用經(jīng)濟(jì)”的優(yōu)勢(shì)，已成為國家標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50028—2006)中、低壓燃?xì)夤芫W(wǎng)的首選管材，在城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)中是否使用聚乙烯管道，成為衡量城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和燃?xì)庑袠I(yè)技術(shù)水平的標(biāo)志之一，但在進(jìn)行聚乙烯燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員往往忽視聚乙烯管與鋼管的區(qū)別，按照鋼管的設(shè)計(jì)方式設(shè)計(jì)聚乙烯管道，造成設(shè)計(jì)水平不高，也未使聚乙烯管材的優(yōu)勢(shì)得到充分發(fā)揮，對(duì)其缺點(diǎn)也不能做到主動(dòng)防范或回避。因此我們應(yīng)建立有別于鋼管的聚乙烯管道設(shè)計(jì)思路和理念。

1 聚乙烯管的自然彎曲敷設(shè)

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

2 聚乙烯管的埋地敷設(shè)

《聚乙烯燃?xì)夤艿拦こ碳夹g(shù)規(guī)程》中規(guī)定，聚乙烯管道埋設(shè)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(jī)動(dòng)車不可能到達(dá)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(yùn)行過程中由于聚乙烯管的機(jī)械強(qiáng)度不及鋼管，容易受到第三方破壞，導(dǎo)致燃?xì)庑孤?，甚至引發(fā)火災(zāi)。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(jī)施工損壞了天然氣管道，導(dǎo)致泄漏的天然氣發(fā)生一場(chǎng)火災(zāi)，火苗高達(dá)10多米，在場(chǎng)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(shè)計(jì)階段就應(yīng)考慮采取有效措施，減少管道被第三方破壞的可能。首先設(shè)計(jì)人員應(yīng)按現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定埋深，條件允許時(shí)，適當(dāng)加大設(shè)計(jì)埋深；其次除加大設(shè)計(jì)埋深外，設(shè)計(jì)時(shí)增設(shè)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(shè)一條警示帶，警示帶上應(yīng)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，小心開挖，避免損壞聚乙烯燃?xì)夤艿馈?/p>

另外在北方地區(qū)，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(jù)《聚乙烯燃?xì)夤艿拦こ碳夹g(shù)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(shí)，并應(yīng)確保燃?xì)夤艿乐車寥罍囟炔淮笥?0 ℃。因此，當(dāng)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(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)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?xì)夤艿烙蠵E80、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(dá)到0.7 MPa。同時(shí)具有優(yōu)越的耐快速裂紋擴(kuò)展性能，當(dāng)溫度過低時(shí)，聚乙烯管道會(huì)變脆，遇到撞擊時(shí)，容易產(chǎn)生開裂，采用PE100管材時(shí)，可避免發(fā)生快速裂紋擴(kuò)展事故，確保管道安全。假設(shè)有一條中壓管網(wǎng)，其設(shè)計(jì)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?xì)夤艿拦こ碳夹g(shù)規(guī)程》(CJJ 63—2008)中壓管網(wǎng)最大壓力為0.3 MPa，運(yùn)營壓力較低.勢(shì)必增加運(yùn)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(yùn)營壓力較高，運(yùn)營成本較為臺(tái)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(yīng)的用戶比PE80(SDR17.6)大1.25倍，因此PE100(SDR17.6)運(yùn)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(duì)接與電熔連接。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，因此熱熔對(duì)接一般應(yīng)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(jí)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(rèn)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(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(shè)計(jì)上應(yīng)予以注意。因此，鑒于以上情況，在設(shè)計(jì)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?cè)谄綍r(shí)設(shè)計(jì)中總結(jié)出來的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)結(jié)論，在此僅供大家參考。相信隨著聚乙烯管道技術(shù)的成熟加上設(shè)計(jì)人員的合理設(shè)計(jì)，聚乙烯管道在燃?xì)庑袠I(yè)的應(yīng)用將會(huì)邁上新的臺(tái)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