聚乙烯复合管（PE管）在城市燃气管道同其他管材选应用的比较分析

聚乙烯复合管（PE管）在城市燃气管道同其他管材选应用的比较分析

石建滨

石建滨哈尔滨中庆燃气有限责任公司150000

摘要本文对聚乙烯复合管（PE管）在城市燃气管道同其他管材选应用的比较进行了分析。

关键词PE管城市燃气管道管材选用

城市燃气作为城市能源的重要组成部分，应与城市未来的总体规划同步进行，城市燃气供应管道化更是城市现代化的主要标志之一，在城市燃气管网建设中，如何选择合适的管材已是一个至关重要的问题，聚乙烯复合管（PE管）因其特点和优势得到广泛使用，在此分别对聚乙烯复合管（PE管）和其他城市燃气常用管材从管材的特性、管材的价格、使用年限、输送能力等几方面作以比较说明。

一、城市燃气规范中管网常用几种管材

目前室外地下中压与低压管道常用的管材有钢管、聚乙烯复合管（PE管）钢骨架聚乙烯复合管（钢骨架PE复合管）、球墨铸铁管。

1、燃气工程中最常用的管材是钢管，它包括无缝管和焊接钢管。钢管具有高强度的机械性能，如抗拉强度、延伸率与冲击性等。焊接钢管采用焊接制管与连接、气密性良好。其主要缺点是地下易腐蚀、防腐投资大，且使用寿命较短，一般25年左右。当管径大于DN300时，材料价格同相近或略低于聚乙烯管。在城市超高压，高压管线及管径大于DN300输气干管依然起着不可替代的作用。

2、钢管架聚乙烯复合的钢骨架材料有钢丝网与钢板孔网两种，管道分为普通管与薄壁管两种，普通管宜用于输送人工天然气。钢骨架聚乙烯复合管与聚乙烯管相比，由于加设骨架而增高了强度，使厚壁减薄或耐压程度提高。但管道上开孔接管困难，且价格较高，在城镇燃气的建设过程中一般不被使用。

3、球墨铸铁管采用离心铸造，接口为机械柔韧接口，目前已采用至中压A和输配系统。与钢管相比的主要优点是耐腐蚀、强度高，具有柔韧性，管材的电阻是钢管的5倍，加之机械接口的橡胶密封圈有绝缘作用，大大降低了埋地电化学腐蚀。同时，其机械性能接口较铸铁管有很大程度的提高，除了延展性与钢管接近外。此外柔性接口使管道具有一定的可挠性与伸缩性。球墨铸铁的密封性取决于接口的质量，而接口的质量取决于橡胶密封圈的质量与使用寿命，一般采用丁晴橡胶制作。在目前的大规模城市燃气化建设中，为了减少同城多种材质管线运行，给管理抢险维修带来不便，球墨铸铁管一般不采用或维持现状。

4、聚乙烯复合管（PE管）（以下称塑料管或聚乙烯管）是近几年来广泛应用于中、低压天然气输配系统的地下管材，具有良好的可焊性，热稳定性，柔韧性，与严密性，易施工，耐土壤腐蚀，内壁当量绝对粗糙仅为钢管的十分之一，使用寿命达50年左右或更长，其本身的应力松弛的特性可有效减低由于管基不均匀沉降的应力。

目前无论国外、国内聚乙烯管得到了广泛的使用，目前从PE80到PE100规格使用塑料管强度增加，从SDR11到SDR17.6使用使壁厚降低，管材成本更加低廉；施工更加方便快捷，当管径大于DN160时使用热熔连接，现在国产热熔机也都过关，这样同钢管比极大降低了管线造价、施工速度、施工难度；当管径小于DN160时为避免人为出现质量偏差一般采用电熔套接方法施工，电熔施工操作也比较简单，一般技术工人经过培训比钢管电焊工要简单多，很快能满足施工要求达到上岗条件。

塑料管最大优点是无需防腐，这同钢管比较不仅仅减少成本，减少施工步骤、减少防腐，补扣、牺牲阳极等过程，极大减少了钢管因防腐不好带来安全隐患，且使用寿命达50年左右或更长等于两倍的钢管使用年限。

聚乙烯的主要缺点是重荷下易损坏，接口质量难以采用无损检测手段检查。但从实践看埋地塑料管只要措施得当避免重荷下使用不是难事。

二、塑料管同各类管材选用的比较

对于管材的选用，应作技术经济比较，下面从管材的价格、使用年限、压力降及输送能力来进行比较

1、管材的价格比

聚乙烯公称直径小于200mm时钢管比较便宜，而球墨铸铁公称直径小于200mm时钢管较贵。大管径的球墨铸铁管具有一定的价格优势。从SDR11到SDR17.6使用使壁厚降低，管材成本更加低廉；

2、由于各种管材的内壁当量绝对粗糙程度不同，以及相同管径下的内径不同，造成不同管材管道输送燃气能力的差异，即在相同管长后于压力降下输送流量不同或在与流量下压力降不同。聚乙烯管机关内径较同公称直径的钢管较小但是由于其内壁绝对粗糙度仅为钢管的十分之一，当公称管径大于200mm时输送能力优于钢管，球墨铸铁管优于较大的内壁当量绝对粗糙程度而使输送能力下降。

3、障碍物影响

钢管受其自身刚性的限制，在遇到障碍物时只能依靠增加弯头等管件进行规避，而埋地聚乙烯燃气管可利用管道的自然弯曲进行规避，施工更灵活方便。

规范上对于埋地聚乙烯燃气管与其他管道,管线的间距都有明确的规定,但实际施工中由于现场限制,往往难以保证最小间距.目前国内有关专家对于规范中的这一间距也持有不同的看法.主要因为目前聚乙烯燃气管设计规范中规定的间距,和原来城镇燃气设计规范中钢管与其他管道管线的间距一致的.而对于钢管,由于一些电力,电信的电缆会带来一定的电流,影响钢管的防腐效果和寿命,所以才规定了这一最小间距.但对于聚乙烯管则不存在这一问题,因此一些专家建议可适当降低聚乙烯燃气管与其他管道,管线的间距.因此,在施工中无法满足规范要求的情况下,可以与有关部门协商,采取必要的保护措施,这一间距可适当缩小.

4、安全措施

聚乙烯管在尖锐物体的外力作用下容易被击穿,而且目前国内大部分城市尚没有建立完善的市政管线综合信息系统,各个部门施工队之间交叉作业频繁,由于施工而导致的破坏管线事故时有发生.为尽量避免这类事故的发生,我们采取了以下安全措施:

1）管道路面沿线每隔2-3米敷设标有燃气管道字样的地砖和标志牌,提示地下埋设有燃气管道.

2）沿管线方向,在管线上方300毫米处埋设黄色聚乙烯示踪带(带有燃气管道字样,内夹带有金属示踪线),起警示作用,以引起施工人员施工时的注意.金属示踪线又为将来维护及抢险时,利用金属探测器探明管线走向和位置提供方便.

3）优先选用黄色聚乙烯管材.因为目前国内的管材分黑色和黄色两种,黑色管材埋地后不容易辨认,施工人员在不注意的情况下,容易导致管道受到破坏.同时我们经过对其他城市的调研,发现一些值得借鉴和参考的做法.如在管道上方300毫米处,聚乙烯警示带上方沿管线方向埋设一条红专带,一方面对管道起一定的保护作用防止外力破坏,另一方面在施工中容易引起施工人员的注意.

5、日常维护及维护抢险

1）国外经验表明,聚乙烯燃气管的安全性在日常使用时比钢管高,但在受人为破坏的可能性高于钢管,因此,防止人为破坏成为了日常维护的重点,它包括:在建立完善的管道竣工资料的数据库的基础上,加强管线巡查,发现在管线上方施工,开挖或有可能与管线发生交叉的行为,应及时制止并加以处理,防止人为破坏事故发生.

配备必要的地面燃气检测装置及时对管线上方的路面进行燃气泄露检测.

2）维修抢险

燃气抢险人员应接受专业培训并取得有关部门颁发的上岗证.同时抢险队需配备整套专业的燃气抢修设备,如手提地下金属探测装置,地面燃气泄露检测装置,电熔焊机,压管器,隔离球及常用管件.

三、结束语

随着技术进步,生产规模发展等因素影响,聚乙烯复合管（PE管）材因其特点和优势得到广泛使用，是值得大力推广的。

在城镇燃气管道建设中,管材的选用还应根据城市所用气源的类型,特性,用气结构,管道运行的环境,施工条件,施工现场的具体情况的多方面综合考虑.要有预见性,与现实相结合,能适应长期安全运营的要求以及中远期规划发展的要求,科学,合理选择。