PE燃气管道的施工特点及需注意的问题

发布日期:2015-05-21 浏览: 字体:[ ] 视力保护色:

一、前言: 

在燃气输配设计中,城市燃气管道有钢管、铸铁管等多种。但随着时间的推移,金属管材耐腐蚀性差、成本高、运输安装不便的缺点逐渐显露出来,于是人们已把眼光投向了塑料管材。聚乙烯管(以下简称PE管)是新一代的燃气输送管,它是以聚乙烯为主要原料,经挤压成型的管材,它与传统的金属管相比,具有耐腐蚀;重量轻,密度仅是钢材的l/8;使用寿命长,可达到50年;强度高、韧性好,可经受地层变化而不断裂;施工简便等优点,是燃气管道更新换代的新产品。PE管在国外已有几十年的使用历史, 世界上经济发达国家从上世纪40年代末已开始研究PE管,并应用在燃气工程中;从60年代起相继在燃气输配系统中应用PE管;且使用比例逐步扩大。目前,国际上欧、美、日等发达国家和地区已全部采用PE管道。1988年在慕尼黑的国际煤联(IGU)输配委员会会议上一致认为:“采用聚乙烯(PE)为原料的埋地燃气管道质量可靠、运行安全、维护简便、费用经济”。

我国虽然在燃气用埋地PE管道行业中起步较晚,但有着强劲的发展势头。1982年上海第一次对PE管道进入了试用阶段。为了使PE管研究工作受到重视并顺利进行,国家科委1987年把“聚乙烯燃气管专用料研制和加工应用技术”开发列为国家“七五”攻关项目。从专用原料管材、管件的加工到工程应用到标准规范制定进行了系统研究并取得了丰硕的成果。1995年,国家技术监督局、建设部分别颁发了聚乙烯燃气管材、管件的国家标准和工程技术的行业规程,标志着我国对聚乙烯燃气管道的应用走上了规范化的道路。目前燃气PE管已广泛应用于燃气中低压管网。

镇江市的燃气主要由镇江华润燃气有限公司经营,镇江市燃气输配管网由该公司建设。镇江华润燃气有限公司是由镇江市国有资产监督管理委员会、华润(集团)有限公司和镇江市蓝天投资有限公司于2006年9月共同出资设立的燃气合资经营企业。公司现有各类管道燃气用户近 13万户,高、中、低压燃气管线近千公里。是集燃气销售、设计、施工、研究、应用、管理于一体的现代燃气企业。

我公司从1997年开始在桃花山庄小区进行PE管的试点安装,至今已有13年。现在所有De160以下的埋地管道都采用SDR11的燃气PE管,应用效果非常好。现就我公司经过十几年的实践,模索到的有关PE管的施工特点和管理经验,在此与同行交流。

二、PE燃气管道的施工特点

1、安装、维护简便,易操作。

PE管道的连接方式有二种,一是电熔连接,一般适用在管径小于De110;二是热熔连接,一般适用于管径不小于De110,在对接中无需套筒管件。以上二种连接操作方法在短期培训就能掌握,焊接质量也能保证,施工进度也快。另外,在已运行的燃气管网中可以带气开三通作业,这一工序,采用钢管作为燃气管道是无法实现的。

PE管材自身重量较轻,不需起重吊装设备,搬运及向沟槽下管较方便。PE管焊接只要电热熔焊机,设备轻便,自动化程度高,不需人工焊接,安装施工方便,强度小,效率高。燃气用埋地PE管道主要是采用热熔连接或电熔连接,其接口强度一般高于管材本身的强度。所以,与橡胶圈类接头或其它机械类接头相比,不存在因接头扭曲造成泄露的危险。PE管具有优良的挠性,极大地增强了该材料对管道工程的价值。因聚乙烯的挠性使管径较小(一般不大于D100)的聚乙烯燃气管道可以盘卷供货,这样就在施工中节省了很多管件,同时也避免了接口泄露的可能性;用于不开槽施工,聚乙烯然气管道的走向容易按照施工方法的要求进行改变,使其可在施工前改变管材的形状,插入旧管材后恢复其原来的大小和尺寸。

PE管维修方便,在管道上可以不停气开孔或维修,在这方面都有很成熟的技术。聚乙烯管材有利于以后的事故抢修和维护,由于聚乙烯管具有良好的柔韧性,在实际工程中对运行压力低于0.1MPa的燃气管道采用夹扁机具进行阻气,在抢修和接新管线的过程中,不存在明火现象,降低了燃气系统带气作业的危险性;由于夹扁操作是用来抢修或以接新管线为目的的,从而这种操作持续时间不长。所以,对聚乙烯管道在短时间内进行压扁操作,当应力撤去后,聚乙烯燃气管道本身应能基本恢复其原来形状。

在非开挖管道施工方面PE管有很大的优越性。在城区进行燃气管道施工时穿越道路和建筑物的情况非常多。在采用非开挖技术时,由于PE管有比较大的扰度,焊接速度快,施工方便。

2、防腐处理

PE管是聚乙烯的高分子聚合物,化学性能稳定,受土壤中化学物质、杂散电流的腐蚀作用小,有良好的耐酸碱性能,因此聚乙烯燃气管在敷设时不需要做防腐处理,其使用寿命长达50年。特别指出有许多种埋地钢管防腐技术方法中就有采用PE材料作为防腐层,据有关文献介绍国外PE埋地使用了60年后,挖出来重新焊接,其焊接及本体质量同样能达到PE管规定的质量指标要求;PE管无需做防腐处理。而钢管一般上设计寿命为20年。

3、工程适应性强

市政工程和住宅小区庭院里的各专业管道多,管位紧张,在这种复杂的施工环境中, PE管材柔韧性、挠性好:当管基稍有下沉时不易折坏;可以利用PE管的柔性,蜿蜒状敷设或随地形弯曲敷设,施工中借转角度大,在允许弯曲半径内易绕过障碍物,减少接头的数量,降低了施工难度。

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例很大(约40%),因此研究燃气管网的经济造价和经济运行有着十分重要的意义。对PE燃气管道与钢管的经济性能比较如下:

(1)管材的价格比目前常用的燃气钢管的优势是众所周知,DN200以下的管道,PE管比钢管便宜;小管径PE管道一般采用电熔连接,PE管件价格高;对于大大管径的PE管,由于壁厚较厚,其价格较钢管高,但可采用热熔连接,节省管件费用,而且寿命长(PE管的使用寿命为50年,钢管的使用寿命按国家计委煤气设施折旧费年限定为18年)、无需防腐,其综合价仍比钢管投资低。

(2)因PE管有柔韧性强,完全可以在地面上预制好,再放入管沟,不需做工作坑,故PE管施工管沟的土方量比钢管施工管沟的土方量小一些。

(3)中压钢质燃气管道在安装焊接过中必须经无损探伤等一笔可贵的费用,检测程序也比较复杂;而PE燃气管检测程序、检测方法和手段简单有效,检测费很小。

总之,燃气PE管材料和安装费用较钢管具备明显优势, PE燃气管的综合经济性能是远远优于钢管的。

三、PE燃气管道的施工要求

由于燃气PE管具备许多优点,我公司在天然气新管网的敷设和旧管网的改造中大量采用PE管,经过多年的PE管施工积累了一些技术和施工经验,施工人员也由原来的怕施工PE管变为现在的喜欢施工PE管。

1、沟槽:我公司目前气源为天然气,因此沟槽开挖要求控制好坡度,若超挖或换土时,回土须夯实,以防管道下沉造成反坡积水,沟槽的水准测量符合设计要求后方可下管。

2、PE管的连接:连接采用热熔连接和电熔连接:

(1)热熔连接:热熔连接前后,连接工具加热板的两个加热面上的污物应用洁净纱布擦净,以防影响热效率和接头质量。连接时的加热时间、加热温度、保压压力、冷却时间应符合管材、管件生产厂家的规定,保压冷却期间不得移动和施加外力,否则会使还没有达到最大耐压强度的接头不能形成均匀的凸缘,影响接头均匀受压。对接两端要销铣,使两端面的垂直接合良好,保证不错边。否则接触面积减少,强度减弱。

(2)电熔连接:电熔连接时应保证电熔工具连接正确,通电电流、通电时间的设置应符合电熔配件要求。电熔承插面要求洁净,销铣两端面垂直接合要好,用刀刮除电熔面的氧化层,并使电熔面打毛,增加接触面。管道插入前要标志好插入长度位置,保证足够长度,保证电熔连接面积,增强连接接头的质量。

鞍型电熔连接同样要清除表面,并要求上紧管道平整固定螺丝,使接触面吻合。

3、回填:燃气PE管强度和刚度没有钢管高,管道周围不得有砖、石块等尖硬杂物,但现在旧城改造地下尖硬物较多,因此下管前需要铺沙,回填时先铺一层沙,以保证管道安全。

4、带气作业:对于De110以上的PE管接直管或开三通,可根据气源情况(单双气源),选择PE管专用夹具,夹断气源后再用电熔套筒连接。若每次管端头采用法兰头封堵时,直接管时可不停气采用法兰头连接。在De110以上的PE管上开小于De63的支管时,采用电熔鞍形三通,不需停气,在管道上安装好鞍形三通后用刀具在原管上开口通气。

四、燃气PE管在应用中的缺点和注意点

1、PE管机械强度较低、容易受到人为的损坏

PE管由于硬度不如钢管,在受到坚硬物的冲击时很容易被打穿孔。为了保护PE管道免遭人为的破坏,在PE管道敷设时,一般在PE管的上方加设红砖和警示带,再就是加强管道的巡查。当燃气PE管先期施工或埋设深度较浅时,在小区其它配套管网施工或道路施工过程中,燃气PE管易被凿通,造成燃气泄漏。为避免类似事情发生,应对已施工的燃气PE加强监护或在其它配套管网后施工,并保证足够埋设深度。

2、PE管对热稳定性较为敏感

PE管在较高温度下其耐压强度会降低;温度过低将导致其变脆。因此,目前PE管一般使用压力在0.1~0.4MPa。由于PE管易氧化,易弯曲,对温度敏感,对于管材的存放、搬运、运输、存放期限及施工等有一定的要求。PE管施工设备多,对施工设备依赖性大;对外界环境要求高,寒冷天气和大风下雨环境下不便施工,须采取保护措施。

3、PE管管材没有导电性

这给PE管道的探测定位带来很大的不便,针对这一点,在工程中要严格竣工资料的审核,务必要做到图实相符;在投运以后的管道,如果管道附近的建构筑发生变化,对原有的竣工图纸要及时更新,确保能及时的掌握地下天然气管道的确切资料,从而为管道的运行管理打下良好的基础。

4、PE管管件的配套问题

由于PE管的化学性能的限制,它不能在地面上使用(不能作明管使用),PE水井体积庞大,在小区管网配套中施工不方便。PE管配件价格高。

五、结束语

燃气管网的管材随着材料科学的进步而不断更新 ,由当初的灰口铸铁管、铅口铸铁管、机械接口铸铁管、球墨铸铁管到目前普遍使用的钢管 ,以及具有国际先进水平的PE管。综上所述,虽然PE管仍存在一些缺点,但与金属管道相比,PE燃气管道具有性能优异,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,以及有一套完善的运行管理方案,完全可实现燃气管网安全运行,因此PE燃气管道在城市燃气输配管网应用前景十分广阔,值得我们管道燃气行业大力推广应用。13年的实践证明燃气PE管在镇江市城市燃气输配管网中的应用对降低燃气工程的造价,提高燃气管网的输配能力,确保管网有安全运行具有现实意义。随着我国天然气产业的快速发展,燃气PE管运用技术和施工技术的日趋成熟,燃气PE管在镇江市城市燃气输配管网工程中所占的比例将越来越大。

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