聚乙烯燃气管道(PE管)在城镇燃气中使用

浅析聚乙烯燃气管道(PE管)在城镇燃气中的使用摘要：随着城镇燃气的快速发展，聚乙烯燃气管道（pe管）在城镇燃气中得到了大力应用，已逐步取代埋地钢管的使用。

本文结合我国现有的标准,简要分析了聚乙烯燃气管道在城镇燃气中的使用。

关键词：聚乙烯燃气管道（pe管）；城镇燃气
前言：聚乙烯燃气管道（简称“pe管”）在我国的研究与发展起于80年代初期，在国家的高度重视下，经过多年的系统研究与应用，我们已有了pe燃气管材、管件、阀门的国家标准和工程技术的行业规程，有力推动了pe管在国内的广泛使用。

随着近年来城镇燃气的快速发展，在埋地管道材料选择上，聚乙烯燃气管道以其性能优良，质量可靠，施工便捷，运行安全，维护简便，费用经济等优势，已逐步取代了钢管在城镇燃气上的使用。

1.聚乙烯管材的特点
1.1优点：
1.1.1 耐腐蚀。

聚乙烯为惰性材料，除少数强氧化剂外，可耐多种化学介质的侵蚀。

无电化学腐蚀，不需要防腐层。

1.1.2高韧性。

聚乙烯管有很高的韧性，其断裂伸长率一般超过500%，因此对管基不均匀沉降的适应能力非常强，具有很好的抗震性能。

1.1.3优良的挠性。

聚乙烯的挠性使聚乙烯管可以进行盘卷供
应，在不开槽施工情况下，聚乙烯燃气管道的走向容易依照施工方法的要求进行改变等。

1.1.4连接紧密不泄露。

聚乙烯燃气管道施工主要采用熔接连接（热熔连接或电熔连接），试验证实，其接口的抗拉强度及爆破强度均高于管材本体。

1.1.5良好的抵抗刮痕能力。

在管材运输、施工中的刮痕是无法避免的。

刮痕造成材料的应力集中，引发管道的破坏。

管材抵抗刮痕的能力，与管材的慢速裂纹增长(scg)行为关系密切，研究证明，pe80等级的聚乙烯管具有较好的抵抗scg的能力和耐刮痕能力。

pe100聚乙烯管材料则具有更加出色的抵抗刮痕能力。

1.1.6良好的快速裂纹传递抵抗能力。

在国内外几十年的实际使用中尚未发现聚乙烯燃气管的快速开裂。

1.1.7使用寿命长。

经国外根据聚乙烯管材环向抗拉强度的长期静水压设计基础值(hdb)确定，可达50年以上，已被国际标准确认。

1.1.8重量轻,施工、维护简便。

聚乙烯燃气管道相对钢管,重量轻很多,而且安装简便，需要安装人员少，工期快，费用经济；在运行维护时，维修简单，维修时间短，质量可靠。

1.2不足：
1.2.1存放期短。

紫外线长期照射聚乙烯管材，会加速其老化，当聚乙烯燃气管道接受老化能量（日照辐射量）达一定程度，会明显降低管道的物理、力学性能，因此，要求聚乙烯燃气管道不宜长
期存放，一般不超过1年，管件不超过2年。

1.2.2温度影响大。

长期受热会出现变形，产生热老化，降低管道的性能；低温状态下聚乙烯材料脆性增强，抛、摔或剧烈撞击容易产生裂纹和损伤。

1.2.3刚度相对较低。

在材料堆放时应尽可能平整，不能过高，防止下层管材出现变形（椭圆）；要求埋深（管顶覆土厚度）一定要符合设计及规范要求。

1.2.4化学品侵蚀。

化学品有可能对聚乙烯材料产生溶胀，降低其物理、力学性能，因此特别应远离强氧化剂类化学品。

尽管聚乙烯管存在不足，但可以通过日常管理、精细施工是可以避免的，强大的优点使得聚乙烯管材在燃气方面得到了普遍应用。

2.聚乙烯燃气管道的运输与储存
2.1 搬运时，不得抛、摔、滚、拖；在冬季时应小心轻放。

当采用机械设备吊装直管时，必须用非金属绳（带）吊装。

2.2运输和储存时应水平放置在平整的地面和车厢内，堆放处不得有可能损伤管材的尖凸物，并应采用非金属绳（带）捆扎、固定，当地面和车厢不平时应设平整的支撑物，其支撑物的间距以1~1.5米为宜。

管子堆放高度不宜超过1.5米。

管件运输时，应按箱逐层叠放整齐、固定牢靠。

不得暴晒、雨淋。

2.3存储时,管材的两端应堵封,堆放在远离热源、油品及化学品
污染地、温度不超过40℃、地面平整、通风良好的库房内。

储存时库区应有防火措施。

2.4管材、管件在户外临时存放时，应采用遮盖物遮盖。

3.聚乙烯燃气管道的设计压力
3.1现行规范选择了pe80和pe100两个等级的pe管作为城镇燃气专用管道，其最小要求强度（环向应力）分别为8.0mpa和10mpa，采用sdr11、sdr17.6两种系列不同壁厚要求的管材。

3.2聚乙烯燃气管道输送天然气、液化石油气和人工煤气时，其设计压力应不大于管道最大允许工作压力，最大允许工作压力应符合表3.1的规定
3.3聚乙烯燃气管道工作温度在20℃以上时，最大允许工作压力应按工作温度对工作压力的折减系数进行折减，折减系数应符合表3.2的规定
4.聚乙烯燃气管道连接及注意事项
4.1聚乙烯燃气管道的连接
聚乙烯一般可在190～260℃范围内被熔化（不同原料、牌号的熔化温度一般亦不相同），此时若将管材（或管件）两端熔化的部分充分接触，并保持有适当的压力（电熔焊接的压力来源于焊接过程中聚乙烯自身产生的热膨胀），冷却后便可牢固地融为一体。

按连接方式的不同，聚乙烯燃气管道的连接方式为热熔连接和
电熔连接，要求焊接人员必须具有质量技术监督部门颁发的特种设备作业人员证。

4.1.1热熔连接
热熔连接是采用热熔对焊机，通过其专用连接加热板管材被加热到210℃±10℃后，使熔接管线两端通过加热板加热熔化，同时迅速将两端贴合，通过机具保持一定的压力，冷却后达到连接的目的。

热熔连接包括热熔对接连接、热熔承插连接和鞍型热熔连接三种，目前可采用的主要是热熔对接连接，将管材或管件的两个端面加热后对接在一起，这种连接方式在管材之间连接时无需管件，接口成本较低。

热熔对接焊口的质量检查，到目前为止，尚没有一种方便，可靠的非破坏性检测仪器用于国内实际工程的接口检验。

在大多数情况下，凭借形成的接头焊环的几何形状和简单的工具检测作为检查接口质量最主要的方法。

现行规范规定，连接完成后，对接头进行100%的翻边对称性、接头的对正性和不少于10%的翻边切除检验检查以确定接口质量。

4.1.2电熔连接
电熔连接是由专用的电熔焊接通过对预埋于专门的电熔管件内表面的电热丝通电而使其加热，从而使管件的内表面及管材（或管件）的外表面分别被熔化，冷却到要求的时间后而达到焊接的目的。

电熔连接主要包括电熔承插连接和电熔鞍型连接（在带气管道开口、维修中采用较多），这种接口方式，操作简单、人为因素少、可靠性高，但管件价格较高，接口成本，特别是大口径管材的接口成本较高。

电熔连接的质量检验主要检验管材连接面应刮除表皮；接缝处不应有熔融料溢出；电熔管件内电阻丝不应挤出（特殊结构设计的电熔管件除外）；电熔管件上观察孔中应能看到有少量熔融料溢出，但溢料不得呈流淌状。

4.2聚乙烯燃气管道连接的注意事项
4.2.1热熔连接适用于同种牌号、材质的管材与管材，管材与管件连接。

不同级别、熔体质量流动速率差值不小于0.5g/10min （190℃，5kg）的聚乙烯原料制造的管材、管件和管道附件，以及焊接端部标准尺寸比（sdr）不同的聚乙烯燃气管道连接时，必须采用电熔连接。

4.2.2连接时,通电加热时的电压和加热时间选择应符合电熔连接机具生产厂家及管件生产厂家的规定。

4.2.3在连接时不得使用明火，在寒冷气候（-5℃以下）和大风环境下进行操作时，应采取保护措施或调整连接工艺。

4.2.4聚乙烯燃气管道在保压冷却过程中不得移动连接件或在
连接件上施加任何外力。

5.聚乙烯燃气管道在敷设中应注意的几点
5.1聚乙烯管的线膨胀系数比金属管高十余倍，为避免产生拉应力，聚乙烯应采取蜿蜒装敷设，可随地形自然弯曲敷设。

敷设时管道允许弯曲半径不应小于25倍公称直径，当弯曲管段上有承口管件时，管道允许弯曲半径不应小于125倍公称直径。

5.2聚乙烯燃气管道对温度的变化比较敏感，要求埋深不得低于0.5米，同时一定要远离热力管道，其水平和垂直净距应符合表5.3.1、表5.3.2要求。

表5.3.1聚乙烯燃气管道与热力管道之间的水平净距（m）
5.3聚乙烯燃气管道的吹扫和实验介质宜用压缩空气，其温度不宜超过40℃。

聚乙烯燃气管道吹扫时会产生静电，集聚很高的电压，会对人体造成伤害，所以吹扫口宜用长度不小于4米的钢管，设施吹扫阀，钢管进行可靠接地，其接地电阻不应大于10欧姆。

5.4管道敷设时，因pe管本身不导电，为便于后期管线位置探测，随管埋设的示踪线（带）应有良好的导电性、有效的电气连接和设置信号源井。

结束语：
经过国内外多年的材料、技术研究及实际使用，聚乙烯燃气管道的长期安全运行性能，以及与钢管相比的优良经济性和易操作性，都非常适合城镇燃气的快速发展需要，现已得到了广泛使用。

在今后的应用中，应根据现有国家标准、行业技术规程严格控制各
个操作环节，保证城镇燃气的长期安全、稳定运行。

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