聚乙烯燃气管道在市政燃气工程中的应用

聚乙烯燃气管道在市政燃气工程中的应用



摘要：介绍燃气用埋地聚乙烯管道的发展过程及其优越性，以及我院在城区管道燃气工程中使用聚乙烯燃气管道的经验。

1前言

从本世纪五十年代中期开始，西方发达国家已经把聚乙烯管材用在市政燃气工程上。目前世界上每年的聚乙烯管材消耗量已超过100万吨。

国内燃气用埋地聚乙烯管材的应用则始于八十年代中期。国家相继颁布了与聚乙烯燃气管材使用相关的一些标准和规程，例如，《燃气用埋地聚乙烯管材》GB15558.1—95、《燃气用埋地聚乙烯管件》GB15558.2—95、《聚乙烯燃气管道工程技术规程》GJJ63—95）等，从而使聚乙烯燃气管道在市政燃气工程中的大规模应用确立了理论依据。
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2.1管道材料的选择

目前国内的埋地燃气管多采用钢管，国内发生的多起埋地管道爆炸事故都是由于防腐层被破坏，管道被腐蚀导致管道煤气泄漏而引起的。如何避免这一问题呢？我们拟采用燃气专用聚乙烯管替代钢管。

聚乙烯管材的优点是众所周知的，但其价格如何，可以从表1看出。

DN200以下的管道，PE管比钢管便宜；对于大日径的管道，由于PE管壁厚较厚，其价格较钢管高。对于管件，则PE管管件价格较高。但是考虑到埋地聚乙烯管的使用寿命是钢管的两倍，而且施工可节省防腐费用，因此从总体来看价格仍比采用钢管低。

通过几方面比较，我们确定了采用聚乙烯管作为三水市城区管道煤气的主要管材，这也是广东省第一个大规模采用埋地聚乙烯管材的市政燃气工程，仅主干管网所采用的埋地聚乙烯管道总长度就超过200km。

2.2管网流速的确定

根据《聚乙烯燃气管道工程技术规程》GJJ63—95）的规定，埋地聚乙烯管道内液化气流速不宜超过5m/s。在这一规范的条文说明里，对这一规定的解释主要是为了防止由于管道内液化气的流速过高，引起静电积聚而引发事故。

而钢管内液化气流速可高达10—20m/s，如果埋地聚乙烯管按此流速来进行设计，根本达不到经济流速，而且势必导致其管道管径过大，使整个项目的投资大大增加。为解决这一问题，我们进行多方调研，发现国外聚乙烯燃气管道的燃气流速多在10m/s以上，几乎与钢管相同，而且规范条文中也提及国外使用流速多在10—20m/s之间。因此我们通过向规范编写单位中国建筑研究院的有关专家咨询、请教，征得规范编写单位同意，将管道内液化气流速提高到了10m/s。同时由于PE管的管道摩擦系数仅为钢管的1/20，因此，在管径相同和输送距离相同的情况下，PE管内燃气的

压力损失远小于钢管。也就是说在管道阻力降相同的情况下，运用PE管输气可输送的距离更远，范围更大。

2.3管道施工

三水市城区的情况和大多数实施管道燃气的城市情况相同，地下情况复杂，各种管道、电信和电力电缆错综复杂，造成施工进度缓慢，难以控制。聚乙烯管作为热塑性的工程塑料管材，与钢管相比，不但具有一定刚度、强度而且柔韧性好，具有抗压、抗冲击、抗拉伸的优点，在施工时更体现出较大的优越性。

2.3.1土方开挖

埋地聚乙烯管柔韧性强，其管道焊接连接可在地面完成，然后吊人管沟，因此管沟不需开挖作业坑，而且管沟宽度可适当减少，因此节省了开挖土方量，对控制工程成本和施工进度都有一定作用。

2.3.2障碍物规

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，往往难以保证最小问距。目前国内有关专家对于规范中规定的这一问距也持有不同看法。主要因为目前聚乙烯燃气管设计规范规定的间距，和原来城镇燃气设计规范中钢管与其他管道、管线的间距相一致的。而对于钢管，由于一些电力、电信电缆会带有一定电流，而影响钢管的防腐效果和寿命，所以才规定了这一最小间距。但对聚乙烯管则不存在这一问题，因此专家建议可适当降低埋地聚乙烯燃气管与其他管道、管线的问距。因此在施工中确实无法满足规范要求的情况下，通过与有关部门协商，采取必要保护措施，这一间距可适当缩小。

2.3.3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发生，我们采用了以下安全措施：

（1）管道路面沿线每隔2—3m铺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200mm处埋设黄色聚乙烯示踪带（标有燃气管道字样，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。同时我们经过对其它城市的调研，发现一些值得借鉴和参考的做法。如在管道上方200mm处，聚乙烯警示带下方沿管线方向埋设一条红砖带，一方面对管道起一定的保护作用，防止外力破坏，另方面在施工中容易引起施工人员的注意。

2.4日常维护及维修抢险

2.4.1日常维护

国外经验表明，聚乙烯燃气管的安全性在正常使用时比钢管高，但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：

（1）在建立完善的管道竣工资料数据库的基础上，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。

（2）配备必要的地面燃气检测装置足时对管线上方路面进行燃气泄漏检测。

2.4.2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，如手提式地下金属探测装置、地面燃气泄漏检测装置、电熔焊机、压管器、隔离球及常用管件等。

当接到事故报警后，抢修人员在最短时间内找到泄漏地点进行抢险，下面简介常见的抢险维修方法：

（1）对于管道局部的较小孔洞及裂缝，可采用电熔鞍型管件将破损日挡住后，通过电熔焊机利用聚乙烯管材的热塑性使鞍型管件与管道管壁熔为一体，从而达到修复管道的目的。

（2）当DN200以下的管道发生较大破损时，可利用管道本身的柔软性，在破损处两端用燃气专用压管器将管道压扁，然后把气源切断，再对破损处进行维修。对于DN63以上的管道，通常压扁器并不能完全切断气源，如施工现场要求完全杜绝泄漏，可按大口径管的抢险方案进行抢修。

（3）对于大口径的管道的破损，则在破损处两端钻孔（专用PE管钻孔工具），然后将隔离球塞人孔内，并充人惰性气体使隔离球膨胀从而将管道堵塞。然后对中间的破损部分进行切割更换处理。对于不容许停气的抢修，可在隔离球外侧再钻两个孔，然后连接旁通管临时供气。

3结束语

随着国家西气东输工程的展开和广东省大天然气工程的逐步实施，燃气用埋地聚乙烯管材将得到更广泛的应用。
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