PE聚乙烯燃气管道施工方案

一、 燃气用埋地聚乙烯管道系统发展简史

本世纪在管道领域发生了一场革命性的进步，即“以塑代钢”。随着高分子材料科学技术的飞跃进步，塑料管材开发利用的深化，生产工艺的不断改进，塑料管道淋漓尽致地展示其卓越性能。在今天，塑料管材已不再被人们误认为是金属管材的“廉价代用品”。在这场革命中，聚乙烯管道倍受青睐，日益发出夺目的光辉，广泛用于燃气输送、给水、排污、农业灌溉、矿山细颗粒固体输送，以及油田、化工和邮电通讯等领域，特别在燃气输送上得到了普遍的应用。

1. 国外聚乙烯燃气管发展简史

1933年英国ICI公司首先发现了聚乙烯(PE)。发展至今，聚乙烯已是由多种工艺方法生产的、具有多种结构和特性及多种用途的系列品种树脂，已占世界合成树脂产量的三分之一，居第一位。

第二次世界大战时期，由于铜与钢材的短缺，国外开始研究在燃气输配等领域使用塑料管。燃气输配用塑料管的材料按应用的起始年代分别为：醋酸-丁酸纤维素（1949年美国），硬聚氯乙烯（1950年原西国），耐冲击聚氯乙烯（1952年美国），环氧玻璃钢（1955年美国），聚乙烯（1956年美国），涤纶（1963年意大利）和尼龙（1969年澳大利亚）。随着时间的推移和对燃气工程运行经验的不断总结，人们逐渐认识到在应用塑料管时应考虑以下几个方面的因素：

a.经济性

b.接口稳定、严密性

c.耐环境应力开裂

d.耐腐蚀和耐化学性

e.耐老化性

f.韧性

g.柔软、可挠性

h.耐久性

i.强度与温度的关系

j.长期静液压强度的大小

经过顺序淘汰，到60年代后期，只剩下聚氯乙烯管和聚乙烯管。聚氯乙烯管虽然强度大，成本低廉，但与聚乙烯相比有如下缺点：

a.脆性，易产生断裂现象；

b.缺乏可挠性，不能盘卷等；

c.接触溶剂的可靠性差等。

因此，采用聚氯乙烯管的数量大幅减少，而使用聚乙烯管显著上升。自1956年铺设第一条聚乙烯燃气管道以来，到70年代，在欧洲和北美，聚乙烯管道在燃气领域得到迅速的推广应用。聚乙烯管道在各国燃气管道上的广泛应用已成为管道领域最为引人注目的成就。这一方面是由于聚乙烯材料制作管道具有非常独到的技术经济优势，另一方面是由于聚乙烯管道的原料性能，管材、管件制造工艺，连接方法，连接机具以及运行中的维修手段等在多年的实践中，已达到完善的配套系统。时至今日，在燃气领域，无论是对于新铺设或旧管道的修复和更新，聚乙烯管都是主要的选择之一。欧洲的PE燃气管道普及率极高，如英国、丹麦等国均超过90%，法国1998年新敷设燃气管道几乎100%采用聚乙烯管道。早在1988年，在慕尼黑召开的国际煤联(IGU)配气委员会会议，委员们一致认为采用聚乙烯(PE)埋地燃气管道质量可靠，运行安全，维护简便，费用经济。这种共识显然是五十年来聚乙烯管道与其它管道反复比较、竞争后达成的。应该指出，这不仅应归功于PE管的优良的综合性能，而且缘于PE管道的原料性能，管材、管件制造工艺，连接方法，连接机具以及运行中的维修手段等在多年的实践中，不断取得革命性的进步。如对PE管道性能影响最大的因素之一的原料，随着聚合工艺的改进，八十年代水平PE管材原料与七十年代水平相比较，即取得极大的进步。 经过近半个世纪的不断发展，时至今日，聚乙烯管道已成为最成熟的塑料管道品种之一。自六十年代初，探索聚乙烯管道用于燃气输送以来，围绕聚乙烯管道系统的各个方面的研究和开发工作就一直未间断，且异常活跃。世界上很多国家聚乙烯树脂制造商、管材制造商、管件及管路附件制造商、管材挤出设备制造商、管道的施工和使用单位（如燃气公司和自来水公司）、施工机具的制造商、产品认证机构、有关大学和科研机构均以极大的热情投入到这项工作中来。研究开发的广度、深度及速度，是其他类塑料管道所难与比拟的。聚乙烯管道系统的高度成熟突出表现在：

聚乙烯(PE)燃气管道的安装监检

摘要:随着城镇居民家用天然气工程的全面推进,燃气用埋地聚乙烯(PE)管道的安装在GB类压力管道安装监检中占据越来越多的比例,热熔连接是PE管的主要连接方式之一。本文作者结合日常工作经验,阐述聚乙烯(PE)燃气管道在安装监督检验过程中的质量控制和注意事项。

关键词:聚乙烯燃气管道 安装监督检验 热熔连接 质量控制

1、前言

从上世纪五十年代中期开始,西方发达国家已经开始把聚乙烯（PE）管材用在燃气工程上。PE管因其具有良好的耐腐蚀性、耐低温性、可焊接性、柔韧性、抗冲击性而p2、焊接前的监检

燃气管道大多为GB类压力管道,要求设计单位必须具有含GB类管道的设计资格,且其资格证应在有效期内,以设计蓝图上印章为准;安装单位在监察部门办理告知手续后即可施工。在压力管道安装监检过程中,材料的监检是保证安装质量的重要环节,也是保证管道安全运行的重要因素,因此安装单位的质检人员和监检单位的监检人员应严把材料关。PE管材、管件制造单位需具有特种设备压力管道元件制造许可证并接受制造监检,监检人员应核对管材、管件的质量证明书和监检证书是否符合我国现行标准GB15558.1-2003《燃气用埋地聚乙烯（PE）管道系统 第1部分:管材》和GB15558.2-2003《燃气用埋地聚乙烯（PE）管道系统 第2部分:管件》的要求,PE管材、管件一般按批监检和出具监检证书的,监检人员应核实管材表面的标示否符合所提供监检证书的范围和要求。安装单位质检人员应检查管材表面,不宜有划伤、磕碰,划痕深度不应超过管材壁厚的10%。材料、管件从生产到使用之间的存放时间,黄色管不宜超过1年,黑色管不宜超过2年,超过期限的必须重新抽样检验,合格后方可使用[1]。

3、焊接质量控制

聚乙烯(PE)燃气管道的连接方式一般分为:电熔连接、热熔连接和钢塑过渡连接(PE管道与金属管道连接)三种连接方式,不得采用螺纹连接和粘接。在我国聚乙烯管在燃气管道上的应用时间不长,其连接问题是很多专家学者正在着手研究的课题。PE管材为粘弹性材料,在受应力和应变作用时,会发生松弛或蠕变现象,充分考虑影响PE管连接质量的因素方能得到理想的连接工艺和连接接头,施工前安装单位应进行试连接试验,判定连接质量满足要求后方可进行施工。公称直径大于90mm的管材、管件可采用热熔连接或电熔连接,公称直径小于90mm的管材、管件宜采用电熔连接;对于不同熔体流动速率、不同级别的管材、管件连接应采用电熔连接。燃气管道工程上,采用较多的是热熔焊接连接,在接头完成后应进行100%外观检验和10%翻边切除检验,其质量应符合国家现行的燃气规程标准要求。PE管一般可在190℃～240℃范围内熔化（常用的PE80管材熔接温度约为210℃左右）,此温度区间将管材、管件两熔化部分充分接触,并施加适当的压力,连接完成后的接头应自然冷却,冷却过程不得移动接头、对接头施加外力和拆卸夹具。热熔连接一般分为五个阶段:对接阶段、预热阶段、熔接阶段、加热板取出阶段、冷却阶段。各阶段连接的工艺参数应符合焊机生产厂家和管材、管件制造单位的规定。为获得优良的焊接接头应选择合适的工艺参数如熔接温度、熔接时间,施压大小、保压冷却时间、管材的对直度。

燃气聚乙烯(PE)管道的性能与应用分析

作者：谢长丰

来源：《科技创新导报》 2012年第11期

谢长丰

(广西佳迅管道工程有限公司 广西南宁 530012)

摘 要:介绍了燃气PE管的性能,分析了《城镇燃气设计规范》GB50028-2006推荐使用的埋地燃气管道连接方式的特点,并对其进行了比较选择。

关键词:燃气PE管 连接

中图分类号:TQ325 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)04(b)-0051-02

世界各国工业化以来,特别是西方国家进入现代化百余年以来,市政建设中用于输送常温下水、气、油的流体的管道通常采用碳钢作为管道主体,二次大战以后,特别是20世纪60年代以后,随着技术的发展,大量新材料得到开发和应用,在市政燃气管道系统中,由于传统管道钢管抗腐蚀性能较低、施工难度大、造价高等因素,寻求在性能、经济及实用性优越的管材以替代钢管作为燃气管道,一直是科学家和材料生产企业努力的方向,通过不断的开发试验及实用对比,聚乙烯PE管材成为替代金属管综合性能最好的管材之一。

聚乙烯(PE)管具有:安装快捷,性能安全可靠,使用周期较长等优势,使其应用于市政燃气工程的综合性价比其它各种管材中是较高的,因此聚乙烯(PE)管已成为目前较为理想的燃气埋地用管材,具有较大的开发和应用前景。

1 埋地燃气管道工程对于管材的基本要求

燃气管道要承受一定的压力。燃气泄漏将会导致爆炸、火灾、人身伤亡,造成重大经济损失。因此,对燃气管材的基本要求是:有足够的机械强度(抗拉强度、延伸率),连接性好,具有不透气性。燃气管材必须具有以下基本特性。

1.1 材料的强度性能

管道材料的强度性能从抗拉强度极限、屈服极限、延伸率等几个参数进行分析。这几个参数因材质的不同而有较大的变化,钢管的抗拉强度极限一般为335～565MPa,[1]屈服极限一般为205～480MPa,钢的延伸率越大,其屈服极限越低,塑性越好,则越易焊接加工。

一、相关规范:

1 《燃气用埋地聚乙烯（PE)管道系统 第1部分：管材》GB/T15558.1－2003

2《城镇燃气输配工程施工及验收规范》CJJ33-2005

3《聚乙烯燃气管道工程技术规范 》CJJ63-2008

二、管型选择

燃气输配管网新建管道设计压力等级为中压A级（0。4MPa）。中压A级燃气管道可供选择的管型主要有钢管、PE管和SPE管。

钢管采购价格相对较高；需作外防腐和阴极保护（后期维护工作量较大);吊装运输安装工作量相对较大；同比内摩擦阻大、输送能力低些；易受输送介质内腐蚀使服役寿命有所缩短；但使用经验成熟、普及；复杂环境下抗外力能力强,承压裕量高、安全可靠.多用于大口径或重要、复杂场合,是首选管型。钢管的综合经济性在管径大于DN200时优于PE管.

PE管采购价格较低，但管件较贵；PE管无需防腐,具有耐内外腐蚀、质量轻、伸长率高柔韧性好等特点；当有复杂的地面、地下建构筑物需要绕避时，PE管施工更简便快捷、经济优势也更明显；PE管焊接熔合性能与管材本身一致、气密性好、施工简单、处理事故和维护方便；但是其抗拉强度仅为钢管的20％，承压力、耐剪切力、抗弯曲力都不如钢管；施工质量难以检验;恶劣复杂环境下易遭破坏；缺乏示踪性；多用于小口径和一般地段，是小于DN110庭院管网的首选管型。PE管的综合经济性在管径小于DN200时优于钢管. SPE管是各方面均介于钢管和PE管之间的新兴燃气管型；其与PE管相比具有承压能力大大提高，刚性好、耐冲击性抗快速开裂性能好及尺寸稳定、可示踪等优点;与钢管相比具有耐内外腐蚀、输效高、施工方便维修简便等优点；目前在一些特殊场合使用的综合经济性优于钢管和PE管；但用于中压管道时一般情况下综合经济性都不如PE管好。

考虑后推荐中压燃气管道用管原则如下:

1)当管径DN≥200mm时，均选用钢管。

2）当管径DN＜200mm时，一般地段选用PE管，穿越等特殊地段选用钢管.