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【摘要】PE聚乙烯管作为一种新型材料具有许多优良性能，在城市燃气管网的改造中具有广阔的应用前景。本文主要介绍了PE管在国内外的发展现状，对其设计安装方法、避免破损的措施给出了一定建议，同时对其应用范围进行了一定的讨论。
【关键词】PE管；城市燃气管网改造；应用
中图分类号：TU996文献标识码： A
一、前言
随着社会经济的不断发展，人们对生活水平质量的要求也越来越高，燃气输送作为生活中不可或缺的一部分，在人们的生活中扮演着十分重要的角色。PE聚乙烯管作为一种高韧性、耐腐蚀、低泄漏的新型材料，替代原有普遍采用的钢材作为管道材料，大大提高了燃气输送的质量和效率，为人们的生活带来了极大的便利。
二、PE管在国内外的发展现状
上世纪80年代起，我国开始对PE管进行研究, 1982 年，上海首先开始使用PE聚乙烯管输送城镇燃气。作为国家“七五”科技攻关项目之一的“PE聚乙烯燃气管道加工应用技术开发”项目，通过历时7年的研究与开发，获得了一定的成果。1995年，国家技术监督局与建设部门各自制定了 PE 燃气管道的国家标准和行业规定，并在全国范围内进行广泛的推广。
PE聚乙烯管在国外也取得了广泛的应用。目前，国外新建城市燃气管网与城市燃气管网改造工程中普遍采用PE管来代替钢管,尤其是 美国和西欧各国PE管在城市燃气管网中的使用率近年来几乎达100%。我国城市燃气管网建设中也正在大力推广使用PE管, 初略估计近期每年施工建设城市燃气PE管达200 km 以上。随着城市人民生活水平的提高,国内天然气工业的发展和引进俄罗斯天然气,我国城市气化建设将加快前进步伐, 估计到2005年每年新增城市燃气PE 管将在100km以上。
PE聚乙烯管之所以得到广泛应用，主要是因其具有许多优良特性：第一，耐腐蚀性强。PE聚乙烯是一种惰性材料，除了极少数强氧化剂之外，多种化学介质都无法将其腐蚀。同时，聚乙烯不会发生电化学腐蚀，因此不需要在其表面涂防腐层。第二，防泄漏性好。PE聚乙烯管道的主要连接方式是采用熔接连接，如热熔连接与电熔连接等，这可以保证接口和管体的材质与结构相一致，从而在材料上实现接头与管材的相匹配。第三，韧性高。聚乙烯管是一种高韧性的材料，其断裂伸长率可以达到500%，同时，其在管基不均匀沉降方面的适应能力也十分良好，抗震性能也十分优良。第四，PE聚乙烯管挠性极佳。聚乙烯良好的挠性使其极大地增强了其本身对于管道工程的价值。第五，PE聚乙烯管道抗刮能力十分优良，对裂纹的传递也有良好的抵抗效果。第六，使用寿命长，可连续使用时间长达50年之久。
三、PE燃气管网的设计与安装
1、PE燃气管网的设计
PE管为热塑性塑料管, 如作为燃气用埋地管材;设计时则需考虑其工作温度和最大工作压力。 在《燃气用埋地聚乙烯管材》(GB15558.1-1995)中规定PE管的工作温度-20~40 ℃, 最大工作 压力不大于0.4MPa。若管材如输送人工煤气和液化石油气, 则设计时应选用SDR11系列管材,同时必须考虑燃气中存在的其它组分(如:芳香烃、冷凝液等 )在一定浓度下对管材性能 的不利影響。另外,在设计中考虑管件时,应考虑与PE管相配套的PE阀,因为PE阀可直埋于地下,对阀所施之力均匀传递给土壤, 阀门的操作不影响PE管,从而增加PE管网的寿命。
2、PE燃气管网的安装
PE管铺设时要挖沟,沟底土要平整,并无硬锐利物,以防止破坏管子, 沟底低的地方要弄平,并要压实,然后方可铺管。在有岩石的地带,有必要加厚垫土层。管沟越窄越好,深度要与要求的类别一致, 并应达到垫土层的厚度。PE管可以敷设在特殊准备的空洞或异管中。孔或导管端部应圆滑并无突出物, 以防止破坏管子的安装。如果在管沟中有交叉连接处,支管的垫土层 应压实并平整, 以防止日后下陷造成管弯曲应力。当PE 管与另一管交叉时, 两管之间应有 足够的垫土, 最小10mm 的间距。管周围和管顶部应是衬垫土,顶部衬垫的厚度应为80 - 150 mm, 取决于管的大小;管两侧的衬垫土应夯实。衬垫土应无石头、岩石和杂草;回填的方式应不影响管材。在铺设PE 管时, 管顶应安放标志带和可检测到的示踪线, 或可检测到的标志带, 以便用管子定位仪跟踪管的位置,从而减小日后在管子附近挖沟时对管破坏的可能性。
四、避免PE燃气管道损坏的措施
1、为了告知地下铺设有燃气管道，可以每固定距离范围内粘贴写有“燃气管道”的指示牌。在重要部位，如凝水缸, 阀门井等周围建筑物上, 应当喷涂指示标志, 告知其距离及序号。在管道的铺设方向上, 需在管道上方约500mm处铺设黄色的示踪带（写有“燃气管道”且夹带有金属示踪线）从而起到警示作用, 以便吸引施工人员的注意。除此之外，金属示踪线还可以在将来进行维护和抢险时,为金属控测器的探明管道走向和位置提供方便。并且应当优先选用黄色PE管材, 并对管材标明管号。
2、当管道局部存在较小裂缝时, 可以通过电熔鞍形管件将其挡住并利用电熔焊机将鞍形管件与管子PE管材接在一起, 从而实现对管道的修补。当管道直径不大于DN200mm且发生了较大的破损时,可利用PE管本身的性质,将气源切断后，用燃气专用压管器将破损处两端的管道压扁，从而进行修缮。压偏截气位置与干管管件或切割位置的距离应是管道直径的2.5倍, 最佳距离应为管道直径的6倍。 并且在管道的同一位置上,决不可再次进行压扁操作及焊接或机械式连接。故在管道复圆后, 应在压扁部位贴上“已压扁截气操作”字样的标贴。对于大管径管道的破损, 则在破损处两端钻孔（用专用PE钻孔工具）,将隔离球塞人孔内,并充人随性气体使隔离球膨胀从而将管道堵塞, 然后对破损部分进行切割更换处理。对于不允许停气的抢修,可在隔离球外侧再钻两个孔,然后连接旁通管临时供气。在进行PE管切割操作时,为防止困静电而产生火花,应在管道切割位置的两边以湿布紧密缠绕两圈,并使湿布触及地面。
五、PE聚乙烯管在城市燃气管网改进中的应用
PE管具有十分优良的性能，其作为管网改进的材料是十分合适的。在将PE管应用到燃气管网的改进过程中，我们需要着重解决以下问题：
1、铸铁管与PE管的接头处理
在城市燃气管网的改进过程中，铸铁管与PE管有较多的接头，这需要通过承盘短管、插盘短管等部件与铸钢的法兰和垫环等进行接头过渡，同时选用不锈钢材质的螺栓。在此过程中，因承盘短管和插盘短管的材质为铸铁，因此其法兰面相对粗糙，为了保证借口的严密，我们应将其法兰面再次进行切削和加工。
2、选择配套部件
使用PE管作为抽水缸、阀门的材料时，还应选择PE抽水缸和PE阀门，从而在整体上提高地下管网系统的使用期限。为了增强其实用性，提高使用效率，我们应当从需求出发，与生产厂家进行协商从而选择合适材料，除此之外，选用PE阀门，可有效提高钢质阀门埋地的抗腐蚀性能。
3、对进户引入管进行改造
进户引入管是城市燃气管网的改造的重要环节。以往通常选用焊接钢管作为引入管的管材，并选用沥青玻璃布作为防腐材料。通过实际调查可发现，因环境污染日益加重，土壤的腐蚀性不断增强，导致其防腐效果并不理想，出现的问题不断增加。因此，对其进行改造十分必要。
引入管改造根据实际需求，可采用更换三通和保留原铸铁三通这两种方案。采用承盘三通作为更换的三通，而保留原三通则采用原有材料。其中，可采用PE垫环和铸钢法兰作为PE管与铸铁管的连接部位，同时采用钢塑转换接头和钢制冲压弯头进行焊接，从而取代了原来用钢管插入铸铁弯头的做法。除此之外，可选择冷缠带作为所需的防腐材料，防腐等级为特加强级。
六、结语
随着城市燃气管网改进进程的不断推进，PE管势必将在实际工程应用中得到广泛推广，与此同时，各项规章制度和规定标准也将得到不断完善和规范。这不仅需要政府机关的宏观调控，更需要每一个工作者提高自身的知识素养，从而切实推进PE管的应用与发展。
参考文献
[1]刘新奇,尉建中,苏刚,等,PE球阀在庭院燃气管网中的应用［J］.煤气与热力,2003, 23(2)：117-121.
[2]燃气用塑管系统的安装和维修(AS3723).澳大利亚标准
[3]侯向秦,张鹏,段永红,曹建.城市燃气管网抗震可靠性分析[A]. 四川省力学学2010年学术大会论文集[C].2010
【关键词】PE管；城市燃气管网改造；应用
中图分类号：TU996文献标识码： A
一、前言
随着社会经济的不断发展，人们对生活水平质量的要求也越来越高，燃气输送作为生活中不可或缺的一部分，在人们的生活中扮演着十分重要的角色。PE聚乙烯管作为一种高韧性、耐腐蚀、低泄漏的新型材料，替代原有普遍采用的钢材作为管道材料，大大提高了燃气输送的质量和效率，为人们的生活带来了极大的便利。
二、PE管在国内外的发展现状
上世纪80年代起，我国开始对PE管进行研究, 1982 年，上海首先开始使用PE聚乙烯管输送城镇燃气。作为国家“七五”科技攻关项目之一的“PE聚乙烯燃气管道加工应用技术开发”项目，通过历时7年的研究与开发，获得了一定的成果。1995年，国家技术监督局与建设部门各自制定了 PE 燃气管道的国家标准和行业规定，并在全国范围内进行广泛的推广。
PE聚乙烯管在国外也取得了广泛的应用。目前，国外新建城市燃气管网与城市燃气管网改造工程中普遍采用PE管来代替钢管,尤其是 美国和西欧各国PE管在城市燃气管网中的使用率近年来几乎达100%。我国城市燃气管网建设中也正在大力推广使用PE管, 初略估计近期每年施工建设城市燃气PE管达200 km 以上。随着城市人民生活水平的提高,国内天然气工业的发展和引进俄罗斯天然气,我国城市气化建设将加快前进步伐, 估计到2005年每年新增城市燃气PE 管将在100km以上。
PE聚乙烯管之所以得到广泛应用，主要是因其具有许多优良特性：第一，耐腐蚀性强。PE聚乙烯是一种惰性材料，除了极少数强氧化剂之外，多种化学介质都无法将其腐蚀。同时，聚乙烯不会发生电化学腐蚀，因此不需要在其表面涂防腐层。第二，防泄漏性好。PE聚乙烯管道的主要连接方式是采用熔接连接，如热熔连接与电熔连接等，这可以保证接口和管体的材质与结构相一致，从而在材料上实现接头与管材的相匹配。第三，韧性高。聚乙烯管是一种高韧性的材料，其断裂伸长率可以达到500%，同时，其在管基不均匀沉降方面的适应能力也十分良好，抗震性能也十分优良。第四，PE聚乙烯管挠性极佳。聚乙烯良好的挠性使其极大地增强了其本身对于管道工程的价值。第五，PE聚乙烯管道抗刮能力十分优良，对裂纹的传递也有良好的抵抗效果。第六，使用寿命长，可连续使用时间长达50年之久。
三、PE燃气管网的设计与安装
1、PE燃气管网的设计
PE管为热塑性塑料管, 如作为燃气用埋地管材;设计时则需考虑其工作温度和最大工作压力。 在《燃气用埋地聚乙烯管材》(GB15558.1-1995)中规定PE管的工作温度-20~40 ℃, 最大工作 压力不大于0.4MPa。若管材如输送人工煤气和液化石油气, 则设计时应选用SDR11系列管材,同时必须考虑燃气中存在的其它组分(如:芳香烃、冷凝液等 )在一定浓度下对管材性能 的不利影響。另外,在设计中考虑管件时,应考虑与PE管相配套的PE阀,因为PE阀可直埋于地下,对阀所施之力均匀传递给土壤, 阀门的操作不影响PE管,从而增加PE管网的寿命。
2、PE燃气管网的安装
PE管铺设时要挖沟,沟底土要平整,并无硬锐利物,以防止破坏管子, 沟底低的地方要弄平,并要压实,然后方可铺管。在有岩石的地带,有必要加厚垫土层。管沟越窄越好,深度要与要求的类别一致, 并应达到垫土层的厚度。PE管可以敷设在特殊准备的空洞或异管中。孔或导管端部应圆滑并无突出物, 以防止破坏管子的安装。如果在管沟中有交叉连接处,支管的垫土层 应压实并平整, 以防止日后下陷造成管弯曲应力。当PE 管与另一管交叉时, 两管之间应有 足够的垫土, 最小10mm 的间距。管周围和管顶部应是衬垫土,顶部衬垫的厚度应为80 - 150 mm, 取决于管的大小;管两侧的衬垫土应夯实。衬垫土应无石头、岩石和杂草;回填的方式应不影响管材。在铺设PE 管时, 管顶应安放标志带和可检测到的示踪线, 或可检测到的标志带, 以便用管子定位仪跟踪管的位置,从而减小日后在管子附近挖沟时对管破坏的可能性。
四、避免PE燃气管道损坏的措施
1、为了告知地下铺设有燃气管道，可以每固定距离范围内粘贴写有“燃气管道”的指示牌。在重要部位，如凝水缸, 阀门井等周围建筑物上, 应当喷涂指示标志, 告知其距离及序号。在管道的铺设方向上, 需在管道上方约500mm处铺设黄色的示踪带（写有“燃气管道”且夹带有金属示踪线）从而起到警示作用, 以便吸引施工人员的注意。除此之外，金属示踪线还可以在将来进行维护和抢险时,为金属控测器的探明管道走向和位置提供方便。并且应当优先选用黄色PE管材, 并对管材标明管号。
2、当管道局部存在较小裂缝时, 可以通过电熔鞍形管件将其挡住并利用电熔焊机将鞍形管件与管子PE管材接在一起, 从而实现对管道的修补。当管道直径不大于DN200mm且发生了较大的破损时,可利用PE管本身的性质,将气源切断后，用燃气专用压管器将破损处两端的管道压扁，从而进行修缮。压偏截气位置与干管管件或切割位置的距离应是管道直径的2.5倍, 最佳距离应为管道直径的6倍。 并且在管道的同一位置上,决不可再次进行压扁操作及焊接或机械式连接。故在管道复圆后, 应在压扁部位贴上“已压扁截气操作”字样的标贴。对于大管径管道的破损, 则在破损处两端钻孔（用专用PE钻孔工具）,将隔离球塞人孔内,并充人随性气体使隔离球膨胀从而将管道堵塞, 然后对破损部分进行切割更换处理。对于不允许停气的抢修,可在隔离球外侧再钻两个孔,然后连接旁通管临时供气。在进行PE管切割操作时,为防止困静电而产生火花,应在管道切割位置的两边以湿布紧密缠绕两圈,并使湿布触及地面。
五、PE聚乙烯管在城市燃气管网改进中的应用
PE管具有十分优良的性能，其作为管网改进的材料是十分合适的。在将PE管应用到燃气管网的改进过程中，我们需要着重解决以下问题：
1、铸铁管与PE管的接头处理
在城市燃气管网的改进过程中，铸铁管与PE管有较多的接头，这需要通过承盘短管、插盘短管等部件与铸钢的法兰和垫环等进行接头过渡，同时选用不锈钢材质的螺栓。在此过程中，因承盘短管和插盘短管的材质为铸铁，因此其法兰面相对粗糙，为了保证借口的严密，我们应将其法兰面再次进行切削和加工。
2、选择配套部件
使用PE管作为抽水缸、阀门的材料时，还应选择PE抽水缸和PE阀门，从而在整体上提高地下管网系统的使用期限。为了增强其实用性，提高使用效率，我们应当从需求出发，与生产厂家进行协商从而选择合适材料，除此之外，选用PE阀门，可有效提高钢质阀门埋地的抗腐蚀性能。
3、对进户引入管进行改造
进户引入管是城市燃气管网的改造的重要环节。以往通常选用焊接钢管作为引入管的管材，并选用沥青玻璃布作为防腐材料。通过实际调查可发现，因环境污染日益加重，土壤的腐蚀性不断增强，导致其防腐效果并不理想，出现的问题不断增加。因此，对其进行改造十分必要。
引入管改造根据实际需求，可采用更换三通和保留原铸铁三通这两种方案。采用承盘三通作为更换的三通，而保留原三通则采用原有材料。其中，可采用PE垫环和铸钢法兰作为PE管与铸铁管的连接部位，同时采用钢塑转换接头和钢制冲压弯头进行焊接，从而取代了原来用钢管插入铸铁弯头的做法。除此之外，可选择冷缠带作为所需的防腐材料，防腐等级为特加强级。
六、结语
随着城市燃气管网改进进程的不断推进，PE管势必将在实际工程应用中得到广泛推广，与此同时，各项规章制度和规定标准也将得到不断完善和规范。这不仅需要政府机关的宏观调控，更需要每一个工作者提高自身的知识素养，从而切实推进PE管的应用与发展。
参考文献
[1]刘新奇,尉建中,苏刚,等,PE球阀在庭院燃气管网中的应用［J］.煤气与热力,2003, 23(2)：117-121.
[2]燃气用塑管系统的安装和维修(AS3723).澳大利亚标准
[3]侯向秦,张鹏,段永红,曹建.城市燃气管网抗震可靠性分析[A]. 四川省力学学2010年学术大会论文集[C].2010