论文部分内容阅读
摘要：在正常情况下，PE燃气管道比钢质燃气管道的寿命长，但PE管道受外力易被破坏(特别是尖利物体碰撞时易被击穿)，造成管道燃气泄漏。本文主要对聚乙烯（PE）管在燃气管道工程的应用进行了探析。
关键词：聚乙烯（PE）管；燃气工程
0 前言
众所周知，PE管材质属于聚烃类高分子化合物，其分子由碳、氧元素组成，在加工使用和废弃过程中．不会对人体及环境造成不利影响。PE管材不仅韧性、挠性、焊接性好，而具有良好耐腐蚀性．同时具有良好抵抗裂纹快速传递能力等，所以广泛应用于市政、石油、化工、燃气等建设领域，但在实际监督检验中，发现一些PE管安装质量方面容易被忽视问题．影响安全质量，需要引起监检人员和施工人员高度重视．认真履职把关到位，确保PE管网在施工中质量符合有关规定，有效地降低投用后管网事故率，确保PE管网安全运行。
1、 PE燃气管材的特点
PE习惯上按照密度分为低密度及线型低密度聚乙烯(LDPE及LLDPE)管（密度为0．900—0．930g／cm3)，中密度聚乙烯(MDPE)管(密度为0．930—0．940g／cm3)和高密度聚乙烯(HDPE)管(密度为0．940—0．965g／cm3)。根据PE管的长期静液压强度(MRS)，国际上将聚乙烯管材料分为PE32、PE40、PE63、PE80和PE100五个等级。聚乙烯管件根据施工方法、用途可分为电、热熔管件两种。根据生产方式，可分为注塑、焊制管件两类。
(1)耐腐蚀。无电化学腐蚀，不需要防腐层。
(2)不泄漏。PE管道主要采用熔接连接(热熔连接或电熔连接)，本质上保证接口材质、结构与管体本身的同一性，实现了接头与管材的一体化。因此与橡胶圈类接头或其他机械接头相比，不存在因接头扭曲造成泄漏的危险。
(3)高韧性。
(4)PE管具有优良的挠性。
(5)良好的快速裂纹传递抵抗能力。
(6)使用寿命长，可达5O年以上。
(7)重量輕。
2、 PE管在燃气工程中容易产生缺陷的环节
目前，国内外对PE管材焊接方法有热熔对接、热熔插接、电熔焊接三种。由于热熔插接对现场操作人员技术要求高，焊接工艺不易掌握等缺点，在国内外很少应用。其余二种焊接方法，如果在实际应用中不认真实施落实，也会容易产生焊接质量合格率低，影响安装安全质量。
2．1 PE管材表面机械损伤缺陷
1)采取不开槽施工技术，不论是铺设新管或旧管道修复更新时，刮痕是难于避免的，刮痕容易造成管材表面应力集中，容易引发管道的破坏。
2)PE管材在运输、装卸过程中，由于抛摔、剧烈撞击等，PE管材容易产生机械划伤等缺陷。
3)管材在存储堆放时，尤其是室外或施工工地堆放时，容易曝晒雨淋，且管材两端堵封件容易丢失，泥沙等脏物容易进入管材内，堆放场地不平整，堆放高度超高等造成PE管材的劣化、变形缺陷。
4)管件放置不规范，由于种种原因，造成管件包装物损坏没有及时发现和更换，引起管件不同程度损坏。
2．2施工环节易产生的缺陷
（1)聚乙烯PE管道埋深不符合规范要求，这样在使用中，易受到外荷载作用使其产生变形甚至损坏
(2)在现场施工中，由于聚乙烯管道在弯曲处弯曲半径没有把握好，造成弯曲半径过大，弯曲后的管道内侧将产生过大的压应力，当PE管材变形量超过一定的限度时，造成PE管材蠕变而发生破坏。
（3）在PE管敷设时，忽视考虑PE管材的膨胀系数，敷设直段长度过大，当环境温度发生变化时，热胀冷缩量过大，使PE管道产生较大的拉压力，导致PE管道损坏。
3、 燃气用PE管在燃气工程中的应用及注意问题
3．1燃气钢质管道外的三层防府PE层应用
目前，国内燃气钢质埋地管道大多采用三层PE防腐层，三层PE防腐层对燃气管道本质的安全起着至关重要的作用。三层PE防腐层是以熔结环氧粉末(FBE)为底层、中间胶粘剂和挤出聚乙烯外护层同步缠绕或挤出而成，具有优良的绝缘性能和抗机械损伤性能，自20世纪8O年代开始用作管道防腐层．是世界上公认的先进防腐层之一。良好的城镇燃气管道防腐效果不但可以延长设备及管道的使用寿命，而且还能降低燃气工程的投资成本。三层PE防腐管生产中产生缺陷。一是胶粘剂挤出机机头长时间受到振动，位置偏移，导致胶粘剖缠绕螺距的改变，不能保证连续搭接，即局部没有胶粘剂层，造成外层聚乙烯不能与管体良好粘结，形成端头翘边。二是钢管在涂敷前中频加热温度不够。致使底层环氧粉末固化不够充分，特别是管端防腐层的机械加工极易引起该处FBE涂层的剥离，涂层粘结力下降，形成三层PE结构涂层整体翘起。
3．2 PE管在燃气管道工程中的应用
3．2．1 PE燃气管敷设
(1)保证设计的埋深
聚乙烯燃气管道严禁用作室内地上管道，只作埋地管道使用。
(2)管材敷设允许的弯曲半径
聚乙烯管柔性好，因此很容易使其弯曲，但弯曲后的管道内侧将产生压应力，外侧将产生拉应力。
(3)蛇行敷设
由于聚乙烯管的线膨胀系数比金属管高十余倍，所以对温度的变化比较敏感。为避免产生拉应力，聚乙烯应采取蛇行敷设。
(4)特殊地段的敷设
特殊地段系指穿越铁路、河流、桥梁、重要道路等地段。为了实现城市局部路段对施工速度快，不破坏路面，不影响交通，不污染环境和高精度铺管等的要求，现阶段应用较多的导向钻进非开挖铺管技术就要求管材采用厚壁的PE管（SDR11)，以便将不可预计的施工拉管过程中产生的刮痕对管道的影响降至最低。此外，PE管道不得从建筑物和大型构筑物的下面穿越；不得在堆积易燃、易爆材料和具有腐蚀性液体的场地下面穿越；不得与其他管道或电缆同沟敷设。PE燃气管道不宜直接引入建筑物内或直接引入附属在建筑物墙上的调压箱内，当直接用PE燃气管道引入时，穿越基础或外墙以及地上部分的PE燃气管道必须采取硬质套管保护。
3．2．2防止管材、管件机械损伤和变形
(1)管材在不开槽施工时，要严格执行成熟的施工方案，尽量避免铺设新管时造成管表面机械损伤。
（2）管材在运输，装卸中要避免抛摔，撞击等现象发生。尤其在施工现场装卸车时，要使用吊网、钢丝绳等工具。随车要带2根钢管，把它放在车箱和地面之间作为导轨，并选择比较平坦且土质柔软地，同时用绳子将PE管绑住，让其慢慢滚落。
4、结束语
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。有一套完善的运行管理方案，完全可以实现燃气管网安全运行，因此PE燃气管道值得推广应用。
关键词：聚乙烯（PE）管；燃气工程
0 前言
众所周知，PE管材质属于聚烃类高分子化合物，其分子由碳、氧元素组成，在加工使用和废弃过程中．不会对人体及环境造成不利影响。PE管材不仅韧性、挠性、焊接性好，而具有良好耐腐蚀性．同时具有良好抵抗裂纹快速传递能力等，所以广泛应用于市政、石油、化工、燃气等建设领域，但在实际监督检验中，发现一些PE管安装质量方面容易被忽视问题．影响安全质量，需要引起监检人员和施工人员高度重视．认真履职把关到位，确保PE管网在施工中质量符合有关规定，有效地降低投用后管网事故率，确保PE管网安全运行。
1、 PE燃气管材的特点
PE习惯上按照密度分为低密度及线型低密度聚乙烯(LDPE及LLDPE)管（密度为0．900—0．930g／cm3)，中密度聚乙烯(MDPE)管(密度为0．930—0．940g／cm3)和高密度聚乙烯(HDPE)管(密度为0．940—0．965g／cm3)。根据PE管的长期静液压强度(MRS)，国际上将聚乙烯管材料分为PE32、PE40、PE63、PE80和PE100五个等级。聚乙烯管件根据施工方法、用途可分为电、热熔管件两种。根据生产方式，可分为注塑、焊制管件两类。
(1)耐腐蚀。无电化学腐蚀，不需要防腐层。
(2)不泄漏。PE管道主要采用熔接连接(热熔连接或电熔连接)，本质上保证接口材质、结构与管体本身的同一性，实现了接头与管材的一体化。因此与橡胶圈类接头或其他机械接头相比，不存在因接头扭曲造成泄漏的危险。
(3)高韧性。
(4)PE管具有优良的挠性。
(5)良好的快速裂纹传递抵抗能力。
(6)使用寿命长，可达5O年以上。
(7)重量輕。
2、 PE管在燃气工程中容易产生缺陷的环节
目前，国内外对PE管材焊接方法有热熔对接、热熔插接、电熔焊接三种。由于热熔插接对现场操作人员技术要求高，焊接工艺不易掌握等缺点，在国内外很少应用。其余二种焊接方法，如果在实际应用中不认真实施落实，也会容易产生焊接质量合格率低，影响安装安全质量。
2．1 PE管材表面机械损伤缺陷
1)采取不开槽施工技术，不论是铺设新管或旧管道修复更新时，刮痕是难于避免的，刮痕容易造成管材表面应力集中，容易引发管道的破坏。
2)PE管材在运输、装卸过程中，由于抛摔、剧烈撞击等，PE管材容易产生机械划伤等缺陷。
3)管材在存储堆放时，尤其是室外或施工工地堆放时，容易曝晒雨淋，且管材两端堵封件容易丢失，泥沙等脏物容易进入管材内，堆放场地不平整，堆放高度超高等造成PE管材的劣化、变形缺陷。
4)管件放置不规范，由于种种原因，造成管件包装物损坏没有及时发现和更换，引起管件不同程度损坏。
2．2施工环节易产生的缺陷
（1)聚乙烯PE管道埋深不符合规范要求，这样在使用中，易受到外荷载作用使其产生变形甚至损坏
(2)在现场施工中，由于聚乙烯管道在弯曲处弯曲半径没有把握好，造成弯曲半径过大，弯曲后的管道内侧将产生过大的压应力，当PE管材变形量超过一定的限度时，造成PE管材蠕变而发生破坏。
（3）在PE管敷设时，忽视考虑PE管材的膨胀系数，敷设直段长度过大，当环境温度发生变化时，热胀冷缩量过大，使PE管道产生较大的拉压力，导致PE管道损坏。
3、 燃气用PE管在燃气工程中的应用及注意问题
3．1燃气钢质管道外的三层防府PE层应用
目前，国内燃气钢质埋地管道大多采用三层PE防腐层，三层PE防腐层对燃气管道本质的安全起着至关重要的作用。三层PE防腐层是以熔结环氧粉末(FBE)为底层、中间胶粘剂和挤出聚乙烯外护层同步缠绕或挤出而成，具有优良的绝缘性能和抗机械损伤性能，自20世纪8O年代开始用作管道防腐层．是世界上公认的先进防腐层之一。良好的城镇燃气管道防腐效果不但可以延长设备及管道的使用寿命，而且还能降低燃气工程的投资成本。三层PE防腐管生产中产生缺陷。一是胶粘剂挤出机机头长时间受到振动，位置偏移，导致胶粘剖缠绕螺距的改变，不能保证连续搭接，即局部没有胶粘剂层，造成外层聚乙烯不能与管体良好粘结，形成端头翘边。二是钢管在涂敷前中频加热温度不够。致使底层环氧粉末固化不够充分，特别是管端防腐层的机械加工极易引起该处FBE涂层的剥离，涂层粘结力下降，形成三层PE结构涂层整体翘起。
3．2 PE管在燃气管道工程中的应用
3．2．1 PE燃气管敷设
(1)保证设计的埋深
聚乙烯燃气管道严禁用作室内地上管道，只作埋地管道使用。
(2)管材敷设允许的弯曲半径
聚乙烯管柔性好，因此很容易使其弯曲，但弯曲后的管道内侧将产生压应力，外侧将产生拉应力。
(3)蛇行敷设
由于聚乙烯管的线膨胀系数比金属管高十余倍，所以对温度的变化比较敏感。为避免产生拉应力，聚乙烯应采取蛇行敷设。
(4)特殊地段的敷设
特殊地段系指穿越铁路、河流、桥梁、重要道路等地段。为了实现城市局部路段对施工速度快，不破坏路面，不影响交通，不污染环境和高精度铺管等的要求，现阶段应用较多的导向钻进非开挖铺管技术就要求管材采用厚壁的PE管（SDR11)，以便将不可预计的施工拉管过程中产生的刮痕对管道的影响降至最低。此外，PE管道不得从建筑物和大型构筑物的下面穿越；不得在堆积易燃、易爆材料和具有腐蚀性液体的场地下面穿越；不得与其他管道或电缆同沟敷设。PE燃气管道不宜直接引入建筑物内或直接引入附属在建筑物墙上的调压箱内，当直接用PE燃气管道引入时，穿越基础或外墙以及地上部分的PE燃气管道必须采取硬质套管保护。
3．2．2防止管材、管件机械损伤和变形
(1)管材在不开槽施工时，要严格执行成熟的施工方案，尽量避免铺设新管时造成管表面机械损伤。
（2）管材在运输，装卸中要避免抛摔，撞击等现象发生。尤其在施工现场装卸车时，要使用吊网、钢丝绳等工具。随车要带2根钢管，把它放在车箱和地面之间作为导轨，并选择比较平坦且土质柔软地，同时用绳子将PE管绑住，让其慢慢滚落。
4、结束语
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。有一套完善的运行管理方案，完全可以实现燃气管网安全运行，因此PE燃气管道值得推广应用。