试析埋地聚乙烯燃气管道的安装技术

试析埋地聚乙烯燃气管道的安装技术

李萧杭

（杭州燃气工程安装有限公司，浙江杭州310000）

摘要：近年来，随着我国国民经济实力的不断增强，科学技术的不断进步，各种新材料不断涌现，聚乙烯管道在当前的城市燃气输送工程中已占据重要地位，且成为了管道输送的重要组成部分。

关键词：聚乙烯；燃气管道；安装技术

前言

聚乙烯管材料属聚烯烃类高分子化合物，其分子由碳、氢元素组成，无有害元素，卫生可靠。在加工、使用及废弃过程中，不会对人体及环境造成不利影响，是绿色建材。聚乙烯管材不仅韧性、挠性好，而且焊接性能极佳，管道连接过程中施焊效果可靠，造价低；同时具有良好的气密性、耐腐蚀性和良好的抵抗裂纹快速传递能力，目前在城市燃气工程中得到广泛应用。

1埋地聚乙烯燃气管材的特点

聚乙烯燃气管道具有耐低温、韧性好、刚柔相济等许多卓越的特性，在一些特殊用途中更是大显身手；不像钢管、铸铁管在使用期内发生的腐蚀和接头泄漏，聚乙烯管圆满地解决了传统管道的腐蚀和接头泄漏两大难题。聚乙烯管的主要优点是：（1）具有较强的耐腐蚀性。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。（2）不泄漏性。聚乙烯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，可有效地抵抗内压力产生的环向应力及轴向的拉伸应力，不会因接头扭曲造成泄漏的危险。（3）高韧性。聚乙烯管是一种高韧性的管材，其断裂伸长率一般超过500%，对管基不均匀沉降的适应能力非常强，也是一种抗震性能优良的管道。（4）聚乙烯管具有优良的挠性。聚乙烯的挠性使聚乙烯管可以进行盘卷，并以较长的长度供应，不需要各种连接管件。（5）具有良好的抵抗刮痕能力。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。（6）具有良好的快速裂纹传递抵抗能力。管道的快速开裂是指在管道偶然发生开裂时，裂纹以几百米/秒的速度迅速增长，瞬间造成几十米甚至上千米管道破坏的大事故。快速开裂是一种偶发事故，但其后果是灾难性的，实际使用中尚未发现聚乙烯燃气管的快速开裂。（7）聚乙烯管道使用寿命长，可达50年以上，这是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）确定的，已被国际标准确认。

聚乙烯燃气管道有优于钢制管道的性能，但是在施工中它也具有以下几点劣势：（1）聚乙烯管材的强度弱，容易受到人为破坏；（2）聚乙烯燃气管材怕紫外线照射，只能在遮挡紫外线的情况下和埋于地下使用，存放时间短。

2埋地聚乙烯燃气管道的适用范围

城镇燃气具有易燃、易爆，且密度较空气轻、分子小易泄露等特点，故在作业工程中要从严要求，各单位间应互相监督互相制约，保证安装质量。城市管网的埋地管道材料主要是聚乙烯，该材料严禁用于建筑物内地上燃气管道和建筑物外架空燃气管道，其适用于工作温度在-20℃～40℃，直径不大于630mm，最大允许工作压力不大于0.7MPa。聚乙烯管道的最大允许工作压力根据材质管道规格而不同，PE80SDR11为0.5Mpa，PE80SDR17.6为0.3Mpa，PE100SDR11为0.7Mpa，PE100SDR17.6为0.4Mpa。此外，对于管道工作温度在20℃以上时，还应考虑工作温度对管道工作压力的减弱系数，由于各地气候及地下土层的温度各异，管道埋地的温度也各不相同，地下管道温度（℃）在-20≤t≤20、20＜t≤30、30＜t≤40时系数分别为1.0、0.9、0.76。故在管道安装前应核查本工程中所用材料及规格是否满足上述要求，防止材料使用错误给以后运行埋下隐患。

3埋地聚乙烯燃气管道的安装

3.1施工前期的准备

聚乙烯燃气管道工程的施工图纸在施工前必须进行会审，设计部门要向施工部门做好施工前的技术交底工作，当项目通过批准后才可进行施工。施工所使用的聚乙烯管材应根据当地地质条件、工作压力、气体种类等确定材质和压力等级，使用的材料要符合标准要求，在材料进场和安装前都要做好核对和检查。

3.2管道开挖

在管道开完过程中，为了防止管位的位置在开挖过程中发生偏移，需要施工人员根据设计图纸进行定桩与放线。施工中如果管线埋在水泥路下或沥青路下，这时常采用切割机在路面切边，然后再破除混凝土或沥青。在市区中，道路下面常常埋有电缆、光纤等隐蔽设施，所以在管道开挖时要先调查清楚地下管线的情况，然后再进行施工，这样能够减少经济损失，节约施工成本，在实际施工时，为了避免塌方事故，开挖堆土禁止堆放在管沟沟壁两边，同时要保证开挖堆土与沟边的距离在两米以上；当管道深度挖到设计需求时，应该在下管前填铺一层砂土，起到保护管材的作用；当遇到穿越铁路、河流、桥梁、重要道路等特殊路段的施工，可采用定向钻敷设PE管，这一技术是指在非开槽情况下，用钻头和钻杆在导航仪的引导下，穿越土层形成孔形，然后拖入一根或多根PE管。

3.3管材焊接

连接技术的优劣是影响管道质量和使用寿命的重要因素之一，可靠先进的连接技术为聚乙烯管道的广泛应用提供了保障.所以了解和掌握PE管道连接的各种技术，以保证PE管道系统的安全，充分发挥PE管道系统优越性。

（1）PE管道连接前应对管材、管件及附属设备，按设计要求进行检查核对，并应在施工现场进行外观检查，如管子要看是否外观符合几何尺寸和不同圆度的管子内外表现是否清洁光滑，是否有沟槽、划伤、凹陷、杂质和颜色不均等，管件看表面是否有划痕，内部金属丝是否平整，有无出头，检查孔是否完好等，符合标准方可使用，聚乙烯管道连接宜采用同种牌号、材质的管材和管件，对性能相似的不同牌号、材质的管材、或管材与管件之间的连接，应经过试验，连接时，应采取保护措施，或调整连接工艺，才能得到质量的保证.

（2）聚乙烯管道焊接原理是聚乙烯一般在190℃～260℃之间的范围内被熔化（不同原料牌号的熔化温度一般也不相同），此时若将管材（或管件）两熔化的部分充分接触，并施加适当的压力（电熔焊接的压力来源于焊接过程中聚乙烯自身的热膨胀），冷却后便可牢固地融为一体.由于是聚乙烯材料之间的本体熔接，因此接头处的强度与管材的本身的强度相同，聚乙烯管道之间按其连接方式的不同，一般可分为热熔连接和电熔连接两种，热熔连接是通过专用连接热板加热到210℃后，使熔热管线两端通过加热板加热熔化，同时迅速将两端贴合，通过机具保持一定压力，冷却后达到连接的目的；电熔连接是采用专门的电熔管件，由专用的电熔焊机，按照一定的规则控制流过管件中埋设的电阻丝电热量，使其合理发热，加热管与管材的连接界面，经过一定时间的融熔达到熔接目的，可靠性高，但管件价格较高，接口成本大，特别是大口径的管材的接口成本较高。上述两种连接方式我们在施工过程中要比较及综合运用来降低施工成本，提高工程效益，不浪费原材料，要全面考虑以上两种连接方式，电熔连接方式方便，并适用所有的管径连接，不同管材之间也可使用，但由于使用专用电熔管件，而电熔管件价格较高，增大了工程成本，不利于燃气PE管的推广，而热熔对接连接方式随着全自动焊机的产生，使PE管的连接质量有了保障，并且不需要使用管件，降低了工程材料成本，但只允许在管径D≥90mm以上管径使用，我们在实践中通过对电熔连接和热熔连接方式的比较，可以看出在管径D≥90mm时除特殊部位（如两端管道为非开挖技术顶管间管道连接）采用电熔连接方式，应尽量采用热熔对接连接方式，这样可以节约工程材料成本，降低工程造价，缩短工期，保证质量，减少漏气的可能性，PE管道在和钢管连接时采用钢塑过渡接头连接。

4结语

综上所述，随着燃气用户的不断增加，势必加快燃气管道工程建设，聚乙烯燃气管道以其优异的性能和经济实用性很快取代了钢制管道，所以我们必须要保证燃气管道工程的施工质量，确保居民可以安全用气。

参考文献：

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[2]郑鸿秋．浅谈聚乙烯（PE）城市燃气管道安装监督检验[J]．机电技术，2012（02）

[3]魏瑞，涂飞鹏，刘钺．聚乙烯燃气管道施工方法及安装监督检验[J]．石油和化工设备，

2013（01）