聚乙烯管材在燃气工程中的选择与应用

聚乙烯管材在燃气工程中的选择与应用

贺伟鸿

克拉玛依市金科工程监理有限责任公司 新疆克拉玛依8340000

摘要：聚乙烯管材的开发利用不断深化，生产工艺不断改进。如今，聚乙烯管道广泛应用于天然气行业。与钢管相比，聚乙烯管有自己的优势。在天然气行业，聚乙烯管道已经逐渐取代了钢质管道，并取得了非常高效的效果。

关键词：聚乙烯管材；燃气工程；选择与应用；

随着中国经济的快速发展，国家越来越重视聚乙烯管材在燃气工程中的应用。为进一步了解聚乙烯管材在城镇燃气中的应用作用，选择更为优质的聚乙烯管材，明确其物理以及化学特性，规避燃气工程中的不利之处，综合比对该类别的管材与其他管材之间的差异，主要分析了其在燃气工程中的使用与选择，以期为促进我国燃气工程的稳定性提供参考。

一、聚乙烯管材的适用选择

1.聚乙烯管材在阳光紫外线、大气环境的作用下会发生老化、变色、龟裂、变脆等变化，使其丧失物理和化学性能，失去管道承载力。因此，聚乙烯燃气管道不适用于露天环境架空敷设;不适用于城镇燃气室内工程施工。聚乙烯燃气管道一般适用于埋地地下管敷设。聚乙烯燃气管道具有经济卫生、环保安全、施工方便、使用寿命长等优点。其在燃气工程中得到广泛应用。

2.聚乙烯塑料的相对分子质量一般都要在10000以上，聚乙烯管材根据密度的大小可将其分为低密度聚乙烯管，中密度聚乙烯管和高密度聚乙烯管。聚乙烯管道的刚性随着聚乙烯密度的增加而增加。但是聚乙烯密度的大小并不能反映其作为管材的本质性能，目前国际通用根据聚乙烯的长期静液压强度(MＲS)对其原料和管材进行分类。聚乙烯长期静液压强度是指连续施加在聚乙烯树脂制管管壁上50年时引起管材破坏时所计算在管壁上的环向张应力，该值是管材结构设计的基础。按照聚乙烯的长期液压强度大小，国际上将聚乙烯材料分为PE32/PE40/PE63/PE80和PE100五个等级，天然气工程中比较常见使用的有PE80和PE100。按照燃气管材标准尺寸比一般可分为SDＲ11/SDＲ17/SDＲ17．6/SDＲ21和SDＲ26。聚乙烯燃气管道的设计压力不应大于管道最大允许工作压力。由于不同地区、不同时间，环境温度不同，其工作温度折减系数也会不同，所以在不同的工作温度折减系数下，聚乙烯燃气管道的最大允许工作压力(Pmax)。实际在生产和应用过程中，生产厂家会根据实际生产和测试应用结果提供各聚乙烯燃气管材公称压力(PN)参考，某生产厂家提供的管道公称压力(PN)见表1。

表1某生产厂家提供的管道公称压力(PN)MPa

天然气工程中城市中、低压管道设计压力最大不超过0．4 MPa，实际运行压力小于0．4 MPa。由表1可看出，在城镇燃气中、低压埋地聚乙烯管道工程中，可选择PE80－SDＲ11和PE100－SDＲ11两种管材。在实际工程应用中会发现，PE100级刚度较大，硬度较高，在埋地地下管施工时有时由于地形原因、管位特殊要求等需要蜿蜒敷设，PE－100作为盘管使用有一定的难度，而且目前各生产厂家生产的聚乙烯管件、阀门、凝水缸等，依然以PE80为主，PE100在实际应用中比较少。目前大多数燃气安装工程公司选用的管材、管件一般以PE80－SDＲ11为主。随着聚乙烯材料的不断发展和长期聚乙烯管材的使用实践表明，不能仅仅只依靠长期静液压强度(MＲS)这一项数据来选择燃气用聚乙烯管材。

二、聚乙烯燃气管道工程施工情况

1.聚乙烯管材的物理性能以及化学性能比较特殊，如果长时间地暴露在室外，很容易出现一些意外情况，甚至会发生氧化反应。一旦发生氧化反应，会为管道的老化以及断裂情况埋下安全隐患，长期以往，会增大安全事故的发生概率。与此同时，聚乙烯管材直接存储到室内的干燥区域，存储时间一般不超过1年。如果已经超过了规定的要求时间，对该类别的管材进行抽样检测已经没有任何其他意义，可重新抽样对符合规定的聚乙烯管材进行综合检测，只有对应的管材检测合格之后才能够被投入使用，从而有效地规避一些间接性出现的安全隐患。管材在实际的运输和工程施工中，应当做好恶劣环境下的管材防护管理以及综合处理，采取适当措施对管材进行有效吊装。

2.在施工中可应用管夹夹住管道以确保气体不会被扩散，做好堵气工作，并确保不同类别的气断管碰接在一起，根本就不需要其与其他的气体进行置换，更别说需要开动火了，整个工程施工比较安全。正是由于技术等内容的限制性，聚乙烯管道在连接中主要应用目测或抽样检测的方式进行品质检测。聚乙烯管道主要是采用热熔对接或电熔连接的方式进行管材加热，并将对应的材料熔化后连接在一起，以此实现连接头与管材之间的联结一体化。根据对应的数据明晰，聚乙烯接口的抗冲击性能、抗拉伸强度等参数指标远远高于其他类别的管材，甚至其与其他类别的机械接头比较而言，稳固性更强、不会漏气。

3.聚乙烯燃气管道在运输以及维修过程中，由于管道之间的摩擦而出现静电反应，该类别的静电摩擦可直接集聚在管道表面中，给整个管道运输带来较大的风险隐患。由于天然气管道运输的物料属于易燃易爆类的危险品，该类气体与其他类别的气体混合在一起会导致爆炸，直接导致管道出现火花，从而发生危险性的爆炸。如果聚乙烯管道工程施工中设有对应的静电消除装置，管道之间的摩擦力会变小，甚至可以规避一些潜在的安全施工风险，确保管道工程在实际的天然气气体运输中能够更具有安全性。

4.聚乙烯燃气管道工程施工。比之其他管道施工存在一定的便捷性，但是依旧要注意以下3点内容：(1)聚乙烯燃气管道的刚度以及硬度远远低于其他的管道，一旦受到其他物体的磕磕碰碰，很容易导致管道被破坏，甚至会导致一些意外的天然气泄漏事故。正是由于聚乙烯管道的特殊性，即使地下敷设的地下管道由于地形等情况出现形变，很容易导致整个地下管道出现位移和变形，甚至管道被扭曲，这样会导致出现很多意外事故。若是聚乙烯燃气管道在开挖过程中存在意外，那么需要着重的分析基地的高程位置，明确管道地基工程的特殊性，确定对应的承载力需求点，确保沟槽直接规避掉一些其他类别的岩石或者坚硬物体，致使工程施工不再受到其他意外情况的影响，可有效防止由于敷设该地段地基的差异而导致整个管道出现明显性的沉降。(2)聚乙烯燃气管道在特殊的环境下会出现一些意外情况，由于聚乙烯管道对温度具有较强的敏感性，一旦周边地区的温度过高会加速管道的老化速度，此时要保证在聚乙烯管材的间距，综合采取有效的隔热措施。(3)聚乙烯材料由于其具备绝缘性以及不触电性等特征，使得管道探测定位比较困难。管道在实际的敷设中可直接采取有效的措施明确整体的敷设跟踪线，在工程施工设计等全过程背景下，施工现场的实际施工情况与图纸之间是相符的。即使后期现场工程施工出现修改，也可对整个竣工图纸进行适当的调整，这样便于后期管道维护以及更换。但要以施工现场的实际情况作为基点，这样才不会出现更多意外情况。

5.聚乙烯燃气管道验收工作。聚乙烯燃气管道在实际的安装过程中，需要按照对应的规范标准进行依次安装，并做好试运行操作，针对性地做好管道吹扫、强度试验等。为确保工程施工的安全性，可直接对管道做好其他试验性工作，等待大气降压之后对聚乙烯管道的不足之处进行处理。聚乙烯管道品质检测合格之后才可将其进行施工，这样便于后续的验收，反复多次进行，直到最后的聚乙烯燃气管道验收工作完成。与其他类别的燃气管道进行比较，聚乙烯燃气管道的试验管道长度可超过1 000 m，这主要源于管道工程施工中不会出现一些其他类别的情况，甚至可以规避掉一些杂质物的出现。而在整体的聚乙烯燃气管道竣工结束之后，需要对整个工程竣工验收做好综合记录。

总之，在后续的管道工程施工中，可采取针对性的措施确保新型材料能够被直接投入使用，有效规避潜在风险点，促进材料的选择更加符合现场工程施工情况。

参考文献：

[1]陈建佳，关于聚乙烯管材在燃气工程中的选择与应用.2021.

[2]李超.聚乙烯(PE)燃气管在燃气工程中的应用及相关技术规范.2020.