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1、简论PE管在管道燃气工程中的应用【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。【关键词】PE管;燃气;工程应用众所周知,PE管材质属于聚烃类高分子化合物,其分子由碳、氢元素组成,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。P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理由,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
2、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管网安全运转。一、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策略、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
3、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50年以上。(7)重量轻。二、PE管在管理燃气工程容易产生缺陷环节目前,国内外对PE管材焊接策略有热熔对接、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,其余二种焊接策略,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
4、低,影响安装安全质量。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,刮痕是难于避开的,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,由于种种理由,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、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
5、样在使用中,易受到外荷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。三、燃气用PE管在燃气工程中的应用及注意理由不够,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。2、PE管在燃气管道工程中的应用。2.1 P
6、E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。为避开产生拉应力,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。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
7、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。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,尽量避开铺设新管时造成管材表面机械损伤。(2)管材在运输,装卸中要避开抛摔、撞击接出等现象发生。尤其在施工现场装卸车时,要使用吊网、叉车或非金属吊索进行装卸,不能使用可能刮伤管材的链钩、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场地,同时用绳子将PE管绑住,让其慢慢滚落。四、结论PE燃气管道具有性能优异,施工简单,运转可靠,维修方便,使用寿命长,投资成本低等优点。有
8、一套完善的运转管理方案,完全可实现燃气管网安全运转,因此PE燃气管道值得推广应用。1、燃气管外管的三层防腐PE层应用。目前,国内城镇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80年*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,而且还能降低城镇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,导致胶粘剂缠绕螺距的转变,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4