煤层气集输管道管材的分析对比

王 啸

0 引言

煤层气是我国一个新型产业，属清洁能源，它的充分利用是一项功在当代，利在千秋的产业，省委、省政府提出转型发展，气化山西的目标，煤层气是其中一项指标。煤层气集输管道管材的选用成为一大课题，现阶段大部分采用无缝钢管(执行标准GB/T 8163-2008)，无缝钢管作输气管道中的主要材料毋庸置疑，但是随着科技的进步，一种新型管道材料逐渐受到输气、输油等行业的青睐——聚乙烯管材，俗称PE管材。那么，无缝钢管和PE管材主要有哪些利弊。

1 管材进场

1)无缝钢管进场后首先要对其进行除锈、防腐。一般采用“三油两布”或3PE的防腐方法，此方法在施工的时候比较耗时，污染大，并且在施工的过程中会出现局部防腐漆刷不到位等问题，因此会产生很多防腐死角，这就大大降低了管道的使用寿命。

2)PE管材进场后只需对其进行必要的遮盖，防止雨淋和太阳照晒。

2 现场布管

1)无缝钢管在布管的过程中由于自身的重量过大会带来很大的不便。所采用的无缝钢管一般为9 m～12 m，以φ76×5为例，它的理论重量为8.75 kg/m，其中一根为90 kg。因此对现场布管施工造成了很大的困难。

De75 PE100径厚比11管材一般为9 m，12 m，它的理论质量是1.63 kg/m，容易搬运和安装，这样就大大降低了对人力和设备的要求及布管的费用。

2)管道布管前要先进行扫线。无缝钢管施工时需要在平整场地进行焊接工作，而根据以往的施工经验管沟难免会出现沟底不平的现象(石方段)，无缝钢管容易出现悬空现象，施工质量会出现瑕疵。

PE管材可以采用弹性敷设，在施工的过程中遇到沟底不平和角度较大的管沟时能够很容易地进行布管，从而避免了以上情况的发生，可以保证施工质量。

3)无缝钢管在布管的过程中如遇到坚硬的石块会划伤表面，对“三油两布”和3PE防腐造成破损，从而必须重新对其进行防腐，这样很容易产生破损的管道，长期埋设在土壤中，土壤中的化学物质会对其产生各种降解作用，从而腐蚀管道，降低寿命。另外，“三油两布”和3PE防腐的防腐材质暴露在阳光下时很容易发生氧化，长期下去就会导致脱落，从而降低防腐保护的作用。

PE管材在布管的时候要注意不被尖锐物体划伤，因此在管沟开挖时要根据实际地质情况对管沟进行处理，如遇到石方段的情况就必须在布管前对管沟沟底铺垫细土后方可布管。另外，PE管材可耐多种化学介质的腐蚀，土壤中存在的化学物质不会对其产生任何降解作用，PE管材含有2%～2.5%均匀分布的炭黑的聚乙烯管材能够在室外露天存放或使用50年，不会因遭受紫外线辐射而损坏。

PE管材也有它明显的缺点，其材质不如无缝钢管的材质坚硬，因此在管道放线的时候就要考虑到不能把其位置定在车流量或承载较大的地段周围，以免后期运行的时候造成对PE管材的长时间挤压而出现破损、断裂等现象。

3 现场焊接

1)无缝钢管焊接前要进行除锈、打坡口工作，且无缝钢管平均20 min才能焊接(氩弧打底电焊罩面)好一道焊口，若在地形相对复杂的情况下其时间会更长。

PE管材采用电热熔方式连接，接头的强度高于管道本身的强度，且PE管管道与其他管道采用法兰连接，方便快捷，平均5 min便可焊接好一道焊口。

2)在天气寒冷的情况下，对无缝钢管进行焊接前还要对焊条进行加热处理，因此焊接质量会大打折扣。

PE管材的低温脆化温度极低，可在－60℃～60℃温度范围内安全使用，冬季施工时，因材料抗冲击性好，不会发生管子脆裂的现象。

4 无损检测(X射线)

按照规范要求，无缝钢管焊接完成后必须按要求对焊口进行无损检测，X射线的探伤比例为20%，超声波为100%。

PE管材不需要进行无损检测，有效地提高了工作效率。

5 吹扫及试压

无缝钢管和PE管材，在吹扫和试压上要求基本一致。

试压分为强度性试压和严密性试压:1)强度性试压为4 h，要求达到设计压力1.25倍，压损不得大于0.02 MPa;2)严密性试压为24 h，要求压力达到设计压力1.0倍，压损不得大于0.02 MPa。

6 补口及补伤

无缝钢管在吹扫、试压完成后要对焊口进行防腐，同样采用“三油两布”或热吸缩带的方法，在对其焊口进行防腐的时候经常出现除锈不干净、玻璃丝布或热吸缩带缠绕不紧的现象，降低防腐质量和效果，产生质量瑕疵。

PE管材不需要以上施工步骤，大大缩短了施工时间。

7 管沟回填

无缝钢管和PE管回填时必须按规范要求回填。回填前先回填200 mm厚的细土，且回填土必须高出地面300 mm，逐层夯实。

8 后期运行

1)由于抽采煤层气的同时会有一定的水气随之进入管道内，水气里含有多种矿物质，长时间会使无缝钢管的内壁产生各种化学反应，从而缩短无缝钢管的使用寿命。

PE管材具有光滑的内表面，且可耐多种化学介质的腐蚀，其曼宁系数为0.009，光滑的表面和非粘附特性保证了管道具有较传统管材更高的输送能力，同时也降低了管路的压力损失。

2)煤层气集输管道遍布区域非常广泛，包括河道、深山、村庄附近等各种复杂的环境，因此存在诸多隐患:如遇到无缝钢管破损的情况，修复的时候首先要断掉气源，并把管道内残余的气体用空气或氮气置换掉方可焊接。

PE管材出现破损需修复时只需断掉气源，管道内残余的气体泄压后便可进行热熔修复，这样有效地缩短了抢修的时间，在短时间内即可减少气量的损失，并有效降低了发生各种险情的可能性。

综合上述多个方面，同无缝钢管相比，PE管材从管道进场、现场布管、管道连接、管道施工及维护、管道检测等方面都体现出了显著的优势，这些优势贯穿整个煤层气集输管道施工的全过程，能够有效地节约人力物力，节省施工时间，降低施工难度，减少投资，并且可以有效地进行维护及防止安全事故的发生。总体而言，使用PE管材进行集输管道施工，可以从各个环节提高工作效率，保障施工的安全快捷，降低工程造价，提高投资效益。

[1]王海琴.钢骨架聚乙烯复合管安装工艺和实际应用探讨[J].山西建筑，2010，36(5):164-165.