PE管在燃气中低压管网工程中的应用

王永军 程可兵 辛凯

摘 要：随着城市建设的不断推进，上海燃气管网发展迅速，目前管网工程改造已基本完成。在上海燃气管网的施工过程中，可供选择的管材有钢管、铸铁管和聚乙烯管（即PE管）。以往在城区内中压管网选用的管材以3PE防腐钢管为主，PE管为辅;低压管道以机械橡胶密封（SMJ接口）的球墨鑄铁管为主，PE管为辅。为更好保证城市居民的用气安全，减少燃气抢修次数，上海城区燃气中压管网中符合条件的地方已经大多使用PE管。

关键词：燃气;中低压管网;PE管

引 言

城市化进程不断发展，使得燃气成为居民日常生活的重要组成部分，燃气网的建设与完善就显得更加重要，成为城市市政工程的基本，也成为保证城市良好发展的重要方面。当前，燃气管网的地下管线已经大量使用PE管道，由于其安装简单、不需要进行防腐工作，能够缩减开支，提升政府及企业的效率。在对已有的管道线路进行保护过程中主要是强调交叉部分的防护工作，避免其因交叉导致相互影响进而造成更加严重的问题。而新建燃气管道线主要是要强调在不影响其他管道的情况下，新建一条管道线，并努力减少其损坏程度，提高其使用寿命。所以，在新建与保护城市燃气管网的过程中，最重要的是对于地下管线的保护，这些事施工前期以及施工后期应该考虑的问题之一。

一、PE管特性

（一）较好的耐冲击性和挠性。PE管具有很高的韧性，耐冲击强度高，断裂伸长率一般超过500%，因此对不均匀沉降和错位的适应能力非常强。当然PE管在地质变化的外力作用下，也很容易受到破损。PE的挠性使PE管可以进行盘卷（尤其是管径小的PE管），减少了大量的连接管件。PE管的走向容易依照施工方法的要求进行改变。施工中如果遇到障碍物，可以按照管子允许的弯曲半径绕过障碍，这样就可降低施工难度。

（二）密封性好。PE管的施工采用熔接焊接（热熔连接或电熔连接），保证接口材质结构与管体本身的统一性，实现了接头与管材的一体化。经试验证实，其接口的抗拉强度及爆破程度均高于管材本体，可有效抵抗内压力产生的环向应力和轴应力。当然在实际焊接中还是要注意规范化操作，比如管材与管件厂家的一致性，焊接管件时使用专用固定夹具，融合和冷却保证足够的时间等，避免出现“假焊”情况。

二、燃气管网建设

（一）密闭空间监测。伴随城市燃气需求的快速发展，城市地下燃气管网的密集程度越来越高，管道通常敷设在城市人口稠密地区，管道周边环境相当复杂，同时，燃气管道的接头、阀门等连接处最易出现泄漏，而这些部位往往安装在地下阀门井等密闭空间，遇到火花极易引起爆炸事故发生，将会造成供气中断、环境污染、财产损失甚至人员伤亡等严重后果。同时，泄漏的燃气会集聚到周边的电力、电信管沟等地下密闭空间而造成更大的危害。近年来，地下管井气体爆炸导致伤人损物事件屡见不鲜，而在这些下水道、窨井等地下密闭空间作业的人员，中毒事故也时有发生，这些事故不仅会造成不同程度的人员伤亡和巨大的财产经济损失，也会给社会的公共安全和人民的和谐生活带来极大地负面影响。综上所述，基于燃气管网输配环节的安全需求，有必要对城市燃气管网地下管道的密闭空间进行定时定点检测，以保护城市公共财产和市民的生命安全。现在靠人力携带仪器定点定时检测地下燃气管道附近密闭空间气体泄漏的措施，已远远不能满足燃气安全运行的市场实际需求，而常规燃气泄漏检测报警设备又不能满足城市杂乱的环境要求。

（二）全面规划。在应对燃气管网地下管线遭遇损害等部分问题所造成的安全隐患中，最重要的是做好全局规划，在立足于城市发展的基础上，将立足点设立在整个城市的市政规划上，具体而言，有以下几个具体举措。（1）在统筹规划期间，要对新建地下管线的全局做好调研，尤其是对已有的地下管线的布局进行科学合理的规划预安排，并沿着整座城市的发展方向前进。（2）要有深远持久的全局观，不能仅仅局限于短暂的管道线路，要考虑地下管线规划的深远性等，从各个方面考虑到城市建设的发展需求，以求地下管线的发展适应于城市建设的发展，真正做到上层建筑的助力作用。（3）在施工过程中，要紧跟工程建设规划，切勿盲目、想当然的自行规定。当实际情况符合工程建设的规划时，就小心谨慎，严格按照规划来;当实际情况与工程规划有明显区别时，需要及时报备，并做好精确记号，及时更正并记录。

三、PE管的应用

（一）材料力学性能更优异的PE材料出现。PE管的壁厚控制与钢管的差距较大，其壁厚与其直径成正比，比如SDR11的PE管就是指PE管外径与壁厚的比值为11。一方面PE管壁厚过大影响了PE管的供应能力，以Dn200PE管为例，Dn200（SDR11）的PE管同等条件（同等流速、外径）下仅相当于DN200钢管的63.84%，SDR17的PE管情况有所好转，但也仅相当于同等条件下钢管的74.10%。另一方面PE管管径每增加1倍，其质量约增加4倍，其价格也接近增加4倍（PE管价格一般主要受PE管质量和重量影响，并与其成正比的关系）。所以大口径PE管与钢管相比还是有着很大的差距。而研究引入材料性能更优异的PE材料或PE复合材料降低管道的壁厚是降低PE管的造价、提升通过能力的一个主要的手段。

（二）柔韧性。实际施工过程中，必然存在一定的坡度和角度。PE管道由于自身较好的柔韧性和挠性，造就了其特殊的优势。良好的柔韧性和挠性使得PE管材具备普通管材不具备的曲率半径，可以蜿蜒敷设，在允许的弯曲半径内可以绕开障碍物，对恶劣的地形环境适应性很强。有关研究表明，PE管道的弹性形变可达50%～70%。PE管柔韧性好，重量轻，搬运方便，工程适应性强，便于施工;钢管为保持坡度和角度，必须使用三通弯头等标准管件;铸铁管虽有一定的可挠性，但基本可以忽略不计。钢管的密度约7.9g/cm3，球墨铸铁管约7.2g/cm3，PE管的密度约0.95g/cm3，在实际施工中，一般钢管为12m/根，球墨铸铁管为6m/根，PE管为10m/根。从重量上来说，PE管只需要2～3个工人即可完成二次搬运，而钢管和铸铁管则需要机械设备的帮助，才能进行管材的二次搬运。在城镇燃气管网的改造中，PE管的高韧性、挠性和低密度，使其相对于钢管和球墨铸铁管有更好的环境适应性，可以降低一定的施工强度，经济效果也更优。

结 语

由于城市建设的不断发展和变化，所以燃气施工的难度越来越大，施工环境也越来越复杂。为避免一次性大面积开挖，将对市政、交通及人民生活的影响降低到最小，并考虑一定经济性的因素，PE管在城市燃气中低压管网中的技术性和经济性显得尤为突出。虽然目前上海燃气管网中只有低压管道采用PE管，因此，各行各业人民应该要强化保护地下管线的意识，减少对管线的自然和人为的损害，政府部门应该要将保护意识宣传至深入人心，建立健全相关制度，注重后期维护工作，加强家们度体系，注重引入互联网技术提高管理的有效性，从而形成强大及有效的对地下管线的保护系统，在应用PE管道时需要注意施工质量与施工要点从而推动我国燃气发展，推动城市的建设与发展。

参考文献

[1] 王晓臣.浅谈PE管在管道燃气工程中的应用[J].科技创新与应用，2015（18）：123.

[2] 谢志坚.PE管在燃气工程中的应用前景探讨[J].化工设计通讯，2018，44（6）：84-85.

[3] 陈昊.城市燃气工程中PE管的应用[J].化工设计通讯，2107，43（12）：14.