聚乙烯(PE)管在天然氣工程中的應用

李為民 洪愛鳳

聚乙烯(PE)管材具有柔韌性好、耐腐蝕性強、質輕、抗沖擊性能優良等特點,系統安全可靠,施工成本低,現已廣泛用于燃氣輸送、給水、排污、農業灌溉、礦山細顆粒固體輸送,以及油田、化工和郵電通訊等領域,特別在燃氣輸送上得到了普遍的應用。

1 工程實施前的準備

在工程實施前,首先制定了詳細的工程實施方案,并對施工人員進行了PE管常識和燃氣管道施工常識教育,對管道焊接人員的操作進行了先期培訓,并得到了專業部門認可。

2 聚乙烯(PE)管道應用

2.1 管道的焊接

目前PE管的主要連接方法有:熱熔對接、熱熔插接、電熔焊接三種。

電熔焊接:由于管件本身帶有發熱元件,在給發熱元件輸入一定時間的控制電流后,管材和管件連接部分的PE被加熱熔化,從而形成結實、永久的接口。熱熔焊接:這種方法常用于大直徑管的連接,方法是將一定溫度的加熱板放在對好的管道或管件之間加熱一定時間,抽掉加熱板,將要連接的兩端在一定壓力下迅速對接到一起,在冷卻下來以后形成一個高于管材本體強度的接口的連接方法。這兩種方法的共同優點是:操作簡便、方法容易掌握,但是,相比較而言,電熔焊接每一個焊口的成本較高,熱熔焊接則由于焊接設備較大對焊接場地的要求較高,電熔焊接則對場地無特殊要求。

在天然氣工程的施工中,我們對兩種方法結合使用,對于管道直徑不小于63 mm時采用熱熔焊接為主,對于管道直徑小于63 mm時只采用電熔焊接,實踐證明這兩種方法互相結合使用,不但降低了工程成本,同時提高了施工進度,收到了很好的效果。

2.2 管道的施工

管道施工分為以下7個操作工序:溝槽開溝、管溝處理、管道敷設、初步回填、管道試壓、敷設警示帶、覆土恢復。具體如下:

1)掘土開溝:根據管線設計管位進行溝槽開挖,水泥路面表層及石塊等與細質泥土分開堆放。2)管溝處理:首先管溝不得有積水,如有積水應先排凈。然后回填10 cm左右的細砂或用篩子篩過的細質泥土,并夯實,必須保證溝底無石塊及其他堅硬鋒利物。3)管道敷設:管道連接工作大部分可以在地面上進行操作,特殊部位可以在溝內進行。連接好的長管道通過牽引的方法穿越地下管線,敷設于溝內。牽引時,管口應作封堵處理,以免泥土進入管內堵塞管道。管道敷設于溝內后,檢查管線是否緊貼管基,不得產生架空現象。4)初回填土:對敷設好的管線進行回填黃砂或篩過的細土,該層至少高于管頂10 cm,回填細質泥土,覆土層為30 cm,該土層中不得有大石塊和堅硬鋒利物,覆土后將回填土夯實。5)管道試壓:燃氣管道應進行嚴格的氣壓強度試驗,以保證管道安裝質量。6)鋪警示帶:在初回填土層上面即管線以上50 cm處鋪設警示帶,警示帶應在管道全線鋪設,警示帶正面向上。7)覆土恢復:完成鋪設警示帶后,進行覆土及修復路面。

2.3 PE管與鋼管的比較

PE管耐腐蝕性強、管輕、柔性好,熱脹冷縮比鋼管大得多,其線膨脹系數為鋼管的10倍以上,可以利用PE管的柔性,蜿蜒狀敷設或隨地形彎曲敷設,易繞過障礙物,減少接頭的數量。

綜上所述,PE管的優勢要大于鋼管,且天然氣的氣質干,無雜質,PE管在天然氣輸配工程中廣泛應用具有很大的優勢。

3 問題與思考

3.1 鋼管與PE管管道的連接

目前PE管的連接方法主要有以下兩種:1)鋼塑法蘭連接;2)采用鋼塑接頭進行連接。采用鋼塑法蘭連接施工相對比較簡便,缺點是如果防腐處理不當,很容易造成鋼管一側的管道泄漏。而鋼塑接頭連接完成后,由于連接可靠性和運行的安全性都比鋼塑法蘭連接更好。

3.2 PE管管件的配套問題

由于我國PE管及管件生產企業沒有跨口徑的變徑接頭,原本在鋼管不同管徑的管道連接中只需要一個變徑的連接,PE管則需要三個以上的連接管件,這不僅增加了施工的難度,同時也增加了工程成本。

3.3 PE燃氣管道的運行安全

我們發現PE管道在實際應用中應注意以下幾點:1)PE管道周圍的土方開挖施工是影響PE管道安全的主要因素,因此,在日常的運行管理中必須加大對管道附近其他工程施工的管理。2)由于PE管管材沒有導電性,這給PE管道的探測定位帶來很大的不便,針對這一點,在工程中要嚴格竣工資料的審核,務必要做到圖實相符。

4 結語

通過PE管道在天然氣工程的成功使用,充分說明了PE管在城市燃氣輸配系統中具有良好的發展前景。在我國燃氣行業大面積推廣使用PE管道在經濟、技術等方面都是可行的,這項技術的使用,對于提高我國現有燃氣行業的經濟效益和整體水平起到很好的促進作用。