聚乙烯(PE)管在天然气工程中的应用

李为民 洪爱凤

聚乙烯(PE)管材具有柔韧性好、耐腐蚀性强、质轻、抗冲击性能优良等特点,系统安全可靠,施工成本低,现已广泛用于燃气输送、给水、排污、农业灌溉、矿山细颗粒固体输送,以及油田、化工和邮电通讯等领域,特别在燃气输送上得到了普遍的应用。

1 工程实施前的准备

在工程实施前,首先制定了详细的工程实施方案,并对施工人员进行了PE管常识和燃气管道施工常识教育,对管道焊接人员的操作进行了先期培训,并得到了专业部门认可。

2 聚乙烯(PE)管道应用

2.1 管道的焊接

目前PE管的主要连接方法有:热熔对接、热熔插接、电熔焊接三种。

电熔焊接:由于管件本身带有发热元件,在给发热元件输入一定时间的控制电流后,管材和管件连接部分的PE被加热熔化,从而形成结实、永久的接口。热熔焊接:这种方法常用于大直径管的连接,方法是将一定温度的加热板放在对好的管道或管件之间加热一定时间,抽掉加热板,将要连接的两端在一定压力下迅速对接到一起,在冷却下来以后形成一个高于管材本体强度的接口的连接方法。这两种方法的共同优点是:操作简便、方法容易掌握,但是,相比较而言,电熔焊接每一个焊口的成本较高,热熔焊接则由于焊接设备较大对焊接场地的要求较高,电熔焊接则对场地无特殊要求。

在天然气工程的施工中,我们对两种方法结合使用,对于管道直径不小于63 mm时采用热熔焊接为主,对于管道直径小于63 mm时只采用电熔焊接,实践证明这两种方法互相结合使用,不但降低了工程成本,同时提高了施工进度,收到了很好的效果。

2.2 管道的施工

管道施工分为以下7个操作工序:沟槽开沟、管沟处理、管道敷设、初步回填、管道试压、敷设警示带、覆土恢复。具体如下:

1)掘土开沟:根据管线设计管位进行沟槽开挖,水泥路面表层及石块等与细质泥土分开堆放。2)管沟处理:首先管沟不得有积水,如有积水应先排净。然后回填10 cm左右的细砂或用筛子筛过的细质泥土,并夯实,必须保证沟底无石块及其他坚硬锋利物。3)管道敷设:管道连接工作大部分可以在地面上进行操作,特殊部位可以在沟内进行。连接好的长管道通过牵引的方法穿越地下管线,敷设于沟内。牵引时,管口应作封堵处理,以免泥土进入管内堵塞管道。管道敷设于沟内后,检查管线是否紧贴管基,不得产生架空现象。4)初回填土:对敷设好的管线进行回填黄砂或筛过的细土,该层至少高于管顶10 cm,回填细质泥土,覆土层为30 cm,该土层中不得有大石块和坚硬锋利物,覆土后将回填土夯实。5)管道试压:燃气管道应进行严格的气压强度试验,以保证管道安装质量。6)铺警示带:在初回填土层上面即管线以上50 cm处铺设警示带,警示带应在管道全线铺设,警示带正面向上。7)覆土恢复:完成铺设警示带后,进行覆土及修复路面。

2.3 PE管与钢管的比较

PE管耐腐蚀性强、管轻、柔性好,热胀冷缩比钢管大得多,其线膨胀系数为钢管的10倍以上,可以利用PE管的柔性,蜿蜒状敷设或随地形弯曲敷设,易绕过障碍物,减少接头的数量。

综上所述,PE管的优势要大于钢管,且天然气的气质干,无杂质,PE管在天然气输配工程中广泛应用具有很大的优势。

3 问题与思考

3.1 钢管与PE管管道的连接

目前PE管的连接方法主要有以下两种:1)钢塑法兰连接;2)采用钢塑接头进行连接。采用钢塑法兰连接施工相对比较简便,缺点是如果防腐处理不当,很容易造成钢管一侧的管道泄漏。而钢塑接头连接完成后,由于连接可靠性和运行的安全性都比钢塑法兰连接更好。

3.2 PE管管件的配套问题

由于我国PE管及管件生产企业没有跨口径的变径接头,原本在钢管不同管径的管道连接中只需要一个变径的连接,PE管则需要三个以上的连接管件,这不仅增加了施工的难度,同时也增加了工程成本。

3.3 PE燃气管道的运行安全

我们发现PE管道在实际应用中应注意以下几点:1)PE管道周围的土方开挖施工是影响PE管道安全的主要因素,因此,在日常的运行管理中必须加大对管道附近其他工程施工的管理。2)由于PE管管材没有导电性,这给PE管道的探测定位带来很大的不便,针对这一点,在工程中要严格竣工资料的审核,务必要做到图实相符。

4 结语

通过PE管道在天然气工程的成功使用,充分说明了PE管在城市燃气输配系统中具有良好的发展前景。在我国燃气行业大面积推广使用PE管道在经济、技术等方面都是可行的,这项技术的使用,对于提高我国现有燃气行业的经济效益和整体水平起到很好的促进作用。