淺析聚乙烯燃?xì)夤茉谠O(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題論文
引言
聚乙烯燃?xì)夤艿涝谖覈褂靡呀?0年，其“質(zhì)量可靠、運(yùn)行安全、維護(hù)簡便、費(fèi)用經(jīng)濟(jì)”的優(yōu)勢，已成為國家標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50028—2006)中、低壓燃?xì)夤芫W(wǎng)的首選管材，在城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)中是否使用聚乙烯管道，成為衡量城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和燃?xì)庑袠I(yè)技術(shù)水平的標(biāo)志之一，但在進(jìn)行聚乙烯燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員往往忽視聚乙烯管與鋼管的區(qū)別，按照鋼管的設(shè)計(jì)方式設(shè)計(jì)聚乙烯管道，造成設(shè)計(jì)水平不高，也未使聚乙烯管材的優(yōu)勢得到充分發(fā)揮，對其缺點(diǎn)也不能做到主動(dòng)防范或回避。因此我們應(yīng)建立有別于鋼管的聚乙烯管道設(shè)計(jì)思路和理念。
1 聚乙烯管的自然彎曲敷設(shè)
聚乙烯管由于柔性好，可利用其柔性蛇形敷設(shè)或隨地形敷設(shè)，但聚乙烯管的柔性也有其自身的限制，在彎曲后內(nèi)側(cè)容易出現(xiàn)壓應(yīng)力，外側(cè)出現(xiàn)拉應(yīng)力。因此聚乙烯管道敷設(shè)時(shí)，管道允許彎曲半徑不應(yīng)小于25倍公稱直徑;當(dāng)彎曲管道上有承口管件時(shí)，管道允許彎曲半徑不應(yīng)小于125倍公稱直徑。
2 聚乙烯管的埋地敷設(shè)
《聚乙烯燃?xì)夤艿拦こ碳夹g(shù)規(guī)程》中規(guī)定，聚乙烯管道埋設(shè)在車行道下埋深不得小于0.9 m、非車行道下埋深不得小于0.6 m、機(jī)動(dòng)車不可能到達(dá)的地方不得小于0.5 m、水田下不得小于0.8 m，但在實(shí)際的運(yùn)行過程中由于聚乙烯管的機(jī)械強(qiáng)度不及鋼管，容易受到第三方破壞，導(dǎo)致燃?xì)庑孤踔烈l(fā)火災(zāi)。我司自從使用聚乙烯管以來已發(fā)生多起聚乙烯管道被第三方管道挖斷事故，2012年8月在寶雞市斗中路南段因第三方用挖掘機(jī)施工損壞了天然氣管道，導(dǎo)致泄漏的天然氣發(fā)生一場火災(zāi)，火苗高達(dá)10多米，在場人員無法靠近，分析其原因：一是施工方野蠻施工;二是管道埋深不夠，管道上方無警示帶。因此在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)考慮采取有效措施，減少管道被第三方破壞的可能。首先設(shè)計(jì)人員應(yīng)按現(xiàn)場實(shí)際情況確定埋深，條件允許時(shí)，適當(dāng)加大設(shè)計(jì)埋深;其次除加大設(shè)計(jì)埋深外，設(shè)計(jì)時(shí)增設(shè)示蹤裝置、警示帶等防止第三方破壞的有效措施，同時(shí)要求在管線的垂直上方，距管頂不小于30 cm距地面不小于30 cm范圍內(nèi)敷設(shè)一條警示帶，警示帶上應(yīng)有醒目的提示字樣，提醒第三者施工時(shí)，挖到此警示帶時(shí)，要注意下面有聚乙烯管道，小心開挖，避免損壞聚乙烯燃?xì)夤艿馈?/p>
另外在北方地區(qū)，由于采用集中供熱，個(gè)別地段供熱管道與聚乙烯管安全間距不夠，易造成聚乙烯管老化。根據(jù)《聚乙烯燃?xì)夤艿拦こ碳夹g(shù)規(guī)程》(CJJ 63—2008)聚乙烯管與熱力管道之間水平凈距和垂直凈距在滿足安全間距時(shí)，并應(yīng)確保燃?xì)夤艿乐車寥罍囟炔淮笥?0 ℃。因此，當(dāng)聚乙烯管與熱力管道之間水平凈距和垂直凈距不夠時(shí)，尤其是保溫土壤溫度在40 ℃以上是，應(yīng)采取有效的隔熱防護(hù)措施：如加設(shè)混凝土套管，必要時(shí)套管內(nèi)填充絕熱材料等，而當(dāng)聚乙烯管必須穿越熱力管溝時(shí)，用50~100 mm厚的隔熱材料包裹管道再套上套管，套管兩端封堵。
3 聚乙烯管道材質(zhì)的選擇
目前聚乙烯燃?xì)夤艿烙蠵E80、PE100兩種系列，有SDR11、SDR17.6兩種厚、薄管。PE100在性能上優(yōu)于PE80，其具有更加優(yōu)良的耐壓性能，最大允許工作壓力可達(dá)到0.7 MPa。同時(shí)具有優(yōu)越的耐快速裂紋擴(kuò)展性能，當(dāng)溫度過低時(shí)，聚乙烯管道會(huì)變脆，遇到撞擊時(shí)，容易產(chǎn)生開裂，采用PE100管材時(shí)，可避免發(fā)生快速裂紋擴(kuò)展事故，確保管道安全。假設(shè)有一條中壓管網(wǎng)，其設(shè)計(jì)壓力為0.2~0.4 MPa，采用聚乙烯PE80、PE100的SDR17.6系列的兩種管材，一種方案：選用PE80聚乙烯管，根據(jù)《聚乙烯燃?xì)夤艿拦こ碳夹g(shù)規(guī)程》(CJJ 63—2008)中壓管網(wǎng)最大壓力為0.3 MPa，運(yùn)營壓力較低.勢必增加運(yùn)營成本。另一種方案：選用PE100聚乙烯管，中壓管網(wǎng)壓力最大為0.4 MPa(SDR11系列)，運(yùn)營壓力較高，運(yùn)營成本較為臺(tái)理。目前市場上PE100(SDR17.6) 比PE80(SDR17.6)的管材價(jià)格高5%，在相同條件下，流量與壓力成正比，PE100(SDR17.6)所供應(yīng)的用戶比PE80(SDR17.6)大1.25倍，因此PE100(SDR17.6)運(yùn)營成本比PE80(SDR17.6)低，并且PE100的管材給將來管網(wǎng)的發(fā)展留有很大的余地，所以一般選擇選用PE100管材。我司目前采用PE100系列的SDR11、SDR17.6兩種管材。
4 聚乙烯管道連接方式的選擇
聚乙烯管道的焊接方式分為熱熔對接與電熔連接。熱熔對接易用于壁厚6 mm以上管材的連接，因?yàn)閷颖诤裉〉墓懿模懿牡牟粓A度和中心線的錯(cuò)邊會(huì)令焊接口的面積大大減少，影響焊接質(zhì)量，因此熱熔對接一般應(yīng)用于管徑較大的管道;電熔連接可以減少焊接過程中人為因素的影響，焊口可靠性高，且電熔管件連接可用于不同級別聚乙烯管材和不同壁厚管材的連接，不僅操作方便，而且安全可靠，在國際上被公認(rèn)為聚乙烯管最佳的連接方法，并大規(guī)模使用，但電熔管件成本較高，國內(nèi)電熔管件質(zhì)量良莠不齊，造成電熔連接質(zhì)量不如熱熔連接質(zhì)量的誤解，設(shè)計(jì)上應(yīng)予以注意。因此，鑒于以上情況，在設(shè)計(jì)中通常規(guī)定公稱直徑小于等于90 mm的聚乙烯管道采用電熔連接，公稱直徑大于90 mm的聚乙烯管道采用熱熔連接。
以上是我們在平時(shí)設(shè)計(jì)中總結(jié)出來的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)結(jié)論，在此僅供大家參考。相信隨著聚乙烯管道技術(shù)的成熟加上設(shè)計(jì)人員的合理設(shè)計(jì)，聚乙烯管道在燃?xì)庑袠I(yè)的應(yīng)用將會(huì)邁上新的臺(tái)階。
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