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摘要:本文简要介绍PE管的分类以及PE管的使用方法,并介绍在运行管理过程中的维修抢险方法。
关键词:PE管维修抢险
前言
随着我国PE(聚乙烯)压力管材生产工艺的日益成熟,PE管的施工技术得到迅速的发展,PE管具有使用时间长、耐磨性强、施工快捷、维护成本低的优势,在燃气输送领域中逐渐受到关注和推广运用,取得了良好的效果,大有取代金属材质燃气管道之势,PE管的使用价值得到明显的提升。
1PE管的特点
1.1投资成本低
PE管相较于钢管、铸铁管等金属材料管道来讲价格更加便宜,而且使用年限非常长(通常为50年),而金属管道使用寿命不到20a,这也就意味着PE管的更新时间更长,相对来说投入的成本比金属管道更低。同时,由于PE管具有较强的韧性,因而在实际施工过程中只需要将PE管置于沟道中即可,不需要进行挖坑作业,这样也节省了施工成本。此外,PE管的焊接和检测方法简单,在日常的维护和检测过程中成本更低。
1.2工程适应强
由于当前管道有往地底下发展的趋势,各种类型的管道非常多。PE管在这种运行环境下,能够充分发挥韧性好的特点,在面临复杂的地质环境或者安装环境能够进行大角度的弯曲而不会受到折损破坏,并且其接头数量少,工程的适应性非常强的。
1.3更新使用年限长
传统的金属材质的管道更新使用年限较短,需要经常进行更新。而PE管作为聚乙烯高分子聚合物,其化学结构非常稳定,对于酸性或者碱性物质具有很强的抵抗性。PE管在使用的过程中并不需要进行特殊的防腐处理,更新使用年限非常长。
1.4安装和维护更加方便
不同于金属材质管道的大体积、大重量,PE管自身的质量非常轻,在运输的过程中并不需要通过升降机、起重机等吊装设备对管道进行搬运。而在安装过程中,对于PE管的焊接通常使用热熔焊机,由于热熔焊机具有自动化程度高和重量轻的特点,因而对于PE管的焊接非常方便,安装施工效率非常高。同时,在PE管的日常维护和检测过程中,不容易发生明火的现象,极大程度上降低了对PE管的进行维护工作的危险性。并且由于PE管自身所具有的耐腐蚀性和强柔韧性,在非开挖管道的施工方面具有很大的优越性。
2聚乙烯管原料分类及管材规格
国内燃气输配工程中测井使用硬质聚氯乙烯、中密度或高密度聚乙烯,以及尼龙-11等各种材质的塑料管。不同材质的塑料管是采用不同的树脂,掺加增塑剂,稳定剂,填料及着色剂等,经搅拌、加热、积压成粒状,再经风冷却制成塑料粒料,将粒料送入制管机中,先加热到150~160℃,使粒料熔化,然后挤压成管型,通过水冷却而硬化成塑料管。
塑料管的尺寸根据其外径和壁厚来确定。外径与管厚的比值(SDR)又取决于树脂的质量和塑料管的使用条件。对于中、高密度聚乙烯塑料管,若是加厚管,SDR=11,公称压力P≤0.4MPa;若是普通管,SDR=17,公称压力P≤0.25MPa。我国某些厂家目前生产的中密度聚乙烯管SDR=17.63,加厚型SDR=9.33~12.11,可用于中低压燃气管道。
DN<63mm的聚乙烯管出厂时通常被卷成盘管;DN在65~150mm范围内则被绕在大线轮上供应;DN>150mm时一般均以直管段供应,每根管子长4~12m。直管段堆放时要放平整,防止日晒、冷冻和因重力而自然弯曲。
塑料管的颜色有黄、黑、灰或绿等,可在订货时提出要求。例如,法国煤气公司规定聚乙烯管为黑色,沿长度方向衬黄色线条,以利辨认。
3聚乙烯管的连接和检验
PE管道的焊接方式分为热熔对接与电熔连接。热熔对接一般应用于管径较大的管道中,相对于电熔连接价格较低。电熔连接可以减少焊接过程中人为因素的影响,焊口可靠性高,在国际上被公认为PE管最佳的连接方法。其中,相同管径不同壁厚的管材(即SDR值不同的管材)、公称直径小于90mm的管材的连接必须采用电熔连接。
热熔连接的主要检验方法是连接完成后,对连接处进行100%的翻边性、接头对正性检验和不少于10%翻边切除检验。
电熔连接的主要检验四个方面:一是电容关键端口处的管材应有明显刮皮痕迹和明显的插入长度标记;二是接缝处不应有熔融物料流出;三是电熔套件上观察孔中熔融材料高度达到电熔管件生产厂提出的要求;四是电熔管件中内埋电阻丝不应露出。
4聚乙烯管与钢管的性能对比
①强度。PE管的机械强度远低于钢管,必须考虑防止机械破坏。
②寿命。钢管易腐蚀,一般使用寿命为20年,PE管耐腐蚀,使用寿命为50年甚至更长。
③柔韧性。PE管式柔性管,可弯曲敷设,抗沉降、抗震性能优异,在地质断裂带、地震多发区及可能出现非均匀性沉降的地段应首选PE管作为设计管材,提高燃气管网的安全系数和防灾害能力。
④内壁粗糙度。PE管式光滑管,PE管壁的绝对粗糙度比钢管小一个数量级,在相同管径下通过能力更大。
5聚乙烯管的敷设
由于PE管的机械强度不及钢管,易受第三方破坏,导致燃气泄露,甚至引发火灾。因此在设计阶段就应采取有效措施,减少管道被第三方破坏的机会。
埋深不足不仅容易受到人为破坏,而且在意外荷载的作用下易遭到破坏,因此PE燃气管道的埋深必须遵守国家有关标准。国家标准规定PE管在非机动车道(含人行道)和机动车不可能到达的地方的最小埋深分别为0.6m和0.3m。应该注意,在人行道上或机动车不可能到达的地方可能停放车辆或堆放物品,由此而损坏燃气管道的现象已有案例,设计人员应按现场实际情况确定埋深,条件允许时,适当加大设计埋深。
除了加大设计埋深,设计时增设示踪装置、警示带及保护板是防止PE管遭受第三方破坏的有效措施。
PE管属绝缘体,常规的电磁法无法探测PE管道的位置,可在管顶设计安装示踪带或示踪线。警示带起警告作用,以提醒开挖者下面有燃气管道,要多加提防。有些燃气公司采用示踪带(线)和警示带为同一带的做法。此法虽可节省材料,但一旦有第三方破坏会使示踪线破损,无法发挥示踪的作用。较好的方法是示踪与警示功能分开,示踪带安装在PE管顶,而警示带则安装在PE管的上方。也可设计安装保护板起警示和保护功能,一般保护板为混凝土板、PE板或PVC板,安放于PE管上方约250~400mm处,保护板应有字句警告下面有燃气管道,并列明燃气公司的名称,处理紧急事件的联系电话。保护板的宽度应等于或大于PE管直径。
6运行管理及维修抢险
在正常情况下,PE燃气管道比钢质燃气管道的寿命长,但聚乙烯管道受外力易被破坏(特别是尖利物体碰撞时,易被击穿),造成管道燃气泄漏。近几年建设加快,在各种工程施工中把埋地燃气管挖断、挖破的事故时有发生,导致燃气泄漏,几种抢修方法:(1)对于管道局部小孔洞状泄漏,先封严泄漏点,再采用电熔鞍型管件挡住破损点,利用PE管材的热塑性使鞍型管件与管道管壁熔为一体,从而达到修复的目的;(2)当DN90以下的管道发生较大的破损时,可利用管道本身的柔软性,在破损处两端用专用夹管器将管道夹扁来切断气源,更换破损管道,在管道两端用电容套筒焊接进行修复;(3)对于DN90以上的管道的破损,可使用PE管道封堵机,基本配置由阀箱、钻孔机、封堵机和堵头组成。阀箱功能为定位和作为操作平台,用于工序间的转换及提供必需的旁路通道口;钻孔机功能是带压钻孔;封堵机功能是在维护抢修时封堵施工管段的两端;堵头机功能是在完成维护抢修施工后,对钻孔处进行密封处理。
7结束语
综上所述,随着科学技术的不断发展,城市燃气的材质会逐渐“远离”传统的金属材料。PE(聚乙烯)材料作为一种新型的化学材料,由于其具有投资成本低、工程适应性强、更新使用年限长、安装维护操作简单的优点,将会逐渐成为未来燃气材料选择的潮流和趋势。因此,要不断提高PE燃气施工技术,完善PE燃气施工方法,更好地服务于市民生活。