管道燃气是城市重要的基础设施, 对完善提升城市形象、城市功能, 提高城市居民的生活质量具有重要意义。随着经济社会的发展, 城市住宅小区集中化与工业园区大量涌现, 管道燃气得到了广泛采用。尤其是在大中城市, 沿海经济发达地区, 经济技术开发区等区域。在各地燃气管道工程的建设, PE管 (高密度聚乙烯管) 凭借其优良的品质而受到人们的青睐, 全国各地越来越多燃气企业选择了PE管作为输气管道。PE燃气管道施工目前遵循《聚乙烯燃气管道工程技术规程》 (CJJ63-95) 与《城镇燃气输配工程施工及验收规范》 (CJJ33-89) 。PE管运行维护费用低, 而且在安装工作中可以省去管道防腐环节, 与其他无缝钢管、焊接钢管及铸铁管等金属管材相比, 具有较高的经济性。
PE管具有很好的柔韧性, 管材可以盘成卷, 从而能使管网中的接头数量减少, 可蛇行铺设, 轻易绕过障碍物, 进一步减少接头数量。PE管属热塑性材料, 可多次加工成型, 使热熔和电熔连接成为可能。PE管抗冲击性能好, 具有较高的断裂延伸率, 经验证明能够抵抗地震等自然灾害的影响。PE管具有较好的气密性, 气体渗透率低。PE管适合于燃气管道工程中埋地管的铺设, 不适用于露天明管使用。
首先确定管位, 然后按图纸定桩、放线, 一般距离30m定一桩位。放线时采用撒双道白灰线, 以保证管位开挖不偏移。对于管线在混凝土或沥青路面的, 要求用切割机割双线, 再用风爆机破除混凝土或沥青。因城市道路下隐蔽设施及地下管线较多, 故土方工程不允许采用机械开挖。人工开挖管沟时上口宽度以 (沟底宽度+深度×边坡系数) 计。管沟边坡系数根据土壤类别及物理力学性质确定。当管沟深度小于3m时, 边坡系数取0.33;当管沟深度大于或等于3m时, 边坡系数为0.5。沟底宽度按:底宽=管外径+0.6m。开挖的土方不允许直接推在管沟沟壁两边, 以防塌方, 通常土推距沟边不能小于50cm, 若沟底遇有废旧构筑物、硬石、木头和垃圾等杂物, 则必须清除, 然后敷一层厚度不小于0.15m的砂土或素土, 并整平夯实。
PE管施工顺序为材料检验→PE管焊接、下沟→管道吹扫→强度、气密试验。
管材、管件应具有质量检验部门的产品质量检验报告和生产厂的合格证。对管材、管件进行外观及几何尺寸检查, 检查管材、管件内外表面是否清洁光滑, 是否有沟槽、划伤、凹陷、杂质和颜色不均等, 燃气管材应为黄色或黑色, 当为黑色时管上必须有醒目的黄色条, 同时管材上应有连续的、间距不超过2m的永久性标志, 写明用途、原材料牌号、标准尺寸、规格尺寸、标准代号和顺序、生产厂名或商标、生产日期。检查管材直径和壁厚, 任意一处直径壁厚不合格即为不合格。
PE管的焊接分为电熔焊接和热熔对接, 焊接参数必须严格按厂家提供的数据及国家有关规范进行操作。 (如表1)
焊接时必须将拖动压力叠加到各压力参数中, 焊接过程中必须记录以下焊接参数, 并对焊缝自检, 合格后可进入下一焊缝焊接。须记录的焊接参数有:环境温度、被焊物规格、对接焊的吸热时间、冷却时间、焊接压力、焊机型号、焊接操作者姓名、电熔焊的焊接电压、管子插入管件的插入深度、焊接时间等。
燃气管道的吹扫介质为压缩空气,
塑料热熔对接焊机焊接工艺参数 (机器型号:PBF160A) SDR11表1。
吹扫风速不得小于20m/s, 用白布置于排出口检查, 以吹出气流中无赃物时为合格。
试验介质为压缩空气, 介质温度不超过40℃为宜, 强度试验压力为设计压力的1.5倍, 即0.45MPa, 稳压1h, 仔细观察压力表 (试验压力表精度为0.4级) , 沿线检查。气密试验压力为设计压力的1.15倍, 即0.345MPa, 稳压24h, 当修正压力降≤允许压力降, 确定为合格。
允许压力降:
式中:△P——允许压力降 (Pa) ;
T——试验时间 (h) ;
d1、d2~dn——各管段内径 (m) ;
L1、L2~Ln——各管段长度 (m) 。
试验实测的压力降还要根据试验开始及终止时的大气压、管网温度予以修正:
式中:△P′——修正压力降 (Pa) ;
H1、H2——试验开始及终止时压力计读数 (Pa) ;
B1、B2——试验开始及终止时气压计读数 (Pa) ;
t1、t2——试验开始及终止时管内温度 (℃) 。
试验结果△P′≤△P为合格, 否则应找出原因对管道修补后重新进行试验。
管沟进行回填时, 填细砂至管顶15cm, 再分层回填杂砂石 (每层厚度为300mm) , 分层夯实, 距管顶500mm处设一条警示带, 以保护管道在日后的运行中免受人为的意外损坏。路面混凝土恢复按原标号 (或高一级) 强度进行施工。对砖面层, 先细砂垫层找平后铺砖, 铺砖后用细砂灌缝。
PE管材密度高、柔性好, 具有优异的抗冲击、抗磨损性能、耐冲击强度优于金属管道, 在实践当中表示其寿命为钢管的4倍。
寿命长、抗腐蚀、地埋管道在-20℃~+40℃范围内安全使用50年以上。
材质无毒, 无结垢层, 不滋生细菌。
管壁平滑, 能提高介质流速, 增大流量, 与相同直径的管道相比, 可输送更多的流量, 节省动力消耗。
成本低、投资省。与金属管道相比, 可以减少投资30%左右 (!200mm以上大管成本略高) 。
重量轻, 密度仅为铜管的1/8, 易搬运, 易弯曲。焊接工艺简单, 不须进行防腐处理, 施工快捷, 特别是在非开挖施工技术中, 由于PE管道的可弯曲行, 大大降低了施工难度及施工时间。
这是因为PE管在应用中随着时间的流逝、材料会在应力、介质和温度等的作用下发生老化, 材料的强度会随时间的推移逐渐下降。这样, 我们在设计PE管道时就应采用当材料应用到设计年限时的强度。
(1) 在运行过程中PE管道由于不抗机械损伤, 容易产生认为破坏, 所以在运行过程中要加强管理, 由于管道敷设可蜿蜒敷设, 管道竣工资料尤为重要, 只有详细的工程资料, 才能减少其它工程施工中造成由于资料不祥造成对燃气管道的损伤。
(2) 在运行过程中已出现过白蚁噬咬造成燃气管道的状况, 对该种状况苗头应引起重视并进行监测, 避免造成重大事故。
(3) 施工中焊接质量控制尤为重要, 在工程施工焊接及运行过程中出现的事故分析, 焊接过程中焊口不对中产生偏心是主要问题, 由于不对中, 造成燃气管道与管件熔接不充分, 往往产生虚焊, 应在套筒焊接的工艺中增加对管器, 避免对中不好及焊接中的应力, 保证焊接质量。
(4) 施工中应注意管道的清洁, 分次施工时要及时将施工口封堵好, 避免水及杂物进入管道, 封堵材料建议选用可循环利用的柔性物质。
摘要：本文结合作者在深圳市管道燃气工程施工、运行过程的实践经验, 探讨PE燃气管道施工技术及应用。
关键词：PE管,施工技术,燃气管道
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