一、前言
在燃氣輸配設計中,城市燃氣管道有鋼管、鑄鐵管等多種。但隨著時間的推移,金屬管材耐腐蝕性差、成本高、運輸安裝不便的缺點逐漸顯露出來,于是人們已把眼光投向了塑料管材。聚乙烯管（以下簡稱PE管）是新一代的燃氣輸送管,它是以聚乙烯為主要原料,經(jīng)擠壓成型的管材,它與傳統(tǒng)的金屬管相比,具有耐腐蝕;重量輕,密度僅是鋼材的l/8;使用壽命長,可達到50年;強度高、韌性好,可經(jīng)受地層變化而不斷裂;施工簡便等優(yōu)點,是燃氣管道更新?lián)Q代的新產(chǎn)品。PE管在國外已有幾十年的使用歷史, 世界上經(jīng)濟發(fā)達國家從上世紀40年代末已開始研究PE管，并應用在燃氣工程中；從60年代起相繼在燃氣輸配系統(tǒng)中應用PE管；且使用比例逐步擴大。目前，國際上歐、美、日等發(fā)達國家和地區(qū)已全部采用PE管道。1988年在慕尼黑的國際煤聯(lián)（IGU）輸配委員會會議上一致認為：“采用聚乙烯(PE)為原料的埋地燃氣管道質(zhì)量可靠、運行安全、維護簡便、費用經(jīng)濟”。
我國雖然在燃氣用埋地PE管道行業(yè)中起步較晚，但有著強勁的發(fā)展勢頭。1982年上海第一次對PE管道進入了試用階段。為了使PE管研究工作受到重視并順利進行，國家科委1987年把“聚乙烯燃氣管專用料研制和加工應用技術(shù)”開發(fā)列為國家“七五”攻關(guān)項目。從專用原料管材、管件的加工到工程應用到標準規(guī)范制定進行了系統(tǒng)研究并取得了豐碩的成果。1995年，國家技術(shù)監(jiān)督局、建設部分別頒發(fā)了聚乙烯燃氣管材、管件的國家標準和工程技術(shù)的行業(yè)規(guī)程，標志著我國對聚乙烯燃氣管道的應用走上了規(guī)范化的道路。目前燃氣PE管已廣泛應用于燃氣中低壓管網(wǎng)。
二、PE燃氣管道的施工特點
1 安裝、維護簡便，易操作
PE管道的連接方式有二種，
一是電熔連接，一般適用在管徑小于De110；
二是熱熔連接，一般適用于管徑不小于De110，在對接中無需套筒管件。 以上二種連接操作方法在短期培訓就能掌握，焊接質(zhì)量也能保證，施工進度也快。另外，在已運行的燃氣管網(wǎng)中可以帶氣開三通作業(yè)，這一工序，采用鋼管作為燃氣管道是無法實現(xiàn)的。
PE管材自身重量較輕，不需起重吊裝設備，搬運及向溝槽下管較方便。PE管焊接只要電熱熔焊機，設備輕便，自動化程度高，不需人工焊接，安裝施工方便，強度小，效率高。燃氣用埋地PE管道主要是采用熱熔連接或電熔連接，其接口強度一般高于管材本身的強度。所以，與橡膠圈類接頭或其它機械類接頭相比，不存在因接頭扭曲造成泄露的危險。PE管具有優(yōu)良的撓性，極大地增強了該材料對管道工程的價值。因聚乙烯的撓性使管徑較�。ㄒ话悴淮笥贒100）的聚乙烯燃氣管道可以盤卷供貨，這樣就在施工中節(jié)省了很多管件，同時也避免了接口泄露的可能性；用于不開槽施工，聚乙烯然氣管道的走向容易按照施工方法的要求進行改變，使其可在施工前改變管材的形狀，插入舊管材后恢復其原來的大小和尺寸。
PE管維修方便，在管道上可以不停氣開孔或維修，在這方面都有很成熟的技術(shù)。聚乙烯管材有利于以后的事故搶修和維護，由于聚乙烯管具有良好的柔韌性，在實際工程中對運行壓力低于0.1MPa的燃氣管道采用夾扁機具進行阻氣，在搶修和接新管線的過程中，不存在明火現(xiàn)象，降低了燃氣系統(tǒng)帶氣作業(yè)的危險性；由于夾扁操作是用來搶修或以接新管線為目的的，從而這種操作持續(xù)時間不長。
所以，對聚乙烯管道在短時間內(nèi)進行壓扁操作，當應力撤去后，聚乙烯燃氣管道本身應能基本恢復其原來形狀。
在非開挖管道施工方面PE管有很大的優(yōu)越性。在城區(qū)進行燃氣管道施工時穿越道路和建筑物的情況非常多。在采用非開挖技術(shù)時，由于PE管有比較大的擾度，焊接速度快，施工方便。
2 防腐處理
PE管是聚乙烯的高分子聚合物，化學性能穩(wěn)定，受土壤中化學物質(zhì)、雜散電流的腐蝕作用小，有良好的耐酸堿性能，因此聚乙烯燃氣管在敷設時不需要做防腐處理，其使用壽命長達50年。特別指出有許多種埋地鋼管防腐技術(shù)方法中就有采用PE材料作為防腐層，據(jù)有關(guān)文獻介紹國外PE埋地使用了60年后，挖出來重新焊接，其焊接及本體質(zhì)量同樣能達到PE管規(guī)定的質(zhì)量指標要求；PE管無需做防腐處理。而鋼管一般上設計壽命為20年。
3 工程適應性強
市政工程和住宅小區(qū)庭院里的各專業(yè)管道多，管位緊張，在這種復雜的施工環(huán)境中， PE管材柔韌性、撓性好：當管基稍有下沉時不易折壞；可以利用PE管的柔性，蜿蜒狀敷設或隨地形彎曲敷設，施工中借轉(zhuǎn)角度大，在允許彎曲半徑內(nèi)易繞過障礙物，減少接頭的數(shù)量，降低了施工難度。
4 投資成本低
城市燃氣輸配管網(wǎng)是城市燃氣工程的重要組成部分，燃氣管網(wǎng)造價占燃氣工程總造價的比例很大（約40%），因此研究燃氣管網(wǎng)的經(jīng)濟造價和經(jīng)濟運行有著十分重要的意義。對PE燃氣管道與鋼管的經(jīng)濟性能比較如下：
（1）管材的價格比目前常用的燃氣鋼管的優(yōu)勢是眾所周知，DN200以下的管道，PE管比鋼管便宜；小管徑PE管道一般采用電熔連接，PE管件價格高；對于大大管徑的PE管，由于壁厚較厚，其價格較鋼管高，但可采用熱熔連接，節(jié)省管件費用，而且壽命長（PE管的使用壽命為50年，鋼管的使用壽命按國家計委煤氣設施折舊費年限定為18年）、無需防腐，其綜合價仍比鋼管投資低。
（2）因PE管有柔韌性強，完全可以在地面上預制好，再放入管溝，不需做工作坑，故PE管施工管溝的土方量比鋼管施工管溝的土方量小一些。
（3）中壓鋼質(zhì)燃氣管道在安裝焊接過中必須經(jīng)無損探傷等一筆可貴的費用，檢測程序也比較復雜；而PE燃氣管檢測程序、檢測方法和手段簡單有效，檢測費很小。
總之，燃氣PE管材料和安裝費用較鋼管具備明顯優(yōu)勢， PE燃氣管的綜合經(jīng)濟性能是遠遠優(yōu)于鋼管的。
三、PE燃氣管道的施工要求
由于燃氣PE管具備許多優(yōu)點，我公司在天然氣新管網(wǎng)的敷設和舊管網(wǎng)的改造中大量采用PE管，經(jīng)過多年的PE管施工積累了一些技術(shù)和施工經(jīng)驗，施工人員也由原來的怕施工PE管變?yōu)楝F(xiàn)在的喜歡施工PE管。
1 溝槽
我公司目前氣源為天然氣，因此溝槽開挖要求控制好坡度，若超挖或換土時，回土須夯實，以防管道下沉造成反坡積水，溝槽的水準測量符合設計要求后方可下管。
2 PE管的連接
連接采用熱熔連接和電熔連接：
（1）熱熔連接：熱熔連接前后，連接工具加熱板的兩個加熱面上的污物應用潔凈紗布擦凈，以防影響熱效率和接頭質(zhì)量。連接時的加熱時間、加熱溫度、保壓壓力、冷卻時間應符合管材、管件生產(chǎn)廠家的規(guī)定，保壓冷卻期間不得移動和施加外力，否則會使還沒有達到最大耐壓強度的接頭不能形成均勻的凸緣，影響接頭均勻受壓。對接兩端要銷銑，使兩端面的垂直接合良好，保證不錯邊。否則接觸面積減少，強度減弱。
（2）電熔連接：電熔連接時應保證電熔工具連接正確，通電電流、通電時間的設置應符合電熔配件要求。電熔承插面要求潔凈，銷銑兩端面垂直接合要好，用刀刮除電熔面的氧化層，并使電熔面打毛，增加接觸面。管道插入前要標志好插入長度位置，保證足夠長度，保證電熔連接面積，增強連接接頭的質(zhì)量。
鞍型電熔連接同樣要清除表面，并要求上緊管道平整固定螺絲，使接觸面吻合。
3 回填
燃氣PE管強度和剛度沒有鋼管高，管道周圍不得有磚、石塊等尖硬雜物，但現(xiàn)在舊城改造地下尖硬物較多，因此下管前需要鋪沙，回填時先鋪一層沙，以保證管道安全。
4 帶氣作業(yè)
對于De110以上的PE管接直管或開三通，可根據(jù)氣源情況（單雙氣源），選擇PE管專用夾具，夾斷氣源后再用電熔套筒連接。若每次管端頭采用法蘭頭封堵時，直接管時可不停氣采用法蘭頭連接。在De110以上的PE管上開小于De63的支管時，采用電熔鞍形三通，不需停氣，在管道上安裝好鞍形三通后用刀具在原管上開口通氣。
四、燃氣PE管在應用中的缺點和注意點
1 PE管機械強度較低、容易受到人為的損壞
PE管由于硬度不如鋼管，在受到堅硬物的沖擊時很容易被打穿孔。為了保護PE管道免遭人為的破壞,在PE管道敷設時,一般在PE管的上方加設紅磚和警示帶,再就是加強管道的巡查。當燃氣PE管先期施工或埋設深度較淺時，在小區(qū)其它配套管網(wǎng)施工或道路施工過程中，燃氣PE管易被鑿通，造成燃氣泄漏。為避免類似事情發(fā)生，應對已施工的燃氣PE加強監(jiān)護或在其它配套管網(wǎng)后施工，并保證足夠埋設深度。
2 PE管對熱穩(wěn)定性較為敏感
PE管在較高溫度下其耐壓強度會降低;溫度過低將導致其變脆。因此,目前PE管一般使用壓力在0.1～0.4MPa。由于PE管易氧化，易彎曲，對溫度敏感，對于管材的存放、搬運、運輸、存放期限及施工等有一定的要求。PE管施工設備多，對施工設備依賴性大；對外界環(huán)境要求高，寒冷天氣和大風下雨環(huán)境下不便施工，須采取保護措施。
3 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；在投運以后的管道，如果管道附近的建構(gòu)筑發(fā)生變化，對原有的竣工圖紙要及時更新，確保能及時的掌握地下天然氣管道的確切資料，從而為管道的運行管理打下良好的基礎。
4 PE管管件的配套問題
由于PE管的化學性能的限制，它不能在地面上使用（不能作明管使用），PE水井體積龐大，在小區(qū)管網(wǎng)配套中施工不方便。PE管配件價格高。
五、結(jié)束語
燃氣管網(wǎng)的管材隨著材料科學的進步而不斷更新 ,由當初的灰口鑄鐵管 、鉛口鑄鐵管、機械接口鑄鐵管、球墨鑄鐵管到目前普遍使用的鋼管 ,以及具有國際先進水平的PE管。綜上所述，雖然PE管仍存在一些缺點，但與金屬管道相比，PE燃氣管道具有性能優(yōu)異，施工簡單，運行可靠，維修方便，使用壽命長，投資成本低等優(yōu)點，以及有一套完善的運行管理方案，完全可實現(xiàn)燃氣管網(wǎng)安全運行，因此PE燃氣管道在城市燃氣輸配管網(wǎng)應用前景十分廣闊，值得我們管道燃氣行業(yè)大力推廣應用。13年的實踐證明燃氣PE管在XX市城市燃氣輸配管網(wǎng)中的應用對降低燃氣工程的造價，提高燃氣管網(wǎng)的輸配能力，確保管網(wǎng)有安全運行具有現(xiàn)實意義。隨著我國天然氣產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，燃氣PE管運用技術(shù)和施工技術(shù)的日趨成熟，燃氣PE管在鎮(zhèn)江市城市燃氣輸配管網(wǎng)工程中所占的比例將越來越大。
