談聚乙烯燃氣管在燃氣工程中的應用

【摘 要】隨著高分子材料科學技術的飛躍進步、塑料管材開發(fā)利用的深化、生產(chǎn)工藝的不斷改進，塑料管道淋漓盡致地展示其卓越性能，聚乙烯管道是一種非常好的工程管道材料，在燃氣工程上應用尤其廣泛，它的主要優(yōu)點體現(xiàn)在：耐腐蝕、不泄漏、高韌性、撓性、抵抗刮痕能力、壽命長、重量輕。聚乙烯燃氣管道工程有其技術的先進性，也有其獨特性，需要一個完善的工程質量保障措施來保證工程質量，以發(fā)揮聚乙烯管道的優(yōu)良性能。本文較為系統(tǒng)地分析了聚乙烯燃氣管道在燃氣工程中應用的相關技術。

【關鍵詞】聚乙烯燃氣 燃氣管道 工程技術

聚乙烯是一種熱塑性的塑料，可多次加工成型，它作為一種工程材料，相對于鋼管、鑄鐵管、UPVC管而言，具有許多卓越的特性。國外在聚乙烯燃氣管道應用上起步較早，許多發(fā)達國家的城市燃氣管網(wǎng)均采用聚乙烯管道，目前正在逐步向次高壓燃氣輸配系統(tǒng)延伸，并擁有一套從原料生產(chǎn)到工程施工的先進的完備的技術標準體系。自六十年代初，探索聚乙烯管道用于燃氣輸送以來，圍繞聚乙烯管道系統(tǒng)的各個方面的研究和開發(fā)工作就一直未間斷，且異常活躍，時至今日，聚乙烯管道在各國燃氣管道上的廣泛應用已經(jīng)成為管道領域最為引人注目的成就。

1. 燃氣工程中聚乙烯燃氣管材的特點

聚乙烯是一種熱塑性塑料，可多次加工成型，它作為一種工程材料，相對于鋼管、鑄鐵管、UPVC 管而言，具有許多卓越的特性。因此聚乙烯燃氣管道同樣具有許多優(yōu)良的特性，如耐低溫、耐腐蝕、韌性好、剛柔相濟。廣泛用于燃氣輸送、給水、排污、農(nóng)業(yè)灌溉、礦山細顆粒固體輸送，以及油田、化工和郵電通訊等領域，特別在燃氣輸送上得到了普遍的應用。

正因為聚乙烯管具有這樣明顯的優(yōu)點，才圓滿地解決了傳統(tǒng)管道的腐蝕和接頭泄漏兩大難題，并且相同內徑的情況下聚乙烯管的流通能力比鋼管要高，從此聚乙烯管道倍受青睞，日益發(fā)出奪目的光輝。經(jīng)過近半個世紀的不斷發(fā)展，聚乙烯管道已成為最成熟的塑料管道品種之一。目前，聚乙烯燃氣管在我國形成了相當規(guī)模的生產(chǎn)能力，正在南方各省大量推廣使用，每年在1 萬噸以上，而在北方高寒地區(qū)由于埋深限制應用較少。

2. 聚乙烯燃氣管道連接質量控制要點

聚乙烯燃氣管道的連接，是整個聚乙烯管道安裝過程中最重要的工序，連接技術的優(yōu)劣，直接關系到燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)的運行效果和使用壽命。實踐證明，聚乙烯燃氣管道最易損壞和泄露的部位，就是管道接口，工程成功與失敗的關鍵就是管道連接質量的好壞。按焊接方式的不同，聚乙烯管道的連接一般分為熱、電熔連接兩種。

熱熔對接連接是將與管軸線垂直的兩個端面與加熱板接觸，加熱至熔化，然后抽出加熱板將熔化端壓緊、冷卻而實現(xiàn)連接。電熔連接是通過給預埋于管件里的電熱絲通電，使管件內表面及管材外表面分別被熔化、冷卻而達到焊接目的。電熔連接受環(huán)境、人為因素影響較少，接頭較為牢固可靠，但管件加工工藝復雜，成本高而熱熔連接受環(huán)境、人為因素影響較多，接頭質量沒有電熔連接的可靠，但成本較低。這樣焊接本質上保證接口材質、結構與管體本身的同一性，實現(xiàn)了接頭與管材的一體化。試驗證實，其正確接口的抗拉強度及爆破強度均高于管材本體，可有效地抵抗內壓力產(chǎn)生的環(huán)向應力及軸向的拉伸應力，存在因接頭扭曲造成泄漏的危險。

接口質量可通過外觀檢查和無損探傷或破壞性檢驗等方法來判定是否合格，但那只是一種抽查手段，并不能代表接口全部合格，而我們最終的目的是使接口100%符合要求，從而保證燃氣管網(wǎng)的安全可靠。因此，連接過程中的質保措施很重要，嚴格按要求施焊是接口質量的保證。對于熱熔連接，應從以下幾個方面確保聚乙烯燃氣管道的連接質量：在寒冷氣候(-4℃以下)和大風、雨環(huán)境下進行連接操作時，應采取保護措施或調整連接工藝；管道末端必須切成直角并清除碎屑及附著物，標出插入深度，用專用刮刀將插入端表面表皮刮除，須徹底刮凈；熔合過程和冷卻時間內不得碰動管道，移離機身的管子應有十分鐘的冷卻時間。對于電容連接，要想控制燃氣管道的連接質量，應注意以下方面：在寒冷氣候(-4℃以下)和人風、雨環(huán)境下進行連接操作時，應采取保護措施或調整連接工藝。兩段管道須對齊平放，可移動一方用滑動支架承托；自動銑削完后，以視覺檢查銑削面的質量，對齊后檢查管子是否對準及管末端兩表面是否齊平；發(fā)熱板應保持非常清潔，沒有污染物，塵埃及聚乙烯熔化物；為清除發(fā)熱板上余下塵埃，在每天進行第一次焊接前，轉換不同直徑管材作焊接前及使用其他方法清潔發(fā)熱板之后，都應以卷邊形成清潔法來清潔發(fā)熱板。

3. 聚乙烯燃氣管道的工程技術特點

聚乙烯燃氣管道工程有其技術的先進性，也有其獨特性，需要一個完善的工程質量保障措施來保證工程質量，以發(fā)揮聚乙烯管道的優(yōu)良性能。

生產(chǎn)過程的工藝控制非常重要，因為如果生產(chǎn)過程出現(xiàn)剪切過度，會導致熔體溫度的升高，最終材料性能劣化，而這種劣化采用常規(guī)的檢測是很難發(fā)現(xiàn)的。對于管材的外觀尺寸，一些先進的生產(chǎn)線帶有在線測量儀，管材的外形尺寸，可在屏幕上直接顯示，如與主機相連，可實現(xiàn)自動調整模具，壁厚和外徑。特殊地段的敷設，采用插入法敷設聚乙烯燃氣管道時，應使用清管設備清除舊管內壁沉積物、銳凸緣和其它雜物，用壓縮空氣吹凈管內雜物，在舊管插入口處加硬度比聚乙烯管小的漏斗形導滑口，拉動聚乙烯管的拉力不得大于管材屈服拉伸強度的50%， 聚乙烯管與舊管兩端應封堵密實。聚乙烯燃氣管道不宜直接引入建筑物內或直接引入附屬在建筑物墻上的調壓箱內，當直接用聚乙烯燃氣管道引入時，穿越基礎或外墻以及地上部分的聚乙烯燃氣管道必須采取硬質套管保護。確保滋氣管網(wǎng)安全運行的措施。近幾年建設加快，在各種工程施工中把埋地燃氣管挖斷、挖破的事故時有發(fā)生，導致燃氣泄漏，可采取設置燃氣管道標志樁;管頂30cm以上鋪設示蹤警示帶；優(yōu)先選用消防色(黃色)聚乙烯燃氣管。

就熱熔對接連接和電熔連接施工機具而言，其體積非常小巧，重量也很輕，可實現(xiàn)人工搬運，無需鋼管焊接所用的專用焊接車，施工機具的價格也只有幾萬元，施工機具費用很低。管材、管件存放處與施工現(xiàn)場溫差較大時，連接前應將管材、管件在施工現(xiàn)場放置一定時間，使其溫度接近施工現(xiàn)場溫度，由于聚乙烯燃氣管道是采用熔化連接，熔接條件（溫度、時間）是根據(jù)施工現(xiàn)場調節(jié)的，若管材、管件從存放處運到施工現(xiàn)場，其溫度高于現(xiàn)場溫度時，會產(chǎn)生加熱時間過長，反之，加熱時間不足，兩者都會影響接頭質量聚乙烯管道受溫度的影響較大，在寒冷氣候下進行熔接操作，達到熔接溫度的時間比正常情況下要長，連接后冷卻時間也要縮短。在溫度較高情況下，會產(chǎn)生相反的效果，因此，此時應對正常情況下焊接參數(shù)進行修正。

結語

隨著高分子材料科學技術的飛躍進步、塑料管材開發(fā)利用的深化、生產(chǎn)工藝的不斷改進，塑料管道淋漓盡致地展示其卓越性能，現(xiàn)在塑料管材已不再被人們粗淺的認為是金屬管材的廉價代用品。聚乙烯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，只要運行管理方案科學可行，完全可實現(xiàn)燃氣管網(wǎng)安全運行，因此聚乙烯燃氣管道在城市管網(wǎng)的建設前景十分廣闊，值得在燃氣行業(yè)推廣及應用。

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（作者單位：秦皇島市燃氣總公司）