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中密度聚乙烯(PE)管道在煤氣管網中的應用是什么?

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中密度聚乙烯(PE)管道在煤氣管網中的應用是什么?

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聚乙烯管是一種新型管材,西方發達國家從60年代開始大規模應用聚乙烯管輸送城市燃氣。我國從8年代初期開始做這方面的研究工作,并頒布實施了聚乙烯管在燃氣方面的國家標準。哈爾濱市是國少數大面積使用中密度聚乙烯管輸送燃氣的城市之一,本文擬對中密度聚乙烯管的特點和在哈爾濱市煤氣管網的應用情況做簡要介紹,供同行選擇和使用中密度聚乙烯管(以下簡稱塑料管)時2塑料管的特點2.1塑料管的主要性能聚乙烯是一種篼分子聚合物,其分子表達式為+h.對于不同的聚乙烯,分子n的數量不相同。中密度聚乙烯管的主要性能列于下表:項目性能數據熔流率軟化點(V1CAT)脆化溫度(°c)屈服拉伸應力(MPa)斷裂延伸率落錘沖擊試驗加熱內壓蠕變試驗(h)環境應力開裂試驗(FOi)塑料管的主要規格SDR;11系列塑料管的規格尺寸列于下表:單位:mm公稱外徑Du壁厚e(工作壓力<04MPa)基本尺寸公許偏差基本尺寸允許偏差塑料管的優點安全可靠,具有良好的耐壓性和氣密性。塑料管的熔接強度高于母材強度,熔接質量易于保證;塑料管具有耐應力開裂性和可塑性,不易折斷漏氣。
塑料管具有較篼的耐腐蝕性和耐久性。由于塑料管不會產生電化學腐蝕。并具有耐酸堿性能,故其使用壽命可達50年以上。
運輸方便、施工簡單。塑料管比重輕僅為鋼管的1/8,并具有良好的可撓性。成本底、可節省工程投資。采用次高壓樓棟調壓方式供氣替代傳統的篼、中、低壓三級輸配系統,可減少管徑,避免管線重復敷設,從而使管道工程造價大幅度下降。
塑料管內壁光滑,可減少管道輸送過程的沿程阻力損失。
3塑篁的連接方式塑料管的連接方式有電熱熔連接、熱熔對接、熱熔承插連接、法蘭連接、旋壓輪連續、螺紋連接和熱焊連接等幾種。目前塑料管的連接方式主要采用電熱熔連接和熱熔對接。這兩種連接方式具有操作簡便、熔接性能穩定等優點。電熱熔連接的成本要高于熱熔對接,但其受人為因素影響小于熱熔對接,電熱熔連接電熱熔連接是將所需連接的兩管端插人埋有電熱絲的連接件中,將電熱絲通以一定的電流,將要連接的管材外壁和管件內壁加熱至熔化,冷卻后形成牢固的接頭。其熔接示意圖如圖所示。
熱熔對接熱熔對接是將需連接管的端面與加熱板接觸,達到熔化溫度后,撤出加熱板,將兩管端面對齊施加一定壓力壓緊,冷卻后形成牢固的接頭。一個良好的對接接口強度高于母材強度。其熔接示意圖如右圖所小'.4塑料管在哈爾濱煤氣工程的應用哈爾濱市建委和計委主持召開了哈爾濱市塑料煤氣管小區試驗專家論證會議,會議結合小區試驗情況、綜合國外塑料煤氣管技術狀況及國內煤氣事業建設的實際情況,認為在哈爾濱采用煤氣塑料管次篼壓供氣工藝和技術是可行的。
1990年哈爾濱市區開始正式敷設塑料管,使用管材和管件的原料全部為進口樹脂,管材和管件由哈爾濱東光廠和大慶塑料制品廠生產,其生產設備均為進口設備(德國和意大利產)。管材壁厚采用SDR11系列,規格有1994年之前塑料管的連接采用熱熔對接方式,在對接口出現過幾次開焊現象后,94年4月開始基本上都采用電熱熔套接方式,套接件采用進口件。塑料管敷設同時埋設示蹤線,回填時先回填330mm(距管頂)細土或沙子,然后在管道正上方敷設防護瓦或磚,再敷設黃色塑料敬告帶,之后回填夯實。
目前,哈爾濱市敷設塑料管總長度762KM.塑料管中運行壓力為中壓(0.2MPa)的245.2KM,運5典型的塑料管泄露事故施工質量和操作不當造成的泄漏自1993年塑料管通氣運行以來,哈爾濱發生了幾起因施工質量和操作不當造成的煤氣泄露事故,事故多發生在連接口處。1993年10月香坊區司徒街pl25塑料管線接三通甩頭,在熔接一側固定口時,由于管口切削不平,造成管周長3-4cm的內壁焊縫篼度未起來,也就是說在這周長3-4cm的范圍內只有1/2壁厚熔接,而1/2壁厚未能有效熔接,由于管道不均勻下沆,熔口開裂,煤氣泄漏。此次事故熔口時采用熱熔對接方式,操作程序符合規范要求,融合后外觀檢合格,看來似乎不應該發生事故,但當屬氣作業,而且是碰固定口(接近于死口),由于管道壓扁裝置無法有效止住氣流,操作工人著防毒面積進行作業,視力受阻力加之心情急燥,使接口質量出現了偏差。通過這次事故使我們認識到塑料管的接口熔接不是想象中的那么簡單,操作工人的熟練程度、心理狀態以及天氣環境、操作工具等因素都直接影響著熔接口的質量。
母材自身質量缺陷造成的泄漏塑料管生產過程中原料熔融不好和內管壁成竹節狀等缺陷,一般在管道的強度實驗和氣密性實驗中會暴露出來。在哈爾濱市煤氣管道施工初期,漏氣較多的是鋼塑接頭,也就是塑料管和鋼管之間的連接件,隨著鋼塑接頭生產工藝和技術的不斷完善,近期很少發生漏氣事故。
人為破壞造成的泄漏哈爾濱市的市政以及電信等設施還處在不斷的完善中,供水、電信以及建筑施工時難免要碰到煤氣管道。如果施工單位按正常手續辦理會簽,我們會派人現場監護。但有些施工單位圖省事,未與我公司辦理會簽手續就開槽施工,人工開挖時由于有些民工文化水平較低,不了解我們的警告和防護磚的作用,視其為障礙,清除后繼續挖掘造成塑料管道破損泄漏。98年1丨月,一建筑公司在我次篼壓塑料管道上方破土施工,施工前未與公司聯系,由于是夜間施工,我們的管線巡視人員已經不在崗位,未能有效制止漏氣,造成煤氣大面積泄漏。類似事故在98、99.年中就發生近二十起,大多數因我們的管線巡視人員及時發現或有關人員及時報告而未釀成嚴重后果。針對這幾起事故,市政府有關部門下發了文件要求各施工單位施工前必須辦理會簽手續,另外我公司也加大了對管線的巡力度,以確保管線不被破壞。
6幾個值得探討的問題炎于鋼塑接頭鋼塑接頭是連接塑料管和鋼管的重要部件,與鋼管連接采用焊接方式,焊接時,其篼溫對塑料管是否有影響現在還不得而知,以前我們在施工時用水或濕布冷卻鋼塑接頭的鋼管和塑料管接觸段,目前是通過增加鋼塑接頭鋼管段長度來避免鋼管和塑料管接觸面溫度過篼的問銓。
關于塑料管的連接方式目前哈爾濱塑料煤氣管道大多采用電熱熔套接,套接較之對接的接觸面增大,套接密閉性和強度都應好于對接。但電熱熔套接對管材的直徑、圓度要求過嚴,工人操作不好掌握,易產生培接面粘合不完全現象。另外電熱熔套接管件的價格也較篼。
位專家,他說日本的塑料管道基本采用熱熔對接方式,我們向日本是否考慮用套接取代對接,回答是否定的,因為他們認為熱熔對接是比較經濟和可靠的。
我們認為在培養了一批有經驗的操作工人后,塑料管采用熱烙對接方式是可取的,也是經濟的。
于塑料管接口的無損探傷我們的塑料管接口均未經過無損探傷,熔口熔接后一般通過外觀檢、強度試驗和氣密性試驗等手段來檢驗接口的強度和氣密性,但帶氣碰頭或帶氣換管后,無法進行強度試驗和氣密性試驗,僅能通過外觀和刷肥皂水的方法檢接口質量和氣密性,接口的熔融情況和強度無從檢,如果遇到上述情況,我們覺得有必要對接口進行無損探傷,以檢接口的質量。據了解國內尚無塑料管接口的無損探傷儀器,只聽說加拿大、美國等發達國家在此產品。
關于冬季施工哈爾濱市冬季比較寒冷,也是煤氣泄漏事故的多發期,難免要有搶險、搶修工作。塑料管在低溫下脆性很大,壓扁塑料管節流時很容易造成管道的脆。裂;冬季管道熔接時溫度下降過快會影響接口的強度,目前我們是通過局部加溫和延長熔接時間來解決此類問題。我們相信會有更好的辦法。
關于示蹤線'.示蹤線是為了探測埋地塑料管的位置和深度而與塑料管同溝敷設的金屬導線。現在的地下管線探測儀可以很容易準確測定金屬管道的位置和深度,但塑料管是絕緣體,用常規的電磁法無法探測,用探地雷達從技術上是可行的,但探測的成本較高。因此,哈市的塑料煤氣管道均同溝敷設示蹤線。目前,我國尚無蹤線的產品標準,我公司采用聚乙烯包覆的金屬線(即電線由于未進行管線探測定位,示蹤線的效果和作用還沒有體現出來。
哈爾濱市塑料煤氣管道數量多,面積廣,通過幾年的運行情況,我們覺得采用塑料管道做為煤氣輸送管道是可行的,也是經濟的。在塑料煤氣管道的施工和運行管理工作中,我們積累了一些經驗,也做過不少的探索工作,目前尚有很多問題需要解決。為此,我們愿與國內的專家和同行攜手努力,為國內塑料管道推廣應用和技術發展做出應有的貢獻。
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