前言

我们知道，城镇燃气输配系统是由各种管道连接起来的，不同的压力级制对应着不同的管道材质。今天，小编就来带大家认识下城镇燃气管道系统中的“常客”——聚乙烯PE管。

一、聚乙烯PE管的分类

聚乙烯PE管材是由聚乙烯混配料通过挤出成型工艺生产的管材，如图1。它被广泛运用于给水、燃气等行业，根据混配料等级的不同（PE≤63已基本淘汰），可分为PE80、PE100两种。其中：PE80级的MRS（最小要求强度）为8MPa，PE100为10MPa；根据壁厚的不同可分为SDR11，SDR17，其中：SDR11为厚壁，SDR17为薄壁。


根据上述的类别，按照混配料等级及壁厚的不同，PE管可分为PE80 SDR11/PE80 SDR17/PE100 SDR11/PE100 SDR17四种类型。

图1聚乙烯PE管（黄色线条为燃气，蓝色为给水）


二、聚乙烯PE管的工作压力

作为城镇燃气输配系统中常见的管材，PE管由于具备良好的防腐性能及柔性等优点，在燃气行业中得到了广泛地运用。但相比较钢管来讲，其强度较低，不能承受较高的压力等级，根据《聚乙烯燃气管道工程技术规程》CJJ63-2008中表4.1.3的规定，不同类型的PE管在输送天然气时所能承受的最大工作压力见表1：

表1 输送天然气的PE管承受的最大工作压力（单位：MPa）

从上表可以看出，根据不同的混配料等级及壁厚的组合，所能承受的最大工作压力也有所不同。其中，PE100 SDR11级的PE管能承受的工作压力最大，为0.7MPa，PE80 SDR17能承受的工作压力最小，为0.3MPa。


由于PE管道对工作温度较为敏感，因此上面提到的最大允许工作压力还会受环境温度的影响而减小。一般在-20℃-20℃，我们认为温度对PE管的工作压力无影响；当环境温度高于20℃时，那么各种型号的PE管所能承受的最大工作压力均要进行折减，折减的系数如表2：

表2 工作温度对管道工作压力的折减系数

注：表中的工作温度是指管道工作环境最高月平均温度。


三、聚乙烯PE管的使用范围

1、P≤0.4MPa

根据现行《城镇燃气设计规范》GB50028中6.3.1的规定：中、低压燃气管道宜采用聚乙烯管，次高压及以上管道应采用钢管。根据此条规定，聚乙烯PE管在城镇燃气输配系统中只能运用于中、低压系统，不能使用于更高的压力级制。

2、埋地

根据《聚乙烯燃气管道工程技术规程》CJJ63-2008中1.0.3条的规定：聚乙烯管道严禁用于建筑物内地上燃气管道和建筑物外架空燃气管道。根据此条规定，聚乙烯PE管只能用于埋地，不能架空！


四、聚乙烯PE管的连

根据现行《聚乙烯燃气管道工程技术规程》CJJ63中1.0.3条的规定：聚乙烯管材、管件的连接应采用热熔对接连接或电熔连接；聚乙烯管道与金属管道的连接应采用法兰连接或钢塑转换接头连接。

针对公称直径≥90mm，推荐采用热熔连接，如图2；公称直径＜90mm，宜采用电熔连接，如图3。值得注意的是，所有直径的PE管均可采用电熔连接。

图2 热熔连接（对接焊）


图3 电熔连接（电熔焊）


五、聚乙烯PE管的选择

由于PE80级混配料在耐快速裂纹扩展(RCP)方面的性能不及PE100，随着聚乙烯PE管制管工艺的不断提高，目前市面上大都采用PE100级混配料作为PE管的生产原料；而壁厚方面两种等级的均有供应。

结合市面上的供货条件及各大型燃气供应单位的意见，本着经济、安全、适用的选取原则，在聚乙烯PE管的选择上，我们推荐如下：

1)公称直径＞110mm，推荐采用PE100 SDR17级；

2)公称直径≤110mm，推荐采用PE100 SDR11级；

3)穿越特殊地段(或采用非开挖技术)，应采用PE100 SDR11级；

4)公称直径＞250mm，推荐采用钢管。


六、聚乙烯PE管的一点争议

聚乙烯PE管由于具有良好的防腐性，使用寿命长，施工方便等许多优点，近几年来，在城镇中、低压埋地燃气管道系统中，深受广大燃气经营单位的青睐。但如我们前面所提到的，由于强度方面的限制，在次高压的系统中则不能使用。不过关于这个问题存在一点争议。

我们知道，由于PE100 SDR11级管材的最高工作压力能达到0.7MPa，理论上可适用于次高压B级(运行压力≤0.7MPa)。同时，《聚乙烯燃气管道工程技术规程》CJJ63中4.3.9条提到：在次高压、中压聚乙烯燃气管道和钢骨架聚乙烯复合管道上，应设置分段阀门，并宜在阀门两侧设置放散管。此条款提到的“次高压聚乙烯燃气管道”的说法，与现行《城镇燃气设计规范》GB50028中6.3.2条规定的“次高压燃气管道应采用钢管”矛盾，且本条为强条。出现这种情况，我们认为行业标准CJJ63中的表述欠妥，因为次高压燃气管道的压力范围应在0.4~1.6MPa之间，而PE100 SDR11级聚乙烯PE管道理论上只能适用于运行压力≤0.7MPa的次高压B级系统，且国家标准GB50028中明确规定了次高压燃气管道应采用钢管，编委会在行业标准的编撰中应以国家标准为编制依据，进而提出更高的技术要求，而非出现此种矛盾的说法。

在燃气设计服务过程中，我们注意到，部分燃气经营单位基于CJJ63中的表述，在次高压燃气管道B级系统中采用了PE管，忽略了GB50028中的强条限制。事实上，在次高压B级输配系统中还可能存在以下两种情况，不容忽视：

1)当处于用气低峰，管道运行压力偏高(或前端配气站调压器稳压性能不好，出口压力可能高于调节压力)，管内系统有可能超过最大工作压力，导致管道超压运行；

2)PE管长期处于最大工作压力边界下工作，可能会对管材的质量造成破坏，降低管道的使用寿命，甚至导致更大的事故发生，进而影响整个输配系统的安全运行。


七、结语

基于上述的分析，我们呼吁广大业主，在建设过程中，应当遵循国家标准的强制条文，在次高压系统采用强度更高的钢管，严禁采用聚乙烯PE管或钢管架聚乙烯管等管材，切勿因贪图一时的便捷，而留下更大的安全隐患。

此外，我们也建议编委会在修编《聚乙烯燃气管道工程技术规程》CJJ63时，注意一些表述的切实性，统一性，以便更好地为广大行业人士提供指导！

【文章转自：燃气爆炸】