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摘要：随着社会和经济的发展，在城市燃气管网工程中，聚乙烯燃气管道是其中重要的材料之一，其具有较强的耐腐蚀性，而且抗震性能良好、使用寿命长，施工起来也十分方便，在城市燃气管道建设中得到了广泛的应用。本文结合多年实际工作经驗，对于聚乙烯燃气管道在设计和施工过程中的要点进行了相关的分析，以供大家交流探讨。
关键词：聚乙烯燃气管道；设计；施工
引 言：聚乙烯管做为一种新型的燃气材料。就其性能而言，具有良好的可焊接性、热稳定情、柔韧性与严密性，易施工，面腐蚀，内壁当量绝对粗糙度仅为钢管的十分之一，使用寿命长等钢管无法比拟的优点。目前，PE管在燃气系统中运用越来越多。
1 聚乙烯管材的特点
1.1 聚乙烯管材的优势
聚乙烯管属于聚烯类高分子化合物，由碳元素与氢元素构成其分子结构，无毒无害，因而在使用过程中不会对人体或环境产生不利的影响，成为国际上所广泛使用的施工材料之一。聚乙烯除了具有良好的韧性，可以在施工中弯曲使用，而且还具有较好的热熔焊接性能，和可靠连接。最重要的是聚乙烯管材可以带气作业，遇到突发事故可以利用断气工具将其夹扁断气，以便快速进入修理阶段。而且聚乙烯管材的抗腐蚀性能良好，在酸性和碱性土壤中仍然能够保持良好的性能；气密性与抵抗裂缝扩展的能力较强。聚乙烯管材的使用周期长，具有50年的寿命。在市政、化工、燃气等领域得到了广泛的使用，具有广阔的发展前景。
1.2 聚乙烯管材的劣势
聚乙烯管材的强度远远不如钢材，而且在使用中易受到人为因素的破坏，而且只能用于地下埋管或遮挡紫外线。另外，天气变化对其的影响也非常明显。
2 聚乙烯燃气管道设计要点
2.1 材料的选择
聚乙烯燃气管道应当选择使用燃气专用管道材料生产的，在其配料中应当含有抗氧剂、紫外线吸收剂等必要的添加剂，而且添加剂的分布应当保持均匀的分布。避免选择使用本色料和着色剂所生产的燃气管道。同时，在管道材料的选择时，还应当根据埋地的地质条件以及管道的使用环境等因素进行选择，通常情况下，根据燃气的工作压力和施工方式，较为常用的是PE80或PEl00级的SDR11或SDRl7.6系列聚乙烯燃气管道。
2.2 工作压力的设计
聚乙烯燃气管道的工作压力设计，应当对材料的最小强度、厚度以及安全系数等参数进行充分的考虑，在此基础上还要考虑到燃气中所包含的芳香剂类的物质所产生的影响，可以从以下几方面的计算对聚乙烯燃气管道的工作压力进行设计。
（1）聚乙烯燃气管道最大允许工作压力应根据以下公式确定：
其中，MOP表示的管道所允许的最大工作压力。MRS所表示的管道要求的最小工作强度，PE80管道通常为8.0MPa；PE100通常为10.0MPa。C代表的是管道的安全系数，一般情况下C的取值应当≥2.0。SDR表示的是标准的尺寸比例，一般情况下常用的为SDR11或SDRl7.6。
（2）在聚乙烯燃气管道的压力设计中，还需要考虑到燃气中所包含的芳香烃类物质所产生的影响，以及管道的施工条件等因素。
（3）聚乙烯燃气管道的工作温度超过20℃时，还需要考虑管道燃气升高对于其自身承受能力的影响，也就是说，温度的升高对造成其允许的最大工作压力值受到影响而降低。
（4）聚乙烯燃气管道的设计中，如果使用焊接管件，还需要对焊接管件不同方向的焊接缝能够承受的工作压力，一般情况下，其系统的工作压力应当保持在不超过0.2MPa的范围内。
2.3 管道深埋设计
聚乙烯燃气管道的深埋设计应当与覆土的厚度按照一定的比例进行，通常情况下，在车行道喜爱的埋设深度应当不小于0.9m；在非车行道下的埋设深度应当不小于0.6m；在机动车无法到达的地区，埋设深度应当不小于0.5m；在水田下进行埋设时，深度应当不小于0.8m。
2.4 管沟基础设计
聚乙烯燃气管道的埋设地基应当以不存在硬土或者是尖石的地区，如果施工的地区含有坚硬的土石，则应当使用细沙进行敷设。而如果施工的地段处于不均匀沉降的地段，应当采取一定的防沉降措施，确保施工的安全。
2.5 管道坡度设计
如果在聚乙烯燃气管道中输送含有冷凝液的燃气时，则应当在土壤中设置凝水缸，这时管道的坡度在朝向凝水缸的一侧坡度应当以小于0.003为宜。
2.6 穿越工程设计
当聚乙烯燃气管道在施工过程中遇到排水沟、地沟、隧道等地下管沟时，应当使用硬质的管套包装在聚乙烯管道的外面进行穿越；而当需要穿越铁路、隧道、电车轨道等干道时则需要垂直穿越；如果遇到河流时可以在河流底部进行穿越，根据河流的流速来确定覆土的厚度。
3 聚乙烯燃气管道施工要点分析
3.1 管道接收、装卸
首先由材料技术人员对管材进行验收，包括产品使用说明书、合格证、质量保证书、性能检验报告、规格数量和包装情况等，验收管件、管材时，应在同一批产品中抽样，进行规格尺寸和外观性能检查，必要时进行全面测试，合格后方可入库。阀门安装前应作气密性试验，不渗漏为合格。并办好技术、物资交接手续。
管材管件的装卸：工作人员必须遵守高空作业安全要求，吊装时，要用加软质衬套的吊钩，不能损伤坡口，操作时要平稳，要注意观察工作范围内人员设备情况，确保安全生产。卸管位置及数量需严格按图纸上的长度及规格作好现场布置计划，尽量减少二次倒运及多管回收情况的发生，最大限度地减少管材的划伤。
3.2 布管
用吊车吊管及布管，不准向地面滚下卸管，管子应首尾衔接，管口端错开1～1.5 倍管径的位置呈锯齿形放置。管道外壁应距管沟边缘至少0.5m。布管起点应在转角桩或有障碍物需断开的位置开始。散管可用吊管机或吊车进行。吊管用专用吊钩，保证管口不因吊装而破坏和变形。 3.3聚乙烯管的焊接
当前，聚乙烯管材的焊接主要有两种方式，分别是热熔对接和电熔焊接，在焊接的过程中必须将焊接参数详细记录下来，同时对焊缝进行自检。严格参照我国的相关规范进行焊接工作，检验合格后才能够进行下一焊缝的焊接工作。在焊接中常见的焊接方式为套接电熔管件的连接方式，具体方法是将要连接的两根聚乙烯管插入埋有电热丝的套管中，选择合理的熔接时间，并对其进行加热直至熔化温度，再进行电熔焊接。完成连接作业后，使聚乙烯管自然冷却至常温，并对其进行质量检查，确认没有问题后，才可进入下一道工序。
聚乙烯燃气管道的连接环境温度应控制在5-45℃之内，保证稳定的电压，使其符合机具的要求。如果连接的环境温度超出操作的适宜范围，要采取相应的保温、防风措施，同时施工工艺也应有所改变。聚乙烯管材严禁使用机械或火焰切割，而应采用人工或专业的切割工具，保证切割端面光滑、无杂质，并与管轴线互相垂直。每次切割后，管口都必须做临时封堵以防止硬物割伤管口切面。
3.4 管沟开挖
核实开挖前检查白灰线是否正确，管沟开挖采用机械开挖，不适宜机械开挖的地段采用人工开挖，管沟开挖前先作好技术交底工作。开挖的土必须堆放在非组焊作业一侧的临时占地边界内，堆土高度不大于1.5m。管线与其它管道交叉及相邻敷设段，严禁机械开挖。管道与其他建筑物、构筑物的基础或相邻管道之间的水平净距符合GB50028-2006要求。管沟开挖要尽快请监理检验并及时修整清沟，合格后尽快进行管子下沟，沟下管口做好封堵，防止进水。
3.5 管线下沟回填
管线下沟前必须对管沟进行认真的检查清理和复测，组织监理、业主和管线安装施工单位、管沟开掘施工单位共同参加验收，管沟标高及垫层符合图纸及规范要求时，方可下沟。对于塌方较大的管沟段，清理后应进行复测，以保证管沟达到设计深度。起吊用具采用尼龙吊带，避免管道碰撞沟壁，以减少沟壁塌方和管线损伤。管道下沟时，应轻轻放至沟底，管子在沟底内标高正确，不得有悬空段。管子在沟内找正后，请监理检查认证后即分段回填压管。经监理工程师检查并认为下沟的管子符合设计及规范要求时才可进行回填工作。回填应先用砂土或素土将管底空隙填实，然后从管道两侧开始回填至管顶以上0.3米处分层夯实，最后用原土回填。如原土不符合标准，应另地取土回填。回填时必须将敷设时所有垫块全部拆除，若沟内有积水应先将积水抽干后再回填。当管道埋设地基为坚硬土石时，应铺垫细纱或细土，厚度为0.2-0.3m。在距管顶0.3 米处设置警示带，警示带上标出醒目的提示字样。
3.6 管道吹扫、试压
聚乙烯燃气管道系统安装完毕，在外观检查合格后，应对全系统进行分段吹扫。吹扫合格后，方可进行强度试验和气密性試验。在强度试验时，使用洗涤剂或肥皂液检查接头是否漏气，应在检验完毕后，及时用水冲去检漏的洗涤剂或肥皂液。吹扫与试验介质宜用压缩空气，其温度不宜超过40℃。压缩机出口端应安装分离器和过滤器，防止有害物质进入聚乙烯燃气管道。聚乙烯燃气管道的强度试验压力应为管道设计压力的1.5倍，应稳压1h，不降压为合格。气密性试验为设计压力的1.15倍，达到试验压力后，稳压24小时，若压降率超过允许压降率，必须找到漏处，清除漏点后，进行复检直至合格。管线试压应邀请建设单位代表参加，试压完毕后双方在试压记录上签字。
4 结束语
总之，聚乙烯管材由于其良好的性能、简便的施工技术等，而在燃气管道施工中占有非常重要的地位，并且在其它市政工程中得到了广泛的应用，相信在未来会具有更加广阔的发展空间，从而促进城市燃气工程的不断发展。
参考文献：
[1] 任晓云.PE燃气管道施工质量探讨[J].中国科技博览，2010（14）.
[2] 高立新.聚乙烯燃气管道工程设计与施工技术要点[J].特种结构，2009（05）.
[3] 楚晟曦.聚乙烯燃气管道施工技术的探讨[J].科技创新导报，2009（8）.
关键词：聚乙烯燃气管道；设计；施工
引 言：聚乙烯管做为一种新型的燃气材料。就其性能而言，具有良好的可焊接性、热稳定情、柔韧性与严密性，易施工，面腐蚀，内壁当量绝对粗糙度仅为钢管的十分之一，使用寿命长等钢管无法比拟的优点。目前，PE管在燃气系统中运用越来越多。
1 聚乙烯管材的特点
1.1 聚乙烯管材的优势
聚乙烯管属于聚烯类高分子化合物，由碳元素与氢元素构成其分子结构，无毒无害，因而在使用过程中不会对人体或环境产生不利的影响，成为国际上所广泛使用的施工材料之一。聚乙烯除了具有良好的韧性，可以在施工中弯曲使用，而且还具有较好的热熔焊接性能，和可靠连接。最重要的是聚乙烯管材可以带气作业，遇到突发事故可以利用断气工具将其夹扁断气，以便快速进入修理阶段。而且聚乙烯管材的抗腐蚀性能良好，在酸性和碱性土壤中仍然能够保持良好的性能；气密性与抵抗裂缝扩展的能力较强。聚乙烯管材的使用周期长，具有50年的寿命。在市政、化工、燃气等领域得到了广泛的使用，具有广阔的发展前景。
1.2 聚乙烯管材的劣势
聚乙烯管材的强度远远不如钢材，而且在使用中易受到人为因素的破坏，而且只能用于地下埋管或遮挡紫外线。另外，天气变化对其的影响也非常明显。
2 聚乙烯燃气管道设计要点
2.1 材料的选择
聚乙烯燃气管道应当选择使用燃气专用管道材料生产的，在其配料中应当含有抗氧剂、紫外线吸收剂等必要的添加剂，而且添加剂的分布应当保持均匀的分布。避免选择使用本色料和着色剂所生产的燃气管道。同时，在管道材料的选择时，还应当根据埋地的地质条件以及管道的使用环境等因素进行选择，通常情况下，根据燃气的工作压力和施工方式，较为常用的是PE80或PEl00级的SDR11或SDRl7.6系列聚乙烯燃气管道。
2.2 工作压力的设计
聚乙烯燃气管道的工作压力设计，应当对材料的最小强度、厚度以及安全系数等参数进行充分的考虑，在此基础上还要考虑到燃气中所包含的芳香剂类的物质所产生的影响，可以从以下几方面的计算对聚乙烯燃气管道的工作压力进行设计。
（1）聚乙烯燃气管道最大允许工作压力应根据以下公式确定：
其中，MOP表示的管道所允许的最大工作压力。MRS所表示的管道要求的最小工作强度，PE80管道通常为8.0MPa；PE100通常为10.0MPa。C代表的是管道的安全系数，一般情况下C的取值应当≥2.0。SDR表示的是标准的尺寸比例，一般情况下常用的为SDR11或SDRl7.6。
（2）在聚乙烯燃气管道的压力设计中，还需要考虑到燃气中所包含的芳香烃类物质所产生的影响，以及管道的施工条件等因素。
（3）聚乙烯燃气管道的工作温度超过20℃时，还需要考虑管道燃气升高对于其自身承受能力的影响，也就是说，温度的升高对造成其允许的最大工作压力值受到影响而降低。
（4）聚乙烯燃气管道的设计中，如果使用焊接管件，还需要对焊接管件不同方向的焊接缝能够承受的工作压力，一般情况下，其系统的工作压力应当保持在不超过0.2MPa的范围内。
2.3 管道深埋设计
聚乙烯燃气管道的深埋设计应当与覆土的厚度按照一定的比例进行，通常情况下，在车行道喜爱的埋设深度应当不小于0.9m；在非车行道下的埋设深度应当不小于0.6m；在机动车无法到达的地区，埋设深度应当不小于0.5m；在水田下进行埋设时，深度应当不小于0.8m。
2.4 管沟基础设计
聚乙烯燃气管道的埋设地基应当以不存在硬土或者是尖石的地区，如果施工的地区含有坚硬的土石，则应当使用细沙进行敷设。而如果施工的地段处于不均匀沉降的地段，应当采取一定的防沉降措施，确保施工的安全。
2.5 管道坡度设计
如果在聚乙烯燃气管道中输送含有冷凝液的燃气时，则应当在土壤中设置凝水缸，这时管道的坡度在朝向凝水缸的一侧坡度应当以小于0.003为宜。
2.6 穿越工程设计
当聚乙烯燃气管道在施工过程中遇到排水沟、地沟、隧道等地下管沟时，应当使用硬质的管套包装在聚乙烯管道的外面进行穿越；而当需要穿越铁路、隧道、电车轨道等干道时则需要垂直穿越；如果遇到河流时可以在河流底部进行穿越，根据河流的流速来确定覆土的厚度。
3 聚乙烯燃气管道施工要点分析
3.1 管道接收、装卸
首先由材料技术人员对管材进行验收，包括产品使用说明书、合格证、质量保证书、性能检验报告、规格数量和包装情况等，验收管件、管材时，应在同一批产品中抽样，进行规格尺寸和外观性能检查，必要时进行全面测试，合格后方可入库。阀门安装前应作气密性试验，不渗漏为合格。并办好技术、物资交接手续。
管材管件的装卸：工作人员必须遵守高空作业安全要求，吊装时，要用加软质衬套的吊钩，不能损伤坡口，操作时要平稳，要注意观察工作范围内人员设备情况，确保安全生产。卸管位置及数量需严格按图纸上的长度及规格作好现场布置计划，尽量减少二次倒运及多管回收情况的发生，最大限度地减少管材的划伤。
3.2 布管
用吊车吊管及布管，不准向地面滚下卸管，管子应首尾衔接，管口端错开1～1.5 倍管径的位置呈锯齿形放置。管道外壁应距管沟边缘至少0.5m。布管起点应在转角桩或有障碍物需断开的位置开始。散管可用吊管机或吊车进行。吊管用专用吊钩，保证管口不因吊装而破坏和变形。 3.3聚乙烯管的焊接
当前，聚乙烯管材的焊接主要有两种方式，分别是热熔对接和电熔焊接，在焊接的过程中必须将焊接参数详细记录下来，同时对焊缝进行自检。严格参照我国的相关规范进行焊接工作，检验合格后才能够进行下一焊缝的焊接工作。在焊接中常见的焊接方式为套接电熔管件的连接方式，具体方法是将要连接的两根聚乙烯管插入埋有电热丝的套管中，选择合理的熔接时间，并对其进行加热直至熔化温度，再进行电熔焊接。完成连接作业后，使聚乙烯管自然冷却至常温，并对其进行质量检查，确认没有问题后，才可进入下一道工序。
聚乙烯燃气管道的连接环境温度应控制在5-45℃之内，保证稳定的电压，使其符合机具的要求。如果连接的环境温度超出操作的适宜范围，要采取相应的保温、防风措施，同时施工工艺也应有所改变。聚乙烯管材严禁使用机械或火焰切割，而应采用人工或专业的切割工具，保证切割端面光滑、无杂质，并与管轴线互相垂直。每次切割后，管口都必须做临时封堵以防止硬物割伤管口切面。
3.4 管沟开挖
核实开挖前检查白灰线是否正确，管沟开挖采用机械开挖，不适宜机械开挖的地段采用人工开挖，管沟开挖前先作好技术交底工作。开挖的土必须堆放在非组焊作业一侧的临时占地边界内，堆土高度不大于1.5m。管线与其它管道交叉及相邻敷设段，严禁机械开挖。管道与其他建筑物、构筑物的基础或相邻管道之间的水平净距符合GB50028-2006要求。管沟开挖要尽快请监理检验并及时修整清沟，合格后尽快进行管子下沟，沟下管口做好封堵，防止进水。
3.5 管线下沟回填
管线下沟前必须对管沟进行认真的检查清理和复测，组织监理、业主和管线安装施工单位、管沟开掘施工单位共同参加验收，管沟标高及垫层符合图纸及规范要求时，方可下沟。对于塌方较大的管沟段，清理后应进行复测，以保证管沟达到设计深度。起吊用具采用尼龙吊带，避免管道碰撞沟壁，以减少沟壁塌方和管线损伤。管道下沟时，应轻轻放至沟底，管子在沟底内标高正确，不得有悬空段。管子在沟内找正后，请监理检查认证后即分段回填压管。经监理工程师检查并认为下沟的管子符合设计及规范要求时才可进行回填工作。回填应先用砂土或素土将管底空隙填实，然后从管道两侧开始回填至管顶以上0.3米处分层夯实，最后用原土回填。如原土不符合标准，应另地取土回填。回填时必须将敷设时所有垫块全部拆除，若沟内有积水应先将积水抽干后再回填。当管道埋设地基为坚硬土石时，应铺垫细纱或细土，厚度为0.2-0.3m。在距管顶0.3 米处设置警示带，警示带上标出醒目的提示字样。
3.6 管道吹扫、试压
聚乙烯燃气管道系统安装完毕，在外观检查合格后，应对全系统进行分段吹扫。吹扫合格后，方可进行强度试验和气密性試验。在强度试验时，使用洗涤剂或肥皂液检查接头是否漏气，应在检验完毕后，及时用水冲去检漏的洗涤剂或肥皂液。吹扫与试验介质宜用压缩空气，其温度不宜超过40℃。压缩机出口端应安装分离器和过滤器，防止有害物质进入聚乙烯燃气管道。聚乙烯燃气管道的强度试验压力应为管道设计压力的1.5倍，应稳压1h，不降压为合格。气密性试验为设计压力的1.15倍，达到试验压力后，稳压24小时，若压降率超过允许压降率，必须找到漏处，清除漏点后，进行复检直至合格。管线试压应邀请建设单位代表参加，试压完毕后双方在试压记录上签字。
4 结束语
总之，聚乙烯管材由于其良好的性能、简便的施工技术等，而在燃气管道施工中占有非常重要的地位，并且在其它市政工程中得到了广泛的应用，相信在未来会具有更加广阔的发展空间，从而促进城市燃气工程的不断发展。
参考文献：
[1] 任晓云.PE燃气管道施工质量探讨[J].中国科技博览，2010（14）.
[2] 高立新.聚乙烯燃气管道工程设计与施工技术要点[J].特种结构，2009（05）.
[3] 楚晟曦.聚乙烯燃气管道施工技术的探讨[J].科技创新导报，2009（8）.