PE 燃气管道运行压力与基本特点

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        依据长期静液压强度( 20 ℃下，PE 管材被应用到50 a 时所具有的最小要求强度) 的大小，国际上将PE 管道材质分为PE63、PE80 和PE100。其中，PE80、PE100 分别是第二代和第三代产品，称为中密度管( MDPE，密度为0.93 ～ 0.94 g /cm3 ) 和高密度管( HDPE，密度为0.94 ～ 0.965 g /cm3 ) 。PE80、PE100 分别指管道材质最小要求强度为8.0 MPa 和10.0 MPa。

        到目前为止，PE 燃气管已经历了三代，现在各地使用的PE 管产品，主要是以PE100 材质为主。它是在PE80 基础上，进一步提高了承压强度、耐快速开裂性能以及耐慢速开裂性能之后的一种新型材料。有信息表明，第四代PE125 管材正在研制中。

        按照标准尺寸比( SDR，即公称外径与壁厚之比) ，燃气PE 管分为两个系列: 厚壁管SDR11 与薄壁管SDR17.6。两种规格的管材使用压力不同，国外部分国家PE100 级PE 燃气管道的实际使用压力见表1( 目前国外有将PE100 的SDR11 燃气管实际使用压力提高至1.0 MPa 的案例 ) 。

表1 国外部分国家PE100 级PE燃气管道实际使用压力

        按照国内相关标准规范的规定，我国PE 管的埋设需确保燃气管道周围土壤温度不大于40 ℃，土壤温度超过20 ℃时，最大允许工作压力应按照规范规定予以调整。

        对于管材的使用，除了考虑工作压力和环境温度之外，就管材本身来说，PE 管道的快速裂纹扩展、外来的损伤、不良的焊接及应力下的慢速裂纹增长等是影响燃气管网安全运行的关键因素。其中，耐快速裂纹扩展性能指标至关重要，它是衡量管道抵御快速开裂危险发生的重要指标。

       快速裂纹扩展是指管道运行时，受外力作用如建筑施工机械挖掘，或焊接不良，在内压和积聚的流体( 如气体) 的能量作用下，形成由应力而产生的撕裂型裂纹。裂纹沿管道纵向扩展，速度惊人，可达到150 ～ 400 m/s［3］，可导致灾难性事故，应设法避免。

       综合分析表明，与钢质管道相比较，PE 燃气管道的主要特点有以下几个方面。

① 耐腐蚀。PE 为惰性材料，除少数强氧化剂外，可耐多种化学介质的侵蚀，无电化学腐蚀，不需要防腐层。

② 接口不易泄漏。PE 管道主要采用熔接连接方式，接头与管材融为一体，接口的抗拉强度及爆破强度甚至高于管材本体，因此，一般没有因接头扭曲造成泄漏的情况出现。

③ 高柔韧性。对地基不均匀沉降的适应能力及抗震性能优良，断裂伸长率较高。

④ 优良的挠性。可依据施工现场具体情况改变管道走向，施工前改变管材形状，插入旧管后恢复原来的尺寸。

⑤ 良好的抵抗刮痕能力和抵抗快速裂纹传递能力。

⑥ 重量轻。PE 管密度仅为钢管密度的0.125倍，管道使用寿命长，逾50 a。

⑦ 输气能力强。管道内壁平滑，摩擦系数低，内壁当量绝对粗糙度仅为钢管的0.2 倍，可提高介质流速，增大流量。

⑧ 焊接工艺简单，施工速度快捷，安装费用低。

        PE 管道也有其不足之处: 如强度小，承受第三方破坏能力弱，且只能埋地使用，不能承受较高温度等。此外，PE 管焊接接口质量检测手段欠缺，是当前制约PE 管应用的最大障碍之一。