燃氣管道材質一球墨鑄鐵管和PE管

許陽

陜西省設備安裝工程公司

1.引言

    由于我國能源結構的變化，天然氣以它特優盼勝質，能耗低，污染輕等贏得了人們的喜愛。但是由于燃氣管道材質的選擇不同使得管網壽命和防腐受到一定的影響。因此，燃氣管道材質的選擇也至關重要。

2.球墨鑄鐵管的性能

    2.1抗突發應力集中的能力強

    球墨鑄鐵管采用離心澆注工藝進行生產，在強大的離心力作用下，使鐵水中的雜質和氣體充分浮向內表面，管材的致密性比灰口鑄鐵管極犬提高，基體材質鐵索體也提高到80％以上，石墨形態呈球狀(灰口鑄鐵管為片狀)，并經過了退火處理。因此其塑性比灰口鑄鐵管明顯提高，管材性能見表l

    延伸率和抗沖擊強度對于地下燃氣管道來說是極其重要的兩項指標。延伸率大，表明材料發生料性變形時不發生斷裂的能力強，抗沖擊強度大，表明當材料遭受突發載荷叫不會被破壞而碎裂或穿洞的能力強。近年來發生的灰口鑄鐵管的斷裂或破洞事故正足由于該兩項指標很差，承受不了突發外力所致。

    從表l可以看出，球墨鑄鐵管的上述性能明顯優于灰口鑄鐵管，而與鋼管相近似，故可視管體萄彈性體。因此，當其受到一定的突發應力時不會斷裂和破碎，從而提高了然氣管網的安全性。

    2.2耐腐蝕性能好

    城鎮地下燃氣管道因腐蝕而穿孔，不僅影響其使用壽命，而且也帶來了安全隱患。球墨鑄鐵管的耐腐蝕性能極強，抗化學腐蝕性能比灰口鑄鐵管提高了35％，是鋼管的2倍以上。球墨鑄鐵管與鋼管的電腐蝕差異更明顯：由于球墨鑄鐵管電阻為鋼管的5倍，而且接口橡膠密封圈具有絕緣作用，故幾乎無電腐蝕現象，而鋼管電阻小，又焊接成長距離管道，形成了一條連續的通電實體，它在土壤環境中形成的氧濃差電池作用F，便產生強烈的腐蝕現象。日本的統計資料表明，鋼管的事故是球墨鑄鐵管的20倍。在北京，天然氣管網上，有的鋼管僅運行l0年，就發生了嚴重的腐蝕穿孔現象，在朝陽區某DN400MM中壓管道上，腐蝕最嚴重處每10m就有七八處穿孔，穿孔晟大真徑選4cm．修補多次仍不能保證安全運行，不得不全部更換新管。實踐證明，在城鎮燃氣管網中采用鋼管必須加強防腐，而防腐施工十分復雜，質量難以保證，因此使用壽命短。在一般土壤條件下，防腐施工較好的鋼管使用壽命僅為15～25年，球墨鑄鐵管無需防腐處理，配合長壽命橡膠密封圈，使用壽命為50年以上。   

    2.3接口密封性好

    球墨鑄鐵管采用柔性機械接口，目前有N型和S型兩種類型。N型接口采用外力彈壓原理，密封件由橡膠密封圈和硬聚乙烯支撐罔組成。接口形式設計合理,承口工作面為單一斜面，接口間隙斷面呈楔狀，與橡膠圈形狀吻臺。

    利用橡膠的彈性，借助安裝的預壓力，使橡膠囤壓縮變形，壓緊工作面，達到密封效果。支撐囤的作用是；支撐管體自重，保持間隙均勻，利于膠圈定位；使間隙空間大小臺適，形成膠圈的約束空間，以便達到合理的壓縮比：限制膠圈膨脹，防止膠罔應力松弛：使膠圈與介質隔離，減少與介質韻接觸面積，從而確保良好的密封效果和延長橡膠密封圈使用壽命。

    2.4伸縮性和抗撓性好

    柔性機械接口使管道具有一定伸縮性和可撓性，可以吸收一定量的土壤軸向變形和縱向基礎不均勻沉陷，安裝過程中允許偏轉一定角度，可以較為方便地實現管道的大拐彎，而不必使用管件，對地震適應性強，具有一定抗震性能。

3.PE管的性能

    3.1具有一定的強度

    PE管的強度指的是使用到50年時的強度。此時的強度為i假S8．0MPa，這是國家標準所規定的PE管的設計使用耍求。

    3.2有較好前柔韌性

    聚乙烯可以加土成盤卷狀，船工時能方便地繞過一些障礙物，從而減少接頭和漏點數量。

    3.2有很強的防腐性

    在酸性或堿性土壤中，聚乙烯管抗腐蝕性很強，在直埋時不需要進行防腐處理即可回埋。簡化了施T_1序，縮短工期，減少了工程投資。

    3.4有很好的抗沖擊性

    聚乙烯管的斷裂伸長率是鋼管的20倍，國內生產的聚乙烯管的斷裂伸長率達到了800％，遠遠超過了國家標準GBl5558．1—95中大于350％的要求．有根強的抗災能力。

    3.5有較好的氣密性和較低的氣體滲透性

    聚乙烯有很高的安全特性和較好的穩定性，易于焊接。

4.球墨鑄鐵管和PE管的比較

    4.1管材性能、造價比較

    球墨鑄鐵管按加工工藝分為連續鑄造球墨鑄鐵管和離心球墨鑄鐵管，離心球墨鑄鐵管材質更加致密，管壁厚度減少30％，管道質量減輕，更便于運輸安裝，其抗彎強度、延伸率、硬度等性能指標高于連續鑄造球墨鑄鐵管，每噸價格略高，但每噸的有效長度長，綜合造價相差不大。

    4.2管道施工的比較

    (1)中壓燃氣管大多敷設在城市主干道上，地下管線錯綜復雜。根據《城鎮燃氣設計規范》6850028 93和《聚乙烯燃氣管道工程技術規程》cJJ 63—95的有關規定，PE管與熱力管道的水平與垂直凈距要求高于其他管材，增加了設計和施工難度。

    (2)對特殊地段的突擊性施工，PE管管件數量多，熱熔對接或電熱熔連接需要較長冷卻時間。離心球墨鑄鐵管安裝簡單，速度快，更適臺突擊作業。

    (3)離心球墨鑄鐵管在施工中不受環境溫度的影響，而PE管在低于-5℃時，熔接操作精度很難保證。

    (4)PE管管材及管件長期存放后性能會逐漸降低，不宜作為搶險應急的庫存材料。

    (5)燃氣管道上面雖然設有警示帶和警示標志，但違章挖掘時有發生，PE管硬度小，極易受到損壞。

    離心球墨鑄鐵管具有較大的硬度和良好的韌性，抗破壞能力強。

5.結束語

    從技術和經濟上合理選用燃氣管道管材，關鍵要結合本地實際情況確定。管道管材的合理選用不僅節約建設投資，而且提高了管網系統的整體質量水平，降低了運行管理費用。

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(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)