PE燃气手册内容解析

1、浙江中财管道科技股份有限公司1第一章绪论第一节总则1为了在燃气管道工程设计及施工过程中合理安装、使用埋地聚乙烯管材 及管件，确保工程质量和安全供气，特制定本手册。2本手册适用于最大允许工作压力不大于0.4MPa(表压)，工作温度在-2040C的埋地聚乙烯燃气管道新建、改建、扩建工程设计、施工及验收。3聚乙烯燃气管道严禁用作室内和地上管道，只作埋地管道使用。4聚乙烯燃气管道中的管材、管件应符合现行国家标准燃气用埋地聚乙 烯管材和燃气用埋地聚乙烯管件的规定。5承接聚乙烯燃气管道工程设计、施工的单位，必须具有建设部门批准或 认可的施工许可证。6城镇燃气输配应按基本建设程序进行，具备下列条件方可开工：

2、(1)设计及其它技术文件齐全，施工图纸业经审定；(2)施工方案业经批准，技术交底和必要的技术培训己经完成；(3)材料劳动力机具基本齐全，施工环境符合要求，施工用水、电、气等可 以满足需要，并能保证连续施工。7燃气输配工程应按设计进行，修改设计或材料代用应经原设计部门同 意。城镇燃气输配工程施工和检验的安全技术，劳动保护应按有关规定执行。8管道工程设计、施工和验收除执行本手册外，还应符合现行国家标准城镇燃气设计规范、现行行业标准城镇燃气输配工程施工及验收规范和 有关标准的规定。第二节专业术语为了便于读者识别和理解，本节将对本手册出现的部分专业术语作一解释。浙江中财管道科技股份有限公司21对接焊机

3、压力在对接焊机的压力显示装置上指示的压力，表示施加到管材或管件端部的界 面接触力。2界面接触力在对接焊过程中，管材或管件熔接表面之间的力。当对接焊机带有液压源 时，该力通常被表示为施加的油缸压力。对这样的机器，要提供一个专门的对照 表，以给出实际的接触面处的压力与压力计指示压力的关系。3间隙两个物体外部极限之间的最短距离。4拖动阻力可动夹具开始移动时固定在夹具上的管材的重量所产生的摩擦阻力（最大阻 力），或移动过程中出现的摩擦阻力（动态阻力）。5电熔焊机按电熔管件制造商的规定，实现电压或电流、时间或能量等焊接参数输出， 执行焊接周期的装置6接缝压力管材对接过程中，管材界面的压力。7土壤覆盖层工

4、程完工后，埋地管材顶部与正常地面之间的垂直距离。&吹扫燃气管道、设备在投产或维修前清除其内部剩余气体和污垢物的工艺。9放散将管道和设备内的空气、燃气或混合气体安全地排放。浙江中财管道科技股份有限公司3第二章 公司产品简介浙江中财管道科技股份有限公司是管材、管件配套齐全的燃气管道产品生产 企业，这在国内同行业是极少的。中财PE产品的起点高，发展迅速，生产设备是从德国进口的先进的克劳斯玛菲生产线以及从英国MSA公司引进的全自动电熔管件布线机，原料采用目前国际上先进的聚乙烯树脂混合料。一流的设备和原 料是中财能够生产出一流的产品根本保证，加之完善的售前、售中、售后一条龙 的服务体系，将最大可

5、能地满足顾客的需求。本章节将对我公司的产品作一简要的介绍。一、执行标准(1)我公司的PE燃气管管材执行国家标准GB15558.1，且符合欧洲标准prEN 1555-2及国际标准ISO 4437;(2)我公司的PE燃气管管件执行国家标准GB15558.2，且符合欧洲标准prEN 1555-3及国际标准ISO 8085-3。二、产品种类1管材我公司的燃气管材颜色为黑色，表面有醒目的黄色色条.我公司的PE80燃气管管材分SDR11和SDR17.6两种系列。SDR11表示管 材的公称外径de与管材壁厚e的比值为11，工作压力为不大于0.4MPa；同样SDR17.6表示管材的公称外径de与管材壁厚e的比

6、值为17.6,该系列管材工作压 力不大于0.2MPa。产品规格分常用规格和非常用规格，具体如下表：表2.1产品规格单 位 ：m m各种规D32D40D50D63D75D90D110D125D140格型号D160D180D200D225D250D280D315D355D400管材长度一般为6米、9米、12米，也可根据客户要求供货；外径小于63 mm的采浙江中财管道科技股份有限公司4取盘卷形式供货， 长度可为50米、100米、150米用户如有特殊要求， 也可 提前定做，63mm及以上管材一般不采用盘卷形式供货。2管件我公司的燃气管件颜色主色为黑色（其中球阀主色为黄色）。公司的PE燃气管管件根据施工

7、方法、用途的不同。分为电熔管件和热熔管 件；根据生产方式的不同， 分为注塑管件和焊制管件两大类。 大部分管件都可以 采用注塑模具一次成型，但对于一些壁厚、体积、重量都较大的管件，则采用管 材焊制加工的方法制造。采用焊制方法生产的管件有三通、四通和弯头，公称尺 寸范围随着管材扩大；采用注塑方法生产的热熔管件有法兰、异径套筒、弯头、等径三通、异径三通和端帽；电熔管件也采用注塑方法生产，其种类有电熔套 筒、电熔异径套筒、电熔弯头、电熔三通、电熔鞍型管件等。3产品尺寸我公司的产品尺寸可参照表2.2。表2.2PE燃气管管材规格尺寸公称外径 de壁厚 en基本尺寸允许正偏差SDR11SDR17.6工作压力

8、w0.4MPa工作压力w0.2MPa基本尺寸允许正偏差基本尺寸允许正偏差160.33.00.42.30.4200.33.00.42.30.4250.33.00.42.30.4320.33.00.42.30.4400.43.70.52.30.4500.44.60.62.90.4630.45.80.73.60.5750.56.80.84.30.6900.68.21.05.20.71100.710.01.16.30.81250.811.41.37.10.91400.912.71.48.00.91601.014.61.69.11.11801.116.41.810.31.22001.218.22.011

9、.41.32251.420.52.212.81.42501.522.72.414.21.62802.625.42.715.91.73152.928.63.017.91.93553.232.33.420.22.24003.636.43.822.82.44504.140.94.225.62.7浙江中财管道科技股份有限公司55004.545.54.728.43.05605.050.95.231.93.36305.757.35.935.83.74.产品外观产品外观是产品质量的最直观的表现，我公司的PE管道产品外观必须达到如下要求才能通过出厂检验。(1)管材：管材的内外表面应清洁、光滑，不允许有气泡、明

10、显的划伤、凹 陷、杂质、颜色不均等缺陷。管端头应切割平整，并与管轴线垂直。(2)管件：管件的内外表面应光滑、平整、不允许有气泡、裂纹、明显的凹 陷、痕纹、颜色不均等缺陷。管件应完整无缺陷，浇口及溢边应修除平整。5产品特点我公司的PE燃气管道产品具有许多卓越的特性，如耐低温、韧性好、刚柔 相济，因而在一些特殊领域中可大显身手。因为在这些领域中，传统材料管道， 不是不适用，就是费用高，而且还不能保证管道的安全使用。如钢管、铸铁管最 大的问题就是在使用期内，普遍发生的腐蚀和接头泄漏。PE管在这些方面则具有明显的优势，圆满地解决了传统管道的腐蚀和接头泄漏两大难题。PE燃气管可作为室外线路管，敷设在腐蚀

11、性的土壤中、地震地区、山地和 沼泽地区；也可作为承插管插入旧管道中修复、更新旧管道。其与众不同的施工 特点，为施工带来了方便，并大大降低了用户的投资成本。PE燃气管的主要优点体现在：(1)耐腐蚀聚乙烯是惰性材料，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)不泄漏PE燃气管道主要采用熔接连接(热熔连接或电熔连接)，本质上保证接口 材质、结构与管体本身的同一性，实现了接头与管材的一体化。实验证实，其接 口的抗拉强度及爆破强度均高于管材本体，可有效的抵抗内压力产生的环向应力 及轴向的拉伸应力。因此与橡胶圈类接头或其他机械接头相比，不存在因接头扭 曲造成泄漏的危险。(

12、3)高韧性浙江中财管道科技股份有限公司6PE燃气管是一种高韧性的管材，其断裂伸长率一般超过500%，对管基不均匀沉降的适应能力非常强。同时也是一种抗震性能优良的管道，在1995年日本的神户地震中，聚乙烯燃气管和供水管是唯一幸免的管道系统。正因为如此，日 本震后大力推广PE管在燃气领域的使用。(4)优良的挠性聚乙烯的挠性是一个重要的性质，它极大地增强了该材料对于管线工程的价 值。聚乙烯的挠性使PE燃气管可以进行盘卷，并以较长的长度供应，不需要更 多的连接管件。用于不开槽施工，PE燃气管道的走向可以依照施工方法的要求 进行改变；聚乙烯材料的挠性，使其可在施工前改变管材的形状，插入旧管后恢 复原来的

13、大小和尺寸。(5)良好的抗刮痕能力采用不开槽施工技术，无论是铺设新管还是旧管道的修复或更新，刮痕是无 法避免的。刮痕造成材料的应力集中，引发管道的破坏。管材抵抗刮痕的能力， 与管材的慢速裂纹增长(SCG)行为关系密切，研究证明，PE80等级的PE燃气 管具有较好的抵抗SCG的能力和耐刮痕能力。PE100等级的PE燃气管材料则具 有更加出色的抵抗刮痕能力。(6)良好的快速裂纹传递抵抗能力管道的快速开裂是指在管道偶然发生开裂时，裂纹以几百米/秒的速度迅速增长，瞬间造成几十米甚至上千米管道破坏的大事故。快速开裂是一种偶发事 故，但其后果是灾难性的。而PE管则具有良好的快速裂纹传递抵抗能力。(7)使用

14、寿命长PE管道使用寿命长，可达50年以上。这是国外根据PE燃气管材环向抗拉 强度的长期静液压设计基础值(HDB)确定的，已被国际标准确认。(8)较好的耐冲击性PE管韧性好，耐冲击强度高，重物直接压过管道，不会导致管道破裂。(9)良好的施工性能PE管道质量轻，焊接工艺简单，施工方便，工程综合造价低。(10)价格便宜，综合造价低PE管道同钢管、铸铁管、钢骨架复合管相比，具有很大的经济优势。浙江中财管道科技股份有限公司7PE管与钢管经济分析一、PE管施工实例例一，1997年9月27日开始施工，某市一公司住宅楼敷设管径为DN110、DN90、DN63、DN40PE管980m,弓I入口80个，冈H塑转换

15、接头80个。例二，1997年10月4日开始施工，某市一高校南侧敷设管径为DN110、DN90、DN63、DN40PE管1km，弓I入口76个，冈H塑转换接头76个。上述两项工程运行至今，一切正常。下面对上述两个实例进行经济比较，计算结果见表2.3表2.3项目例 一例二PE管工程造价（元）钢管工程造价（元）PE管工程造价（元）钢管工程造价（元）管材689596043422648553管件6958912241651800防腐0868013388土方工程费562262521831320313施工费1618372546906936机械台班费197410525工程造价211022333581394100

16、615工程总造价3754949573120360135849如上表所示实际施工项目的统计可以看出，PE管在经济上优越于钢管。虽然各地区，各项PE管工程的设计、采购、施工、运行压力等环节各有不同，但 实践和经济比较证明PE管明显优越于钢管，如果再考虑寿命的长短（钢管18年、PE管50年），那么PE管的优越性还要大一些。PE管的使用寿命以50年计，钢管的使用寿命按国家计委煤气设施折旧年限 为18年。6产品性能产品性能可参照表2.4、表2.5和表2.6浙江中财管道科技股份有限公司8表2.4PE然气管材力学性能指标项目性能要求试验参数试验方法静液压强度（HS）20C破坏时间（h）羽 0020C（环应力

17、）PE80PE1009.0 MPa 12.4 MPaGB/T6111-200380C破坏时间（h ）16580C（环应力）PE80PE1004.5MPa1）5.4 MPa1）破坏时间（h ）100080C（环应力）PE80PE1004.0MPa 5.0 MPa断裂伸长率，%以 350GB/T8804.3-2003耐候性（仅适用于非 黑色管材）气候老化后仍能满足以下 性能要求：热稳定性（表2.6）2）HS（165 h/80C）（本表）断裂伸长率（本表）2E 為.5GJ/MGB/T17391-1998GB/T6111-2003GB/T8804.3-2003耐快速裂纹扩展（RCP）3）全尺寸试验25

18、0mm 或S4 试验适用于所 有直径全尺寸的临界压力（MPa）PC,FS1.5XMOPS4 试验的临界压力（MPa）PC,S4勿 OP/2.4-0.0724）0C0CISO 13478:1997GB/T19280-2003耐慢速裂纹开裂增长en5mm 伽165h80C0.8 MPa（试验压力）5）GB/T18476-200180C0.92MPa（试验压力）6）1） 仅考虑脆性破坏，如果在 165h 前发生韧性破坏，则按表 2.5 选择较低的应力和相应的最小破坏时 间重新试验。2）稳定性试验，试验前应除去外表面0.2mm 厚的材料。3）RCP 试验适合于在以下条件下使用的PE 管材：最大工作压力

19、 MOP O.OIMPa, dn 总 50mm 的输配系统；最大工作压力 MOP 0.4MPa, dnOmm 的输配系统；对于恶劣的工作条件（如温度在OC以下），也建议做 RCP 试验。4） 如果 S4 试验结果不符合要求，可以按照全尺寸试验重新进行测试，以全尺寸试验的结果作为最 终依据。5）PE80,SDR11 试验参数。浙江中财管道科技股份有限公司96）PE100,SDR11 试验参数。表2.5静液压强度（80C）应力最小破坏时间关系PE80PE100环应力MPa最小破坏时间h环应力MPa最小破坏时间h4.51655.41654.42335.32564.33315.23994.24745.

20、16294.16855.010004.01000-表2.6PE燃气管材物理性能指标项目单位性能要求试验参数试验方法热稳定性（氧化诱导 时间）min20200CGB/T17391-1998熔体质量流动速率（MFR）g/10min加工前后MFR变化20%190C,5kgGB/T3682-2000纵向回缩率%63:O.01X3103MPa空气流量 试验介质 试验压力制造商标称 空气2.5X103MPa1 1）对于（8080C 165h165h）静液压试验，仅考虑脆性破坏。如果在规定破坏时间前发生韧性破坏，允许在较低应力下重新进行该试验。重新试验的应力及其最小破坏时间应从表2.52.5 中选择，或从应

21、力/ /时间关系的曲线上选择。2 2）适用于插口管件。3 3）仅使用于电熔承口管件。4 4）仅适用于鞍形旁通表2.8PE然气管件的物理性能项目单位要求试验参数试验方法氧化诱导 时间min20200C1)GB/T17391-1998熔体质量流动速率（MFR）g/10min管件的MFR变化不 应超过制造管件所用 的混配料的MFR的吃0%190C/5kgGB/T3682-20001 1）如果在 200200C的实验结果有明确的修正关系，可以在210210 C 进行试验。仲裁时，试验温度应为200200C我公司采用的是世界一流燃气管道专用料，其原料性能指标如表2.7所示浙江中财管道科技股份有限公司12

22、表2.7聚乙烯混配料的性能1）序号性能单位要求试验参数1密度kg/m3边 30 （基础树脂）23C2熔体质量流动速率（MFR）g/10min0.21.4,且最大偏差 不应超过混配料标称 值的土 20%190C/5kg3热稳定性（氧化诱导 时间）min20200C4挥发分含量mg/kg3505水分含量2）mg/kg3006炭黑含量3）（质量分 数）%2.0 2.57炭黑分散3）级38颜料分散4）级1.5XMOP壁厚15mmMPaS4 试验的临界压力Pc,s4勿 0P/2.4-0.0725)0C1耐慢速裂纹增长en?5mm 伽h16580C,0.8 MPa(试验压力)6)80C,0.92MPa（试

23、验压力）7）1 1）非黑色料应符合表 2.42.4 中耐候性要求。浙江中财管道科技股份有限公司132 2） 当测量的挥发分含量不符合要求时才测量水分含量。仲裁时，应以水分含量的测量结 果作为判定依据。3 3）仅适用于黑色混配料。4 4）仅适用于非黑色混配料。5 5） 如果 S4S4 试验结果不符合要求，可以按照全尺寸试验重新进行测试，以全尺寸试验的结 果作为最终依据。6 6）PE80,SDR11PE80,SDR11 试验参数。7 7）PE100,SDR11PE100,SDR11 试验参数。第三章聚乙烯管道设计管道工程设计是实现燃气管道安全、可靠、经济合理和技术先进的基础。并 且，管道工程设计这

24、一环节贯穿了整个燃气管道安全管理的全过程。管道工程设计一般分管道工艺设计、管道布置、管道强度设计三部分。其 中，管道的工艺设计是基础，强度设计是保障，管道布置是目的。城市聚乙烯管 网的设计与钢管、铸铁管相比，在耐压强度、水力学性能以及连接敷设等方面均 有不同的特点。本章主要介绍聚乙烯管道设计的一般原则和设计计算及管道布置 等基本知识，并着重介绍聚乙烯燃气管道设计应遵循的有关特殊规定。第一节管道设计的一般规定聚乙烯燃气管道设计应遵循我国现行城镇燃气设计规范（GB50028-2002）和聚乙烯燃气管道工程技术规范（CJJ63-95及其他相关的部标和行 业标准。在聚乙烯燃气管道设计时只需按管材的级别

25、选择管材系列确定其最高工 作压力，一般设计时不需要进行强度计算。聚乙烯燃气管道目前有SDR11和SDR17.6两大系列，其最大允许工作压力和不同温度下的允许工作压力应符合聚乙烯燃气管道工程技术规范（CJJ63-95）第2.1条的规定。SDR11系列宜用于输送人工煤气、液化石油气（气态）、 天然气；SDR17.6系列宜用于输送天然气。在工作温度为20T40C范围内， 对于SDR11系列的聚乙烯管，最大允许工作压力不大于0.4MPa（表压）；对于SDR17.6系列的聚乙烯管，最大运行工作压力不大于0.2MPa（表压）。根据表3.1可以确定不同燃气、不同系列管材的允许工作压力。浙江中财管道科技股份有

26、限公司14表3.1不同种类燃气的最大允许工作压力燃气种类最大允许工作压力（MPa）SDR11SDR17.6天然气0.4000.200液化石油气（气态）0.100人工煤气0.005注：SDR 为标准壁厚比，即公称外径与壁厚之比表3.1中允许工作压力是按现行国家标准燃气用埋地聚乙烯管材中的四个条件确定的，这四个条件是：工作温度20C，使用寿命50年，管道环向应力8.0Mpa,安全系数取值不小于4。聚乙烯管道在输送其他气体时，必须经过充分论证，并在安全性能得到保证 后，可参考以上相似的气源种类确定允许工作压力。聚乙烯燃气管道在输送不含 冷凝液的人工煤气时，工作压力可适当提高，但不宜超过0.2MPa。

27、在输送不含冷凝液的气态液化石油气时，工作压力可适当提高，但不宜超过0.3MPa。聚乙烯燃气管道使用压力的确定是根据管材在20C时长期静液压强度下测定的。由于聚乙烯管道对温度较为敏感，为了保证聚乙烯管道的安全性，无论温度 低于或高于上述温度，都要降低其使用压力。根据表3.2可以确定不同温度下聚乙烯管道的允许工作压力。表3.2不同温度下聚乙烯管道的允许工作压力工作温度tC）允许工作压力（MPa）SDR11SDR17.620vt O0.10.00750vt200.40.520vt300.20.130vt400.10.0075第二节 城市燃气管网的分类及其选择一、燃气管道的分类根据用途分类浙江中财管道

28、科技股份有限公司151长距离输气管线其干管及支管的末端连接城市或大型企业，作为该供应区的气源点。2.城市燃气管道(1)分配管道：在供气地区将燃气分配给工业企业用户。公共建筑用户和居 民用户。分配管道包括街区的和庭院的分配管道。用户引入管 将燃气从分配管道引到户室内管道引入口处的总阀门。(3)室内燃气管道 通过用户管道引入口的总阀门将燃气引向室内，并分配到 每个燃气用具。3.工业、企业燃气管道(1)工厂引入管和厂区燃气管道将燃气从城市燃气管道引入工厂，分送到各 用气车间。(2)车间燃气管道 从车间的管道引入口将燃气送到车间内各个用气设备(如 窑炉)。车间燃气管道包括干管和支管。(3)炉前燃气管道

29、从支管将燃气分送给炉上各个燃烧设备。根据敷设方式分类1.地下燃气管道 一般在城市中常采用地下敷设。2.架空燃气管道对于聚乙烯管道一般不采用架空敷设，如采用架空敷设， 必须采取必要的保护措施。根据输气压力分类燃气管道之所以要根据输气压力来分级，是因为燃气管道的气密性与其他管 道相比，有特别严格的要求，漏气可能导致火灾、或管道本身出现裂缝的可能性 和危险性也越大。当管道内燃气的压力不同时，对管道材质、安装质量、检验标 准和运行管理的要求也不同。我国城市燃气管道根据输气压力一般分为：1高压A燃气管道：0.8 MPaP1.6 MPa2.高压B燃气管道：0.4 MPavPO.8 MPa3.中压A燃气管道

30、：0.2MPaP切.4 MPa4.中压B燃气管道：O.IMPavP切.2 MPa5.低压燃气管道：PO.IMPa二、城市燃气管网及其选择浙江中财管道科技股份有限公司161.城市燃气管网系统城市输配系统的主要部分是燃气管网，根据所采用的管网压力级制不同可分 为：(1)一级系统:仅采用低压管网来分配和供给燃气，一般只适用于小城镇的供气。如供气范围较大时，则输送单位体积的燃气的管材用量将急剧增加。两级系统：由低压和中压B或低压和中压A的管网组成。(3)三级系统:包括低压、中压和高压的三级管网。(4)多级系统:由低压、中压B、中压A和高压B,甚至高压A的管网组成。2.燃气管网系统的选择无论是旧有的城市

31、还是新建的城市，在选择燃气输配管网系统时，应考虑许 多因素，其中最主要的因素有：(1)气源情况：燃气的种类和性质、供气量和供气压力、气源的发展或更换 气源的规划。城市规模、远景规划情况、街区和道路的现状和规划、建筑特点、人口 密度、居民用户的分布情况。(3)原有城市燃气供应设施情况。(4)对不同类型用户的供气方针、气化率及不同类型的用户对燃气压力的要 求。(5)用气的工业企业的数量和特点。(6)储气设备的类型。(7)城市地理地形条件，敷设燃气管道时遇到天然气和人工障碍(如河流、 湖泊、铁路等)的城市。(8)城市地下管线和地下建筑物、构筑物的现状和改建、扩建规划。设计城市燃气管网系统时，应全面综

32、合考虑上述诸因素，从而提出数个方案 进行技术经济比较，选用经济合理的最佳方案。方案的比较必须在技术指标和工 作可靠性相同的基础上进行。同时，城市燃气管网在布置时，一般要成环状布 置，以提高城市燃气供气的可靠性、稳定性。浙江中财管道科技股份有限公司17第三节 城市燃气管网的水利计算一、设计条件和设计前资料准备1.设计条件设计条件应包括管道建设的环境条件（如温度、风力、地质、周边环境等）、工艺条件（如输送介质性质、设计温度、设计压力、设计流量、操作工况 等）、建设周期（施工计划表、开工时间）等。有时用户也提出一些要求，如操 作要求、安全消防要求、环保要求等。合理的设计在于把这些要求和用户条件进 行

33、适当的平衡，最终做到技术、经济、安全等方面均为最佳。2.设计前资料准备根据上述设计条件，聚乙烯燃气管道在设计前应准备如下资料：（1）已批准的工程计划任务书；（2）年用气量（包括近期和远期）；（3）需敷设的聚乙烯管道长度；（4）燃气的主要性质；（5）聚乙烯管道所经过地区的城市现状和规划图及交通、行政区划分图；（6）聚乙烯管道所经过地区的管道现状和规划图；（7）聚乙烯管道所经过地区地下管线和地下建、构筑物的资料；（8）气象资料：聚乙烯管道所经过地区气温、地温、最大冻土深度、主要 风向、风速及降雨量。（9）水文地质资料：1）地质、地下水位、土壤腐蚀情况；2）穿越河流流量、流速、水位、冲刷等情况；（1

34、0） 聚乙烯管道所经过地区的地震资料。二、聚乙烯燃气管道水利计算燃气管道水利计算是整个管道系统设计中的基础部分，它直接影响管道的可 靠性和安全性，涉及到管道标准体系的选用、管材的选用、压力等级的确定、管 径的选择及其他燃气设备的选型计算等等。（一）聚乙烯管道水利计算的一般步骤浙江中财管道科技股份有限公司18（1）根据推荐流速 和计算流量Q初选管径d；（2）根据初选管径计算雷诺数，判别流态；（3）计算水力摩阻系数；（4） 根据水力计算基本公式计算管径d；（5）根据水力计算管径校对流态、水力摩阻系数，确定管径和实际平均流 速。（二）聚乙烯燃气管道水利计算的基本公式1.低压聚乙烯燃气管道单位长度的摩

35、擦阻力损失应按下式计算:-=6.26 IO?%Ld5TO式中：-聚乙烯燃气管道摩擦阻力损失（Pa）;聚乙烯燃气管道的摩擦阻力系数；1聚乙烯燃气管道的计算长度（m）;Q聚乙烯燃气管道的计算流量（m3/h）;d聚乙烯燃气管道的内径；3燃气的密度（kg/m）；T设计中所采用的燃气温度（K）;TO273.16（k）。2.高、中压聚乙烯燃气管道的单位长度的摩擦阻力损失宜按下式计算:于九271010T0Z式中：P聚乙烯燃气管道起点的压力（绝对压力kPa）；P2聚乙烯燃气管道终点的压力（绝对压力kPa）；L聚乙烯高中压燃气管道的计算长度（km）；Z压缩系数，当燃气压力小于1.2MPa（表压）时Z取1；其它符

36、号同上d浙江中财管道科技股份有限公司19（三）聚乙烯燃气管道水力摩阻系数的确定由流体力学的基本知识我们知道，水力摩阻系数 的大小与流态和管内壁当量相对粗糙度（管内壁当量绝对粗糙度与管内壁半径的比值）有关；流态不同，值的计算公式也不同，下面分别介绍不同流态区域水力摩阻系数64Re由上式可以看出，层流状态水利摩阻系数只与雷诺数的大小有关，即与流速、管内径、运动粘度有关，与管内壁当量绝对粗糙度无关。2临界状态水力摩阻系数的计算（2100VRe3500）K-二0.11(d式中：Re雷诺数；0C和101.325KPa时燃气的运动粘度（m2/s）;K聚乙烯然气管道内表面的当量绝对粗糙度（mm）;可取0.0

37、1;聚乙烯燃气管道的摩擦阻力系数；d聚乙烯燃气管道内径（mm）; 聚乙烯燃气管道计算流速（m/s）。水力计算中聚乙烯管道与钢管的根本区别在于K 值的不同，聚乙烯管的 K 值与钢管 K 相差20倍，由此造成在同样管径、同样长度、同样压力降的情况下， 聚乙烯管的输气能力要比钢管高得多，而且压力降越大，聚乙烯管的优越性越突 出，但考虑到流速的限制，一般聚乙烯管的流通能力可能比钢管高30%左右。-的计算方法。1.层流状态水力摩阻系数 的计算（Re2100）Re68)0.25Re)浙江中财管道科技股份有限公司20燃气尤其是带有粉尘的燃气，在聚乙烯管内流动与管壁摩擦将产生静电，为 了不使静电过分累积，除采

38、取必要的措施外，对聚乙烯管内介质的流速要有所限 制，不宜过高。我国行业标准聚乙烯管道工程技术规范（CJJ63-95）正文部分规定“中压管道允许压力降可由该级管道的入口压力至次级管网调压器允许的最低入口压 力之差确定，流速不宜大于5m/s”。以此流速做管网设计时，聚乙烯管几乎无工 程利用价值，体现不出聚乙烯管的优势，限制了聚乙烯管的实际应用。在同一标 准的编制说明中，给出了一些国外气体管道流速的规定：1.）炼油装置压力管线： =1530 m/s；2.）美国化工装置中乙烯与天然气管道： 30.5 m/s;3.）液化石油气气相管： =515m/s；4.）焦炉气管：=48 m/s。这些流速是符合一般管

39、道工程设计流速要求的。标准编制说明与标准正文具 有同等法律效力；可参照使用。同时我们查阅国外聚乙烯管道设计流速的有关技 术资料，资料中明确规定，天然气在聚乙烯管道中的流速不超过20 m/so因此，建议聚乙烯管输送介质的流速以不超过20 m/s为宜。第四节 管道布置的基本原则管道布置通过图纸来表示出管道位置、走向及附属设备的定位等，并能满足 工艺要求；满足管道强度、刚度的要求；满足操作、维护、消防的要求。聚乙烯管道工程技术规程 （CJJ63-95）明确规定，聚乙烯燃气管道严禁 用作室内、地上管道使用。聚乙烯燃气管道的平、立面布置遵循钢管布置的基本原则，并且遵循以下特 殊规定（CJJ63-95第2

40、.3条的规定）：1.聚乙烯燃气管道不得从建筑物和大型构筑物下穿越；不得在堆积易燃、易 爆物品和具有腐蚀性液体的地面下穿越；不得与其他管道和电缆同沟敷设。2.不得平行敷设在电车轨道之下；也不得与其它地下设施上、下并置。3.聚乙烯燃气管道与建筑物、构筑物及相邻管道之间的净距应符合城镇燃气设计规范（GB50028-2002）表5.3.2.1的规定。聚乙烯燃气管道与热力管道 之间水平浙江中财管道科技股份有限公司21净距及各类地下管道和设施的垂直净距分别见表3.4和表3.5（摘自CJJ63-95第2.3条规定）。浙江中财管道科技股份有限公司22聚乙烯燃气管道与供热管道的净距，取决于供热管道在周围的土壤温

41、度场， 净距应保证聚乙烯管处于20C以下的土壤环境中使用，或在2040C的土壤环 境中采取相应的措施使用。如因特殊情况不能满足表3.4中的规定时，宜将该管段聚乙烯管道改用钢管。表3.3地下燃气管道与建筑物、构筑物相邻管道之间的水平净距单位：mm项目地下燃气管道低压中压咼压BABA建筑物基础0.71.01.54.06.0给水管0.50.50.51.01.5排水管1.01.21.21.52.0电力电缆0.50.50.51.01.5通讯电缆直埋0.50.50.51.01.5在套管内1.01.01.01.01.5其它燃气DN300mm0.50.50.50.50.5电杆基础35KV5.05.05.05.

42、05.0通讯照明电杆（至电杆中心）1.01.01.01.01.0浙江中财管道科技股份有限公司23铁路钢轨5.05.05.05.05.0浙江中财管道科技股份有限公司24有轨电车钢轨2.02.02.02.02.0街树（至树中心）1.21.21.21.21.2表3.4聚乙烯燃气管道与热力管道之间水平净距单位：mm供热管种类净距备注tv150C直埋供热管道 供热管回水管3.02.0燃气管埋深小于2mtv150C热水供热管沟蒸汽供热管沟1.5tv280r蒸汽供热管沟3.0聚乙烯管工作压力不超过0.1Mp燃气管埋深小于2m表3.5中聚乙烯管道与排水管道的净距是参照现行的国家标准GB500282002的规定

43、而确定的，所不同的是，当聚乙烯燃气管在排水管的下方时，为避 免渗漏的污水损害聚乙烯管道，要求加设套管。表3.5聚乙烯燃气管道与各类地下管道或设施的垂直净距名称净距（m）（有套管时按套管计）聚乙烯管道在该设施上边聚乙烯管道在该设施下边给水管燃气管0.150.15排水管0.150.2加套管电缆直埋0.50.5在套管内0.20.2供热管道tv150C直埋供热管道0.5加套管1.3加套管tv150C热水供热管沟蒸汽供热管沟0.2加套管或0.40.3加套管浙江中财管道科技股份有限公司25tv280C蒸汽供热管沟1.0加套管，套管如有降温措施可适当缩小不允许铁路轨底1.2加套管4.聚乙烯燃气管道埋设的最小

44、管顶覆土厚度应符合国家标准GB500282002的规定：埋设在车行道下时，不宜小于0.9m；埋设在水田下时，不宜小于0.8m；埋设在非车行道下时，不宜小于0.6m；至绿化地及卸货汽车不能进入之地，不得小于0.3m。5.聚乙烯燃气管道应尽量避开或远离下水井及化粪池。6.聚乙烯燃气管道在输送含有冷凝液的气体时，应埋设在土壤冰冻线以下，并设置凝水缸。管路坡向凝水缸的坡度不宜小于0.3%。7.聚乙烯燃气管道不能直接穿越河底。在加设套管或采取措施穿越河底时， 应符合国家标准GB500282002的有关规定。8.聚乙烯燃气管道的地基宜为无坚硬土石和无盐类的原土层，当原土层有坚 硬土石和盐类时，应铺垫细沙或

45、细土。凡可能引起管道不均匀沉降的地段、地基 应进行处理或采取其它防沉降措施。9.中压聚乙烯燃气管道在干管上，应分段设置阀门，并应在阀门两侧设置放 散管。中压聚乙烯燃气支管起点处也应设置阀门。低压聚乙烯燃气管道可不设阀 门。阀门宜设置在阀门井内。对于聚乙烯低压球阀也可直埋不设阀门井。10.聚乙烯燃气管道不能直接引入建筑物内。不宜直接进入附属在建筑物墙 上的调压箱内；当直接用聚乙烯燃气管道引入时，穿越基础或外墙及地上部分的 聚乙烯燃气管道必须采用硬质套管保护。浙江中财管道科技股份有限公司26第四章土石方工程土石方工程是保证施工质量的重要的一个环节，在施工过程中应遵循的一般 规定有如下几点：1.施工

46、单位应做好管沟开挖前的一切准备工作，并会同建设、设计及其它有 关单位共同核对有关地下管线及构筑物的资料，必要时开挖探坑核实。2.在施工区域内，有碍施工的已有建筑物和构筑物，道路、沟渠、管线、电 杆、树木等，应在施工前由建设单位与有关单位协商处理。3.管沟必须按设计图纸放线。4.在地下水位较高的地区和雨季施工时应采取降低水位和排水措施，及时清 除沟内积水。土石方工程主要牵涉到两方面的问题，其一是开槽，其二是回填，本章将对 其进行详细的介绍。第一节开槽浙江中财管道科技股份有限公司27管沟开挖必须按设计图纸放线，并按设计标高开挖，沟应尽可能直，沟底要 平，转弯处的弯曲半径应符合相应规范的规定。一、管

47、道铺设沟槽的技术要求 管沟宽度应符合一系列的要求，式，其具体的技术指标为：1单管沟边组装敷设：a=D+0.3 m2双管沟边组装敷设：a=Di+D2+S+0.3m式中：a沟底宽度（m） D管道公称外径（m）Di第一条管道公称外径（D2第二条管道公称外径（S两管之间安全距离（燃气0.5m）开挖的沟槽梯形截面（如图4.1）上口宽度可按下列公式确定：b=a+2nh式中：b沟槽上口宽度（m）a沟槽底宽度（m）n-沟槽边坡率（边坡的水平投影与垂直投影的比值）h沟槽深度（m）二、特殊条件下的沟槽标准另外，在无地下水的天然湿度的土壤中开挖沟槽时，如沟深不超过下列规 定，沟壁可不设边坡。（1）填实的砾石和砾石土

48、1m（2）亚砂土和亚粘土1.25m（3）粘土1.5m（4）特别密实的土2m可分为单管沟边和双管沟边两种组装敷设方m）代a歩m）图4.1梯形槽浙江中财管道科技股份有限公司28对于具有天然湿度，构造均匀，无地下水，水文地质条件良好，挖深小于5m的沟槽， 可不作支撑，其沟槽坡度可参考表4.1。对于不能达到上述要求 的，应加支撑加固壁沟。对于不坚固的土壤应作连续支撑，支撑物应有足够的强 度。表4.15m以内底沟槽最大边坡坡度（不加支撑）土壤种类挖土方式人工挖土并将土抛于沟边上机械挖土在沟底挖土在沟上挖十砂土1/101/0.751/1.0亚砂土1/0.671/0.501/0.75亚粘土1/0.501/0

49、.331/0.75粘土1/0.331/0.251/0.67含砾石、卵石土1/0.671/0.501/0.75PE管下沟前，沟槽底部一定要保持平整密实，当原土层为坚硬土石或岩层类地质时，应超挖0.150.25m,然后用细沙或细土填实，以防铺设的PE管由于不均匀沉降引起坡度变化。超挖在0.15m以上者，可用石灰或沙处理，其密实度不 应低于95%;当沟底有地下水或沟底土层含水量较大时，可用天然沙回填。对于陷性黄土地的开挖，不宜在雨季施工，或者必须在施工时确保能够排除沟 内积水。开挖中应在槽底预留0.030.06m厚的土层进行夯实处理。夯实后，沟 底表层土的密度一般不小于1.6X03kg/m3o沟底遇

50、有废旧构筑物、硬石、木头、垃圾等杂物时，必须清除，然后铺一层 厚度不小于0.15m的砂土或者土，并整平夯实。对于软弱管及其特殊性腐蚀土壤，应按设计要求处理。总之，最终形成的开挖沟槽底部应严整密实。第二节回填回填是管道工程施工中重要的施工作业。沟槽回填质量的好坏直接影响着 日后管道运浙江中财管道科技股份有限公司29行的安全和寿命。浙江中财管道科技股份有限公司30PE管道敷设前，要排尽沟内积水。回填土不允许有石块、砖头、垃圾及尖 锐杂物，以免损伤管道。回填土一定要分层夯实，在管道两侧及管顶以上0.5m的回填土必须人工夯实。在距离管顶不小于0.3m处埋设带金属示踪线的示踪带，并在管沟表面埋设标志墩。

51、标志墩的设置原则是：拐弯，三通，法兰处各设 一个，支管段较长时除在管道起始端各设一个标志墩外，每隔30m可设一个，且应尽量设在易被发现的地方。沟槽的回填应先填实底部，同时投填管道两侧，然后回填至管顶以上0.5m。此时需要注意的是，未经检验的接口应留出。如沟内有积水，必须全部排 尽后，再行回填。沟槽未回填部分在管道检验合格后应及时回填。除此以外，要尤其注意以下五个方面的情况：(1)沟槽的支撑应在保证施工安全的情况下，按回填进度依次拆除，拆除竖 板桩后，应以砂土填实缝隙。(2)管道两侧及管顶以上0.5m内的回填土不得含有碎石、砖块、垃圾等杂 物，不得用冻土回填，距离管顶0.5m以上的回填土内允许有

52、少量直径不大于0.1m的石块。(3)回填土应分层夯实，每层厚度0.2-0.3m,管道两侧及管顶以上0.25m内的填土必须人工夯实，当填土超出管顶0.5m时，可使用小型机械夯实，每层松土厚度为0.25-0.4m。(4)回填土应分层检查密实度，沟槽各部位的密度应符合下列要求：a胸腔填土(I) 95%b管顶以上0.5m范围内(U)85%c.管顶0.5m以上至地面(IH):I 111)在城区范围内的沟槽95%;2)耕地90%。浙江中财管道科技股份有限公司31图4.1回填土横断面（5）在管道安装与铺设完毕后应尽快回填。由于PE管道热膨胀系数大，建议回填时间应选在一昼夜中气温最低的时刻。第五章附属设备的安

53、装第一节聚乙烯阀门聚乙烯阀门具有耐腐蚀、连接方便、免维修、使用年限长达五十年、安全性 能高等优点。从根本上解决了埋地燃气管网中金属阀门的腐蚀、泄漏、污染等问 题，现已广泛应用于城市聚乙烯燃气管网。一、 阀门类型燃气用聚乙烯阀门主要以球阀为主，根据使用口径规格不同可分为小型球阀 （D63以下）和大型球阀（D63以上，含D63）;根据不同需要可分为放散球 阀、标准型球阀、单放散球阀和双放散球阀四种。浙江中财管道科技股份有限公司32二、 球阀护套管和球阀钥匙单放散球阀和双放散球阀本身就有护套管，不需要另外制作护套管。而标准 球阀没有护套管，所以需要另外制作护套管。现阶段，标准球阀的护套管长度各 不相

54、同，但是大致都在1.01.4米之间，管径是根据球阀工作帽的尺寸来确定 的，且护套管的原料最好与球阀的原料相同，这样可以很好的连接，同时也能取 得和球阀同样的寿命。球阀钥匙是根据客户需要来制作的，为了方便操作，钥匙的长度应该尽可能 的短，这样可以节省原材料，并且容易存放。三、阀门布置原则为了保证管网的正常运行并考虑到检修、接线和置换的需要，在中压聚乙烯 燃气管干管上，应设置分段阀门，并在阀门两侧设置放散管。中压聚乙烯燃气支 管起点处也应设置阀门，低压聚乙烯燃气管道可不设阀门。一般选用小型球阀不 设置放散管，可直埋，不设阀门井。使用大型球阀可根据需要设置标准型、单放 散或双放散球阀。对于使用放散式

55、或设置在水泥路面下的阀门，须安装阀门井， 以便于阀门的操作与维护。四、阀门安装注意事项1连接前，按设计要求校对阀门规格、型号，并在现场进行外观检查，确保 管材、件的材质一致且符合相应要求方可使用。2.保持阀门内清洁，勿打开放散管上的保护盖。3.阀门底板坡度应随管道坡度坡向凝水缸位置。4安装并移动阀门时，阀门应保持打开状态，避免冲击阀芯。5.阀门周围应用优质沙土填埋。五、阀门井的砌筑阀门及井座必须落在实土层上，若为虚土层必须进行分层夯实，每层厚度不 超过20cm，其密度不低于95%。当垫土层达到强度，再进行阀门安装；阀门周 围应用良好的沙土填埋，并分层夯实；操作井要求先砌筑二四墙30cm厚，再砌

56、L20钢筋，混凝土30cm厚；阀门上端与井盖之间的距离应保持不小于20cm；另 外为避免阀门裸露空气中易遭紫外线伤害，建议阀门上部采用优质细纱覆盖。具 体见图5.1在使用球阀的过程中，由于燃气中含有的水份，油质形成的冷凝液长期沉 淀、淤积在阀门处，造成堵塞阀门或使阀门闭合不严。对于带放散的阀门，可以浙江中财管道科技股份有限公司33利用放散管将冷凝液排除，但对于无放散的标准型球阀，此种方法就不可行了 出现这种情况的主要原因是由于球阀的埋深相对于管道及凝水缸的埋深来讲较 深，是由地势偏低造成的。这就要求我们在施工过程中，应注意阀门安装位置的 地势应略高于凝水缸的位置，阀门应坡向凝水缸的方向。然而在

57、实际施工过程 中，由于阀门的护套管与放散管的高度是一定的，对于不同地段，不同埋深要求 的管道应选用合适的阀门，以达到相应的要求。对于采用直埋没有修砌阀门井的阀门，由于掩埋在地下长期不使用，很容易 被遗忘，所以在阀门位置应做好标识，在竣工图上也应详细标注阀门的位置，以备在急需时能够及时找到相对应的位置。图5.1阀门安装示意图六、铸铁阀门管道中用来控制流体的流量，降低它们的压力或改变流路方向的部件，统称 为阀门。铸铁阀门在燃气管道中也是很常用的，在现阶段很多地方用的都是铸铁阀 门，铸铁阀门与聚乙烯管道主要有两种连接方式， 即法兰连接和螺纹连接。 法兰 连接是最常用的连接方式，但是连接过程中一定要注

58、意法兰之间的垫圈一定要对 正，而且四周均匀。螺纹连接时要先在聚乙烯管道上连接钢塑转换，严禁在聚乙 烯管道上直接套丝。在连接时注意加缠塑胶带以保证整个燃气管道系统的气密 性。另外，考虑整个燃气管网系统寿命的统一性，给整个燃气系统的运行带来方 便，建议在聚乙烯管网系统中选择聚乙烯球阀。七、燃气阀门安装注意事项安装时，吊装绳索应拴在法兰上，不允许拴在手轮、阀杆或传动机构上，以 防这些部位带放am阀i亦作井S3浙江中财管道科技股份有限公司34扭弯折断，影响阀门使用。燃气阀门分截止阀和止回阀。安装时要注意安装方向，即介质流动方向应与 阀体上的箭头指向一致，升降式止回阀只能水平安装，以保证阀盘升降灵活。旋

59、 启式止回阀则应保证阀盘的旋转轴呈水平状态，水平或垂直安装均可。图5.2铸铁阀门示意图第二节凝水缸聚乙烯管道在输送含有冷凝液的燃气时，应埋设在冰冻线以下，并设置凝水 缸，管道坡向凝水缸的坡度不小于3%o。一、凝水缸的作用凝水缸的主要作用是收集燃气中的冷凝液，同时还有管道吹扫、放散、测压 等作用。二、凝水缸的结构常用凝水缸主要由缸体、排水管、排水阀三部分组成。浙江中财管道科技股份有限公司3三、凝水缸的分类凝水缸根据燃气的输送压力不同可分为高压、中压、低压三种；根据结构形式不同可分为立式和卧式两种；根据材质不同可分为钢质凝水缸、铸铁凝水缸和塑 料凝水缸。在聚乙烯管道中，一般使用立式凝水缸，由于考虑

60、到凝水缸材质与管道材质 的统一性，提高管道连接的方便性与可靠性，建议使用同种材质的聚乙烯立式凝 水缸。四、凝水缸的设置原则1在管道坡向改变时，凝水缸应安装在管道的最低点，间距一般为200500米。距气源站的距离越近设置的距离越小，距气源站的距离越远采用的间距 越大，以便抽水周期大致相同。2管道坡向不变时，间距一般为500米左右。五、注意事项1安装前应对凝水缸的外观及各连接部位进行细致的检查，符合要求后方 准使用。2凝水缸的缸体应与地面垂直；着基层应为实土层。3凝水缸周围应用优质沙土填埋，厚度不应低于20cm。4为了方便操作及对排水阀进行保护，需安装井室盖。井室盖与凝水缸上 端应保持不低于20cm的距离