劉新奇韓忠偉張力王林田玉英胡俊生任黎力李凱
關鍵詞 pe管頂管熔焊工作坑
中圖分類號 tu966
1 引言
隨著天然氣的大量使用，對原有人工煤氣管道相容、改造或新建是迫在眉睫和無法迴避的課題。人工燃氣管道通常工作壓力是3.5 kpa。
天然氣管道通常分為3個壓力等級：高壓管道0.4～1.
6 mpa，中壓管道0.2～0.4 mpa，低壓管道0.
002～0.2 mpa。天然氣管道與人工燃氣管道工作壓力相差數十倍。
原有的人工燃氣管道一般是鑄鐵管水泥介面，人工燃氣含微量水，使介面密封良好；而天然氣是幹氣，使介面容易發生洩漏。由此可見，鑄鐵管水泥介面的人工燃氣管道不能直接用於天然氣管道。近些年來，加快了城市基礎設施建設，隨著各種管道的敷設，道路「拉鍊工程」也就應運而生。
在道路，特別是交通主幹線上敷設燃氣管道，直接影響交通運輸和居民出行，同時對生態環境及市容產生負面影響，鑄鐵管內pe管頂管新技術基本可以化解這一難題。
2 鑄鐵管內pe管頂管技術
這項技術是利用原有將廢棄的鑄鐵管道，在鑄鐵管內部，靠頂管方法將pe管敷設在其中的施工技術。
具體施工作業程式是先在鑄鐵管管線上，間隔200 m，挖15 m×2 m的主坑，5 m×2 m的輔坑，2個工作坑，頂管機頂pe管，最後將同長鑄鐵管兩端封堵，兩端中間設1個檢漏孔，用來檢驗是否洩漏。為防止pe管在頂入過程中下半部磨損，可將薄鐵皮包裝在pe管上防磨。此技術大大減少了開挖及回填工作量，減少了對環境的破壞，開挖面積僅是傳統施工方法的1/10。
按市政開挖費20元/m2計，即節省了54 萬元。土方按15 元/m2計，土方量就節省了60.75萬元。
pe管採用電熔或熱熔焊，操作方法簡便，條形碼給出最佳技術引數，操作人員經簡單培訓，即可操作，介面部位有直觀的觀察孔，可直接觀察焊接情況，工作電壓為39.5 v，pe管表面不需要防腐。
pe管從重量上看，以de110、de160為例：sdr=11(管外徑/壁厚)3.31 kg/m7.
00 kg/m；sdr=17.6（管外徑/壁厚）2.29 kg/m 4.
77 kg/m。相對應的鋼管dn100 13.90 kg/m，dn150 22.
64 kg/m。運輸費用鋼管是pe管的4～6倍。安裝費用鋼管是pe管的30倍。
pe管根據原料的選擇配比，工作壓力可達0.4～0.7 mpa。若pe管與鑄鐵管φ600 mm相比，管徑小了很多，由於壓力關係，流量pe管卻是鑄鐵管的數十倍。
3 技術經濟比較
(1) pe管的效能及特點
pe管sdr(管外徑／壁厚)分為11和17.6兩種。
靜壓破壞強度試驗：
20 ℃，9.0 mpa，韌性破壞時間＞100 h；
80 ℃，4.6 mpa，脆性破壞時間＞165 h；
80 ℃，4.0 mpa，脆性破壞時間＞1000h；
壓縮復原：80 ℃，4 mpa＞170 h；
斷裂伸長率＞350 ％。
pe管具有良好的柔性、耐化學腐蝕性、可焊接性、抗環境應力開裂性和開裂的快速傳遞性，還具有良好的壓縮復原性。pe管表面光滑，流體阻力小。
(2) 強度
天然氣管道可選材料有鑄鐵管、鋼管和pe管，從強度方面考察，鑄鐵管單體強度較高，但連線成整體後，受介面影響，整體強度下降；鋼管強度較高；pe管強度比鋼管稍差，但延伸性好，特別適宜於多地裂縫環境，即適合西安獨特的地理特色。鑑於pe管的特性，很大程度上克服了地形變化給管網系統帶來的不利因素。
(3) 連線方法
鑄鐵管介面有油麻水泥密封、青鉛密封及柔性(膠圈)密封。青鉛密封因費用高等原因，現在很少採用。油麻水泥密封對含水的人工燃氣低壓管道較適宜，而對不含水的天然氣會發生洩漏。
柔性密封在管道下沉時，同樣容易發生洩漏。鋼管連線採用焊接的方法，包括機械焊接和人工焊接。機械焊接合格率很高。
受工作場地及裝置的制約，往往採用人工焊接。人工焊接經拍片檢查，合格率80～90 ％，其餘需要返修。人工焊接受人為因素影響較大。
人為因素包括技術水平、心理情緒、身體狀態等。人工焊接的勞動強度大。pe管連線採用電熔焊或熱熔焊是機械操作，自動化程度高，合格率100 ％。
(4) 經濟因素
鑄鐵管實際壽命可達30～50年，鋼管壽命為30年，pe管壽命為50年。按現在市價，均以管徑φ300mm計，鑄鐵管單價3500元／t，合450元／m；鋼管單價4000元／t，合400元／m；pe管單價sdr=11,464 元／m;sdr=17.6,300元／m。
鑄鐵管管道所需管件很多，按長度計算，管件單價大於管材。鋼管焊接每道焊縫必須拍片檢查，存在拍片費用或其它檢測費用。鋼管還要做防腐層，防腐費用約78元／m2。
pe管熔接既快又好，單根管道長，安裝費用很少。上述比較可知，鑄鐵管、鋼管投資相差無幾，鋼管可作為高、中、低壓管道，鑄鐵管只能作為低壓管道。國產pe管可作低壓、中壓、高壓下限管道，投資稍低。
鑄鐵管內pe管頂管技術，鑄鐵管相當於pe管的套管，集中了鑄鐵管強度高，pe管耐壓高的雙重優點。
(5) 侷限性
鑄鐵管內pe管頂管技術有一定的侷限性，即鑄鐵管管徑越大越好，管徑≥ 300 mm較適宜。人工燃氣中含有萘等有機化合物。此項技術要求鑄鐵管內部比較清潔，即無萘及微量萘的環境。
當含少量萘時，應先做區域性試驗，用高壓清洗車清洗殘留萘，考察清洗費用和清洗效果，然後權衡選擇是新建鋼管管道，還是採用這項技術。
鑄鐵管內pe管頂管技術，可能存在某些缺憾，需要發展完善及時間驗證，有待客觀、科學地鑑定。選用這項技術時，要因地制宜、實事求是。
作者單位：劉新奇 (西安市天然氣公司，西安710068)
韓忠偉張力王林田玉英 (建設部瀋陽煤氣熱力研究設計院，瀋陽110026)
胡俊生任黎力李凱 (瀋陽建築工程學院，瀋陽110015)
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