第１期 ２０１２年３月 水力采煤与管道运输 ＨＹＤＲＡＵＬＩＣ ＣＯＡＬ ＭＩＮＩＮＧ＆ＰＩＰＥＬＩＮＥ ＴＲＡＮＳＰ０ＲＴＡＴ１０Ｎ ＮＯ．１ Ｍａｒ．２０１２ 城镇燃气输配管道的材质选择 蔡明潇孟睿 张中迎 徐胜男 马丽颖 （沈阳煤气热力研究设计院辽宁沈阳１１００２６） 摘要：随着天然气化进程的加速，我国城镇燃气供应面临着原有人工煤气管网的天然气化改 造以及新建大量天然气管网的局面。从管材特性、施工难易程度及后期管网的运行管理等方 面，对城镇天然气中压管网应该选用何种管材材质进行了分析比较，可供工程设计参考。 关键词：天然气 管材选择施工 维护 中图分类号：Ｕ１７４ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００６—０８９８（２０１２）０１—００６１—０２ 随着“西气东输”工程的实施，我国广大城 镇即将进入天然气时代。为了迎接天然气的到 来，许多城市在大规模进行新管网建设的同时， 老管网改造的步伐大幅度加快。在管网的建设 和改造中，人们最关心的是燃气的安全输配。如 何保证燃气在输配中保持长期的稳定安全，是关 系到人民生命和国家财产的大事，也是提高人民 生活质量，实现城市可持续发展的重要条件。特 别是近年来，全国各地发生的燃气管网事故所造 性—— 其金相组织中的球状石墨质点形成一个惰性保 护层，成为一个阻止进一步向内腐蚀的屏障，从 而大大减缓了化学腐蚀的速度：二是接口采用橡 胶圈密封，又兼具管与管之间绝缘体的作用，防 止了长电流的形成，使电腐蚀现象大大减弱。 表１性能比较表 型 抗拉强度／Ｎ・ｍｍ～钢管 球墨铸铁管 ＰＥ管 ４００ ￣４２０ ＞１８～２０ 成的损失，让我们清醒地认识到，地下燃气输配 管道材质的选择是保证安全供气的重要条件，必 须以科学态度和对子孙后代负责的精神，选择目 前科技条件下最安全可靠的管材。 １ 常用输气管材特性 弯曲强度／Ｎ・ｍｍ 延伸率／％ 弹性模量／１０ Ｎ－ｍｍ～ ４００ １８ ２０ ＞５９０ ／≥１０ １５～１７ ７０ ＞６００ ０．９ 接口形式 热稳定性 硬度 焊接法差詈械 好 好 差 ５０～７０Ｄ １４０ＨＢＳ ２３０ＨＢＳ 耐腐蚀性 寿命／ａ 施工强度 差 ２５ 较小 较好 ≥５０ 较小 好 ≥５０ 小 现在各地常用的输气管材有钢管、聚乙烯塑 料管（ＰＥ管）和球墨铸铁管。 钢管具有良好的韧性，可承受较大的压力与 ２工程施工 冲击，用在如“西气东输”这样工程的压力高管径 大的主要管线上非它莫属。但是由于钢管的耐 化学腐蚀能力低，使用寿命短，综合成本高，使其 在城镇燃气输配管网上的使用受到一定的限制。 ＰＥ管是近几年发展起来的新型材料，它的特 ２．１ 钢管 钢管在安装施工时采用现场焊接，为钢性联 接。这种联接增加了防腐的技术难度，防腐质量 难以保证。同时钢管焊接后形成一条很长的导 电体，在城镇地下杂散电流和泄漏电流作用下产 生电腐蚀现象，加剧了钢管的腐蚀。这就是钢管 埋于地下寿命只有１５～２５ａ的主要原因。如果 将钢管埋于腐蚀性强的土壤中，其寿命会更低 了。钢管的防腐处理需在施工现场进行，往往受 点是质量轻，耐腐蚀，使用寿命一般为５０ａ，不需 防腐。但是，目前的ＰＥ管虽然可以添加各种改 性剂，但其力学性能、抗老化性能、稳定性、易变 形等与钢铁材料相比仍有很大的差距。所以，在 使用ＰＥ管输送压力流体时，必须增加管壁的厚 度，使造价提高。 操作技术、现场条件、材料质量、天气环境影响而 难以保证质量。钢管验收时，需对焊口进行超声 波探伤。其中对ｘ型焊口进行５％的ｘ射线照 相检测。最后做水压试验。 ２．２聚乙烯塑料管 ６】 球墨铸铁管具有良好的耐腐蚀性，由于抗腐 蚀能力的提高，也使球铁管的使用寿命延长至５０ ～１００年。耐腐蚀性主要取决于两个方面：一是 ２０１２年３月 水力采煤与管道运输 第１期 ＰＥ管具有很好的柔韧性，一般６３ｍｍ以下小 口径的管材可以盘成卷，在敷设时可以允许有较 小的弯曲半径，从而减少管道接头数量，而且重 量轻，施工简单，不需要大型起重机械，土方量 少。ＰＥ管采用专用电熔或热熔自动控制焊接， 减少人为因素的影响，质量稳定可靠，也减少了 焊接劳动强度。聚乙烯的应力松弛特性可有效 检测。球墨铸铁管道硬度较高，柔韧性较钢管次 之，加上接口形式为柔性机械接口，若管道基础 产生不均匀的沉降（或局部扰动），很容易造成接 口的漏气，抗硬物损伤导致漏气的能力介于钢管 和ＰＥ管道之间。 燃气管道发生泄漏时，在相同泄漏险情下， 所采取的措施和处理难度也不尽相同。 降低由于管基不均匀沉降造成的应力，由于有很 好的柔韧性，焊接时往往可以在沟顶焊好后再放 （１）ＰＥ管道泄漏后的抢险修复操作方便快 捷，但若发生火灾，泄漏点附近的高温容易使局 部ＰＥ管道软化导致泄露（火灾）灾害的扩大。 （２）铸铁管道泄漏点抢险修复较为方便。 （３）钢管泄漏，特别是泄漏面积较大时，抢险 的难度较大，周期较长。 此外对中压燃气管道，由于铸铁管道采用的 到沟底，不需另作作业坑。此外，ＰＥ管可以利用 管道的自然弯曲比较轻易绕过或规避障碍，很适 合城市街道地下管线和障碍物多的情况下敷设。 ＰＥ管最大的缺点是机械强度较低、容易受到人 为的损坏（ＰＥ管在尖锐物体的外力作用下容易 被击穿）。为了保护ＰＥ管道免遭人为破坏，敷设 时，一般在ＰＥ管的上方加设红砖和警示带，再就 是加强管道的巡查。 ２．３球墨铸铁管 是中压Ｂ级输送，输气压力相对较低，一旦发生、 燃气泄漏（特别是在市区道路上），较采用中压Ａ 级输气的ＰＥ管或钢管来讲，其危害性相对较小。 从管道的使用寿命看，ＰＥ管道和球墨铸铁管 道较钢制管道的理论使用寿命要长。 ４ 结语 由于球墨铸铁管具有铸铁的本质，钢的性 能，既有良好的抗腐蚀性，又有与钢管相似的抗 外力性能。球墨铸铁管壁可以造得比较薄，因 此，减轻了管道单位长度的重量，有利于降低成 本和施工强度。球墨铸铁管安装简单、省时、省 力，ＤＮ１０００以上单管安装约需１０—４０ｍｉｎ，可节 省大量安装费用和缩短安装工期。 通过上述分析，城镇燃气输配管道选用何种 管材，应从工程投资、工程施工难易度及后期输 配管理三个方面进行综合考虑，只有这样才能做 到投资收益的最大化。设计人员可根据环境的 不同特点，选择最安全的方案。 参考文献 ３管道的后期输配管理 铸铁管和ＰＥ管道的后期运行维护费用较 低，而钢管外防腐及相关的牺牲阳极或外加电流 防止金属腐蚀的方法，保护装置需要定期检测， 后期运行维护较为复杂，维护费用较高。 ＰＥ管道柔软，抗软损伤（如大面积地面沉 降）的能力较强，但抗硬损伤能力较差，较易被外 界的硬物戳破或划伤导致漏气。钢管既有一定 的强度，又有一定的柔韧性，因此抗损伤能力较 ［１］ ＣＪＪ３３—２００５，城镇燃气输配工程施工及验收规范［ｓ］ ［２］ＧＢ５００２８—２００６，城镇燃气设计规范［ｓ］ ［３］ ＣＪＪ６３—２００８，聚乙烯燃气管道工程技术规程［ｓ］ 作者简介： ’蔡明潇（１９８５一），女，辽宁铁岭人，助工，就职于建设部沈阳 煤气热力研究设计院，从事燃气设计工作。 收稿日期：２０１１—１２—２３ 强，但易腐蚀，应做好相应的防腐处理，并需定期 欢迎投稿 欢迎订阅 欢迎刊登广告！ ６２