丁建華
概 述
一九三三年英國發現聚乙烯(PE)材料，一九五六年美國將其最早使用于城市燃氣輸配領域，在國外已有半個多世紀。目前，已占到歐洲等發達國家的百分之九十。我國從上世紀八十年代開始引進、消化、吸收的研究和試用，至今有了二十多年歷史，在城市燃氣輸配工程中得到廣泛應用。
聚乙烯管道的特點
發達國家幾十年的研究和使用經驗證明，聚乙烯埋地燃氣管道有其獨特的可靠性、安全性、方便性和經濟性，在一九八八年國際煤聯配氣委員會會議上得到與會委員們的公認。我國城鎮燃氣輸配管道的壓力分為高壓、中壓和低壓，而用量最大的城鎮集輸管道和庭院管道的壓力等級絕大多數在中、低壓范疇，且埋地敷設。所以，聚乙烯埋地燃氣管道與我國大量使用的金屬管道比較，有明顯的優勢。
1、聚乙烯管道具有一定的強度。其長期靜液壓強度在20攝氏度、9兆帕條件下大于100小時，能承受一定的內、外壓力。
2、聚乙烯管道具有很好的韌性。它的斷裂伸長率一般大于500%，對管基不均勻沉降的適應能力非常強。具有優異的抗沖擊、耐扭曲能力。是一九九五年日本神戶大地震中唯一未被破壞的管道。
3、聚乙烯管道具有穩定的化學性能。聚乙烯為惰性材料，除少數強氧化劑以外，可耐多種化學介質腐蝕。分別在5%氯化鈉、5%硫酸、10%氫氧化鈉溶液中浸泡24小時，無明顯被腐蝕現象。同時，它有突出的電絕緣性，極耐電化學腐蝕，不需要防腐。
4、燃氣用聚乙烯管道具有良好的抗老化性。聚乙烯吸收太陽光紫外線后其延伸率、沖擊強度等物理性能大大降低的現象叫老化。由于嚴格按要求敷設在地下，有效的防止了太陽光照射，而普遍采用的黑色具有較強的紫外線吸收能力，可以較好的防止聚乙烯管物理性能降低。
5、具有良好的快速裂紋傳遞抵抗能力。管道的快速開列是一種偶發事故，但其后果是災難性的。近年來， 據國際專家研究，在常用的塑料管材中，聚乙烯抵抗裂紋快速傳遞能力名列前茅。多年里，聚氯乙烯水管、氣管均未發現快速開裂事故，實際使用中尚未發現聚乙烯燃氣管的快速開裂。
6、聚乙烯管道內壁光滑，絕對粗糙度僅為鋼管的1/20。相同條件下輸氣時可降壓力損失，壓力降等相同的情況下可比鋼管的輸送能力大30%左右。
7、聚乙烯材料具有良好的可焊性。聚乙烯屬熱塑型材料，管道一般采用對口熱熔連接或承插電熔連接，從本質上保證了接口材質、結構與管體本身同一性，實現了接頭與管材的一體化，連接時相當于二次加工。試驗證明，接口的抗拉強度和爆破強度均達到或超過管材本體，極少發生泄漏和斷裂。
8、聚乙烯管道施工、維修方便。材料輕，僅鍍鋅管的八分之一；具有優良的撓性，Dn63以下可盤卷；抗刮痕能力強，可插管敷設，便于運輸、安裝和維修。
9、聚乙烯埋地管道具有優越的經濟性。中、高密度聚乙烯管道生產和應用技術成熟，配套的管件、閥門齊全，材料費低，施工快捷方便，工程質量容易保證，使用壽命長，維護費用少。
應用現狀與前景
隨著國際技術、材料、設備引進和我國的試驗、研究、應用、推廣，聚乙烯管道在我國城市燃氣輸配工程的應用條件日益成熟。
國家高度重視，制定了一批法規。國家科委一九八六年將其列入“七五”攻關項目。建設部先后制定、發布了一批國家（行業）標準和規定：GB15558.1—1995《燃氣用埋地聚乙烯管材》、GB15558.2—1995《燃氣用埋地聚乙烯管件》、GJJ63—95《聚乙烯燃氣管道工程技術規程》；《國家化學建材“十五”計劃和二 0一 0年發展計劃綱要》，建設部令10號《建設領域推廣應用新技術管理規定》，二 0 0二年修訂后的《城鎮燃氣設計規范》5.3.1條特別指出中壓和低壓燃氣管道宜采用聚乙烯管等，為聚乙烯材料在我國燃氣行業的應用推廣提供了法規依據和科學基礎。
引進消化國外技術、設備，形成一定生產規模。聚乙烯燃氣管專用料的國產化研究獲得進展，上海石化、燕山石化、齊魯石化等幾個大廠家生產的中、高密度聚乙烯燃氣管專用料，已通過瑞典國家測試和鑒定研究院的長期性能認證。引進與國產相結合，國內幾十個廠家建成了百余條自動化管道擠出生產線，年生產能力三萬多噸，可生產Dn20—400、SDR11和SDR17.6的中、高密度聚乙烯燃氣管專用管道，并形成了相配套的管件生產能力。為我國燃氣聚乙烯管的快速發展奠定了物質基礎。
二十多年的試用、宣傳、推廣，得到了更多城市燃氣企業的認可。我國從八十年代初上海開始聚乙烯燃氣管的研究試用，八七年列為國家科技攻關項目，九十年代的一系列國標出臺，聚乙烯管在城市燃氣輸配工程的應用不斷提速，用量每年以20%的速度遞增。。據不完全統計，二 0 0 0年達到一萬多噸，目前新建和改擴建的城市燃氣集輸、庭院管道中，聚乙烯管占到近60%。預計，隨著我國聚乙烯燃氣專用原料、管材管件的研究深入和產能擴大，工程應用技術經驗的不斷總結提高，規范標準的修訂完善，在二0一0達到90%，接近發達國家水平。
應用的體會
我司的聚乙烯燃氣管應用，從潼南縣江北新城天然氣集輸和庭院管道工程開始。二 0 0 0年在南北干道埋設了第一條PE80、SDR11、Dn110的集輸管道，在兩個安置小區埋設了PE80、SDR11、Dn32—65的庭院管道，并一次試用成功。此后，在整個江北新城、涼風埡新區、田家、太安、上和、群力的天然氣集輸管道和庭院管道工程中全部推廣，近兩年占到整個新建和改造天然氣管道的60%以上。六年的實踐證明，其綜合性能超過老縣城使用的無縫鋼管。
1、適應能力強。淺丘地形上建城，有的是硬石頭，有的是數十米深的回填土，管道大多埋設在初步形成的人行道和尚未硬化的庭院，后期的沉降不可避免。至今未發現一處因地形變化而拉裂。
2、密閉性好。使用六年來，沒有一處非人為損壞的泄漏。降低了輸差，減少了維護修理工作量。
3、施工方便。不防腐，好搬運，聯結易，勞動強度低，驗收簡便。
4、費用節約。管徑愈小價差愈大，平均價格低50%左右。
聚乙烯管與無縫鋼管的工程費比較表（2—1）
規格
無縫鋼管（元/米）
聚乙烯管（元/米）
比值
（%）
管材
輔材
防腐
施工
合計
管材
施工
合計
32
15.99
0.34
6.00
2.90
25.23
5.32
0.50
5.82
23.07
40
20.47
0.36
7.41
3.10
31.34
8.17
0.80
8.97
28.62
50
26.06
0.46
9.43
3.10
39.05
12.73
1.00
13.73
35.16
63
33.34
0.46
11.88
3.70
49.36
19.76
1.30
21.06
42.67
89
52.98
0.81
16.77
15.89
86.45
39.71
1.60
41.31
47.78
108
61.56
1.11
20.36
18.47
101.50
59.44
2.00
61.44
60.53
159
135.8
2.01
32.91
40.75
211.51
127.30
5.00
132.30
62.55
注：1、主材無縫鋼管單價Dn50以下按6500元/噸，Dn50以上按6000元/噸；聚乙烯管按現行的市場價；
2、輔材按95定額，聚乙烯管略去；
3、無縫鋼管防腐按60元/平方米；
4、施工費鋼管按主材的30%，聚乙烯管按主材的15%；
為了保證質量，在應用中注意以下幾點：
1、嚴把選材關，盡量保證同質。管材要選規模大一點的專業廠家，管件要選管材廠或管材廠指定配套生產的，并盡量同批次。
2、嚴格施工關。管溝深度要“足”，焊接面要“潔”，接口溫度要“勻”，管周填土要“細”、實。
3、注重轉換點。鋼塑轉換埋地部分可提高防腐等級。
4、詳細做標示。以地面標志樁、標志磚（蓋）為主，地下示蹤帶等為輔。
實踐證明，聚乙烯燃氣管在城鎮燃氣集輸、庭院埋地管道工程中的應用是成功的，我們將不斷總結完善，繼續推廣應用。
存在的問題
燃氣埋地聚乙烯管雖然性能優越，已被愈來愈多的燃氣企業所接受，但要在城市燃氣工程中普及，還存在諸多急需解決的問題。
一是燃氣專用聚乙烯原料的國產化問題。由于核心技術的掌握、企業投入產出等原因，目前我國聚乙烯原料中低、中密度比例大，適合于城市燃氣管的中、高密度料很少，基本靠進口。國產料在擠出性能、機械性能和耐蠕變等方面都存在差距，影響使用壽命。正規廠家用進口料產品成本高，部分企業將普通拉絲級聚乙烯用于生產燃氣管，嚴重影響管材質量。
二是生產方面的問題。生產管道的擠出設備基本是外引進，雖然生產線多，但只有少數廠家擁有自動化程度較高的設備，多數不能自動烘干，自動加料，自動測試調整厚度，自動切段或盤卷，連續穩定性差且多數規模小。另外，產品結構不合理，突出反應在主要生產廠家的管材和管件配套上，普遍存在重管材輕管件，而許多小企業生產的管件又存在許多質量問題，嚴重影響連接質量。
三是推廣應用方面。標準規范滯后，如燃氣專用聚乙烯生產標準、設計標準及施工圖、概算預算定額等缺乏。受原料進口價格、利潤等影響，生產企業普遍重普通輕專用，缺乏推廣力度。由于安裝技術和國內應用時間短等原因，部分燃氣企業對其長期可靠性存在疑慮，不敢大面積應用。
（作者系重慶中民燃氣有限公司總經理）
