丁建华
概 述
一九三三年英国发现聚乙烯(PE)材料，一九五六年美国将其最早使用于城市燃气输配领域，在国外已有半个多世纪。目前，已占到欧洲等发达国家的百分之九十。我国从上世纪八十年代开始引进、消化、吸收的研究和试用，至今有了二十多年历史，在城市燃气输配工程中得到广泛应用。
聚乙烯管道的特点
发达国家几十年的研究和使用经验证明，聚乙烯埋地燃气管道有其独特的可靠性、安全性、方便性和经济性，在一九八八年国际煤联配气委员会会议上得到与会委员们的公认。我国城镇燃气输配管道的压力分为高压、中压和低压，而用量最大的城镇集输管道和庭院管道的压力等级绝大多数在中、低压范畴，且埋地敷设。所以，聚乙烯埋地燃气管道与我国大量使用的金属管道比较，有明显的优势。
1、聚乙烯管道具有一定的强度。其长期静液压强度在20摄氏度、9兆帕条件下大于100小时，能承受一定的内、外压力。
2、聚乙烯管道具有很好的韧性。它的断裂伸长率一般大于500%，对管基不均匀沉降的适应能力非常强。具有优异的抗冲击、耐扭曲能力。是一九九五年日本神户大地震中唯一未被破坏的管道。
3、聚乙烯管道具有稳定的化学性能。聚乙烯为惰性材料，除少数强氧化剂以外，可耐多种化学介质腐蚀。分别在5%氯化钠、5%硫酸、10%氢氧化钠溶液中浸泡24小时，无明显被腐蚀现象。同时，它有突出的电绝缘性，极耐电化学腐蚀，不需要防腐。
4、燃气用聚乙烯管道具有良好的抗老化性。聚乙烯吸收太阳光紫外线后其延伸率、冲击强度等物理性能大大降低的现象叫老化。由于严格按要求敷设在地下，有效的防止了太阳光照射，而普遍采用的黑色具有较强的紫外线吸收能力，可以较好的防止聚乙烯管物理性能降低。
5、具有良好的快速裂纹传递抵抗能力。管道的快速开列是一种偶发事故，但其后果是灾难性的。近年来， 据国际专家研究，在常用的塑料管材中，聚乙烯抵抗裂纹快速传递能力名列前茅。多年里，聚氯乙烯水管、气管均未发现快速开裂事故，实际使用中尚未发现聚乙烯燃气管的快速开裂。
6、聚乙烯管道内壁光滑，绝对粗糙度仅为钢管的1/20。相同条件下输气时可降压力损失，压力降等相同的情况下可比钢管的输送能力大30%左右。
7、聚乙烯材料具有良好的可焊性。聚乙烯属热塑型材料，管道一般采用对口热熔连接或承插电熔连接，从本质上保证了接口材质、结构与管体本身同一性，实现了接头与管材的一体化，连接时相当于二次加工。试验证明，接口的抗拉强度和爆破强度均达到或超过管材本体，极少发生泄漏和断裂。
8、聚乙烯管道施工、维修方便。材料轻，仅镀锌管的八分之一；具有优良的挠性，Dn63以下可盘卷；抗刮痕能力强，可插管敷设，便于运输、安装和维修。
9、聚乙烯埋地管道具有优越的经济性。中、高密度聚乙烯管道生产和应用技术成熟，配套的管件、阀门齐全，材料费低，施工快捷方便，工程质量容易保证，使用寿命长，维护费用少。
应用现状与前景
随着国际技术、材料、设备引进和我国的试验、研究、应用、推广，聚乙烯管道在我国城市燃气输配工程的应用条件日益成熟。
国家高度重视，制定了一批法规。国家科委一九八六年将其列入“七五”攻关项目。建设部先后制定、发布了一批国家（行业）标准和规定：GB15558.1—1995《燃气用埋地聚乙烯管材》、GB15558.2—1995《燃气用埋地聚乙烯管件》、GJJ63—95《聚乙烯燃气管道工程技术规程》；《国家化学建材“十五”计划和二 0一 0年发展计划纲要》，建设部令10号《建设领域推广应用新技术管理规定》，二 0 0二年修订后的《城镇燃气设计规范》5.3.1条特别指出中压和低压燃气管道宜采用聚乙烯管等，为聚乙烯材料在我国燃气行业的应用推广提供了法规依据和科学基础。
引进消化国外技术、设备，形成一定生产规模。聚乙烯燃气管专用料的国产化研究获得进展，上海石化、燕山石化、齐鲁石化等几个大厂家生产的中、高密度聚乙烯燃气管专用料，已通过瑞典国家测试和鉴定研究院的长期性能认证。引进与国产相结合，国内几十个厂家建成了百余条自动化管道挤出生产线，年生产能力三万多吨，可生产Dn20—400、SDR11和SDR17.6的中、高密度聚乙烯燃气管专用管道，并形成了相配套的管件生产能力。为我国燃气聚乙烯管的快速发展奠定了物质基础。
二十多年的试用、宣传、推广，得到了更多城市燃气企业的认可。我国从八十年代初上海开始聚乙烯燃气管的研究试用，八七年列为国家科技攻关项目，九十年代的一系列国标出台，聚乙烯管在城市燃气输配工程的应用不断提速，用量每年以20%的速度递增。。据不完全统计，二 0 0 0年达到一万多吨，目前新建和改扩建的城市燃气集输、庭院管道中，聚乙烯管占到近60%。预计，随着我国聚乙烯燃气专用原料、管材管件的研究深入和产能扩大，工程应用技术经验的不断总结提高，规范标准的修订完善，在二0一0达到90%，接近发达国家水平。
应用的体会
我司的聚乙烯燃气管应用，从潼南县江北新城天然气集输和庭院管道工程开始。二 0 0 0年在南北干道埋设了第一条PE80、SDR11、Dn110的集输管道，在两个安置小区埋设了PE80、SDR11、Dn32—65的庭院管道，并一次试用成功。此后，在整个江北新城、凉风垭新区、田家、太安、上和、群力的天然气集输管道和庭院管道工程中全部推广，近两年占到整个新建和改造天然气管道的60%以上。六年的实践证明，其综合性能超过老县城使用的无缝钢管。
1、适应能力强。浅丘地形上建城，有的是硬石头，有的是数十米深的回填土，管道大多埋设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。至今未发现一处因地形变化而拉裂。
2、密闭性好。使用六年来，没有一处非人为损坏的泄漏。降低了输差，减少了维护修理工作量。
3、施工方便。不防腐，好搬运，联结易，劳动强度低，验收简便。
4、费用节约。管径愈小价差愈大，平均价格低50%左右。
聚乙烯管与无缝钢管的工程费比较表（2—1）
规格
无缝钢管（元/米）
聚乙烯管（元/米）
比值
（%）
管材
辅材
防腐
施工
合计
管材
施工
合计
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、主材无缝钢管单价Dn50以下按6500元/吨，Dn50以上按6000元/吨；聚乙烯管按现行的市场价；
2、辅材按95定额，聚乙烯管略去；
3、无缝钢管防腐按60元/平方米；
4、施工费钢管按主材的30%，聚乙烯管按主材的15%；
为了保证质量，在应用中注意以下几点：
1、严把选材关，尽量保证同质。管材要选规模大一点的专业厂家，管件要选管材厂或管材厂指定配套生产的，并尽量同批次。
2、严格施工关。管沟深度要“足”，焊接面要“洁”，接口温度要“匀”，管周填土要“细”、实。
3、注重转换点。钢塑转换埋地部分可提高防腐等级。
4、详细做标示。以地面标志桩、标志砖（盖）为主，地下示踪带等为辅。
实践证明，聚乙烯燃气管在城镇燃气集输、庭院埋地管道工程中的应用是成功的，我们将不断总结完善，继续推广应用。
存在的问题
燃气埋地聚乙烯管虽然性能优越，已被愈来愈多的燃气企业所接受，但要在城市燃气工程中普及，还存在诸多急需解决的问题。
一是燃气专用聚乙烯原料的国产化问题。由于核心技术的掌握、企业投入产出等原因，目前我国聚乙烯原料中低、中密度比例大，适合于城市燃气管的中、高密度料很少，基本靠进口。国产料在挤出性能、机械性能和耐蠕变等方面都存在差距，影响使用寿命。正规厂家用进口料产品成本高，部分企业将普通拉丝级聚乙烯用于生产燃气管，严重影响管材质量。
二是生产方面的问题。生产管道的挤出设备基本是外引进，虽然生产线多，但只有少数厂家拥有自动化程度较高的设备，多数不能自动烘干，自动加料，自动测试调整厚度，自动切段或盘卷，连续稳定性差且多数规模小。另外，产品结构不合理，突出反应在主要生产厂家的管材和管件配套上，普遍存在重管材轻管件，而许多小企业生产的管件又存在许多质量问题，严重影响连接质量。
三是推广应用方面。标准规范滞后，如燃气专用聚乙烯生产标准、设计标准及施工图、概算预算定额等缺乏。受原料进口价格、利润等影响，生产企业普遍重普通轻专用，缺乏推广力度。由于安装技术和国内应用时间短等原因，部分燃气企业对其长期可靠性存在疑虑，不敢大面积应用。
（作者系重庆中民燃气有限公司总经理）
