根據(jù)上述技術(shù)、經(jīng)濟比較，工程項目實際情況：內(nèi)徑在D300及其以下管線，采用聚乙烯塑料管，選用PE100 SDR17.6，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB15558.1－2003；內(nèi)徑在D300以上管線，推薦選用鋼管，采用鋼管，可執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB9711.1。

3.3 ?PE管強度計算

1）PE管壁厚計算公式

根據(jù)《聚乙烯燃氣管道工程技術(shù)規(guī)程》（CJJ63-2008）計算公式：

式中：MOP—最大工作壓力（MPa）；

MRS—最小要求強度（MPa）；

SDR—標(biāo)準(zhǔn)尺寸比（dn/e，其中dn為公稱直徑，e為公稱壁厚，mm）；

C—總體使用（設(shè)計）系數(shù)（安全系數(shù)）（C是一個不小于2的數(shù)值）。

2）C值取值依據(jù)

根據(jù)歐標(biāo)《燃氣用塑料管道系統(tǒng)》EN1555、國際標(biāo)準(zhǔn)《燃氣輸送用埋地聚乙烯管材》ISO4437及中國標(biāo)準(zhǔn)《燃氣用埋地聚乙烯(PE)管道系統(tǒng)》GB 15558中對安全系數(shù)均規(guī)定為C大于或等于2.0。在不考慮施工因素和溫度折減因素，用公式得出PE100、SDR17.6系列管道MOP最大為0.6MPa，能滿足本工程低壓輸送煤層氣需要。用PE100聚乙烯管C取值分別為3、2.4、2的情況下，多種管徑的PE100管材對應(yīng)的壁厚e，如表3：

表3???????????????????? PE100管材計算壁厚

根據(jù)表3，對其圓整，可得出各管徑的PE100管材對應(yīng)的最小壁厚ey,min，如表4：

表4????????????????????? PE100管材最小壁厚

注：表中ey,min 取自《燃氣用埋地聚乙烯(PE)管道系統(tǒng)第1部分 ：管材》（GB 15558.1-2003）中常用SDR17.6和SDR11管材最小壁厚。

在實際工程應(yīng)用中，由于還應(yīng)考慮到施工和使用條件，世界各國普遍考慮了一定的安全系數(shù)，考慮到我國國情及地質(zhì)條件、施工方式、介質(zhì)種類等各種因素，為了提高安全性能，可選用的聚乙烯塑料管材為PE100 SDR17.6。

4?PE管與鋼管施工技術(shù)對比

4.1 管材進場

1）鋼管進場后首先要進行除銹、防腐。一般采用 “三油兩布”或 3PE防腐方法，但該方法耗時多，污染大，且容易出現(xiàn)局部防腐漆刷不到位等問題，產(chǎn)生很多防腐死角，大大降低了管道的使用壽命。

2）PE管材進場后只需對其進行必要的遮蓋，防止雨淋和太陽照曬。

4.2 現(xiàn)場布管

1）鋼管在布管過程中由于自身重量過大會帶來很大的不便。鋼管一般為 9 m～12 m，以D76×5為例，單根重約90 kg。而 De75?PE100?SDR17.6管材一般為9 m或12 m，它的理論質(zhì)量是1.5 ks／m，很容易搬運，可大大降低對人力和設(shè)備的要求及布管費用。

2）管道布管前要先進行掃線。鋼管施工時需在平整場地進行焊接，根據(jù)以往經(jīng)驗管溝難免出現(xiàn)溝底不平的現(xiàn)象（如石方段），鋼管容易出現(xiàn)懸空現(xiàn)象，影響施工質(zhì)量。

PE管撓性較好，可采用彈性敷設(shè)，在施工遇到溝底不平和角度較大管溝時很容易進行布管，可避免管線懸空發(fā)生，可很好地保證施工質(zhì)量。

3）鋼管布管的過程中如遇到堅硬石塊容易劃傷表面，對“三油兩布”和 3PE防腐造成破損，必須重新進行防腐；對刺傷破損的管道，若長期埋在土壤中，容易發(fā)生降解作用，腐蝕管道，降低壽命。另外，防腐材質(zhì)暴露在陽光下時很容易發(fā)生氧化，長期下去會導(dǎo)致脫落，降低保護管道的作用。

PE管材布管時要注意不被尖銳物體劃傷，在管溝開挖時根據(jù)地質(zhì)情況處理管溝，遇到石方段就必須在溝底鋪墊細土后方可布管。另外，PE管材可耐多種化學(xué)介質(zhì)的腐蝕，土壤中的化學(xué)物質(zhì)不會對其產(chǎn)生任何降解作用，PE管材含有 2％～2．5％均勻分布的炭黑聚乙烯管材能夠在室外露天存放或使用50年，不會因遭受紫外線輻射而損壞。

但PE管材也有明顯的不足，材質(zhì)不如鋼管堅硬，在放線時不能把其位置定在車流量或承載較大的地段，以免后期運行造成對PE管長時間擠壓而出現(xiàn)破損、斷裂等現(xiàn)象。

4.3 現(xiàn)場焊接

1）鋼管焊接前要進行除銹、打坡口，且平均20 min才能焊接好一道焊口，若在地形相對復(fù)雜的情況下其時間會更長。

PE管材采用電熱熔方式連接，接頭強度高于管道本身，平均5 min便可焊接好一道焊口，PE管與其他管道可采用法蘭連接，方便快捷。

2）在天氣寒冷的情況下，對鋼管進行焊接前需做加熱處理，程序繁瑣，加熱不均勻會對焊接質(zhì)量大打折扣。

PE管的低溫脆化溫度極低，可在-60℃～60℃溫度范圍內(nèi)安全使用，冬季施工時，因材料抗沖擊性好，不會發(fā)生管子脆裂的現(xiàn)象。

4.4 無損檢測

按照規(guī)范要求，鋼管焊接完成后必須按要求對焊口進行無損檢測，采用X射線或超聲波探傷。

PE管材不需進行無損檢測，有效地提高了工作效率，節(jié)約施工時間。

4.5 吹掃及試壓

鋼管與PE管材，在吹掃和試壓上要求基本一致。

試壓分為強度性試壓和嚴(yán)密性試壓：1）強度性試壓為4 h，要求達到設(shè)計壓力 1.25倍，壓損不得大于0.02 MPa；2）嚴(yán)密性試壓為 24 h，要求壓力達到設(shè)計壓力 1.0倍，壓損不得大于0.02 MPa。

4.6 補口及補傷

鋼管在吹掃、試壓完成后要對焊口進行防腐，同樣采用 “三油兩布”或熱吸縮帶的方法，焊口進行防腐時經(jīng)常出現(xiàn)除銹不干凈、玻璃絲布或熱吸縮帶纏繞不緊的現(xiàn)象，降低防腐質(zhì)量和效果，產(chǎn)生質(zhì)量瑕疵。

PE管材不需要以上步驟，可大大縮短施工時間、節(jié)約費用。

4.7 管溝回填

鋼管和PE管回填時必須按規(guī)范要求回填?；靥钋跋然靥?200mm厚細土，且回填土必須高出地面 300mm，逐層夯實。

4.8 后期運行

1）由于抽采煤層氣的同時會有一定的水氣隨之進入管道內(nèi)且水氣里含有多種礦物質(zhì)，長時間會使鋼管的內(nèi)壁生銹腐蝕，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，大大縮短鋼管使用壽命。

PE管材具有光滑內(nèi)表面，耐腐蝕，光滑表面和非粘附特性保證了管道具有較鋼管更高的輸送能力，同時降低了管路的壓力損失。

2）煤層氣集輸管道遍布區(qū)域非常廣泛，包括河道、深山、村莊附近等各種復(fù)雜的環(huán)境，因此存在諸多隱患：如遇到鋼管破損的情況，修復(fù)時要先切斷氣源，并把管道內(nèi)殘余的氣體用氮氣置換掉方可焊接。

PE管材出現(xiàn)破損需修復(fù)時只需斷掉氣源，管道內(nèi)殘余的氣體泄壓后便可進行熱熔修復(fù)，這樣有效地縮短了搶修的時間，在短時間內(nèi)即可減少氣量的損失，并有效降低了發(fā)生各種險情的可能性。

5?結(jié)論

綜合上述多個方面，同鋼管相比，PE管材從性能、經(jīng)濟性、施工及運行維護等方面都體現(xiàn)出了顯著的優(yōu)勢，這些優(yōu)勢貫穿了PE管作為整個煤層氣集輸管道施工的全過程，能夠有效地節(jié)約人力物力，節(jié)省施工時間，降低施工難度，減少投資，并且可以有效地進行維護及防止安全事故的發(fā)生?？傮w而言，使用 PE管材作為煤層氣集輸管線，可從各個環(huán)節(jié)提高工作效率，保障施工安全快捷，降低工程投資。