聚乙烯管在內襯防腐中的應用

1、聚乙烯管在內襯防腐中的應用聯(lián)益燃氣配套工程公司 吳金哲 王鑫才一、前言： 隨著城市的快速發(fā)展，燃氣輸氣管網(wǎng)的鋪設已成為基礎設施建設的重要組成部分。但象我們天津這樣的大型城市，城市的輸氣管網(wǎng)遍布全市各個角落，尤其是舊管網(wǎng)因為年久失修，腐蝕嚴重及外力破壞較多，滲漏嚴重，直接影響了社會公共安全，更嚴重時威脅了人身財產安全，因此有必要對占全市管網(wǎng)1/3以上的舊管網(wǎng)進行更新改造。但在改造工程中，由城市道路尤其主干道路不允許斷交明開施工，這使許多老管網(wǎng)無法實現(xiàn)改造。近年來，聚乙烯內襯管廣泛應用于修復舊管網(wǎng)，已使我們看到非開挖工藝內襯修復在舊管網(wǎng)改造中具有廣闊的發(fā)展前景，它能有效克服主干道路破路難、協(xié)調難度

2、大等問題。下面就聚乙烯內襯管的特點、施工、應用等方面做簡單介紹。二、聚乙烯內襯管材在內襯防腐中的特點目前廣泛應用的聚乙烯內襯方法為典型的冷軋縮徑法和“U”型內襯法。其中“U”型內襯法具有穿插阻力小，焊口不用削平，因此焊口強度高等特點。這種方法利用了聚乙烯韌性好的優(yōu)點，可使聚乙烯管道較好的與舊管道緊密貼合，尤其使用薄壁聚乙烯內襯管對管道內襯后，管道截面僅發(fā)生很小的變化，加上聚乙烯優(yōu)異的低磨阻性能，流體輸送的流量及壓力損失可降到很小的程度，降低了管道的改造成本，提高了管道的運行效率和運行壽命。聚乙烯管內襯管具有其他管道內防腐材料無法比擬的優(yōu)點：（1） 良好的物理性能 a) 密度小、重量輕、運輸、安

3、裝方便;b) 使用溫度范圍廣，低溫性能優(yōu)良，特別適用于高寒地區(qū)及各種惡劣環(huán)境；c) 彈性模量小，當溫度波動時其內應力較小，可有效地保證管道和安全使用；d) 導熱系數(shù)低，僅有0.42W/m.k,可以起到良好的保溫作用；e) 具有良好的電性能；（2） 有良好的化學穩(wěn)定性，耐腐蝕性能好 由于HDEP分子無極性，在一般環(huán)境中不受土壤、電力、酸、堿等因素的腐蝕。 （3） 低摩阻，防止結垢。（4） 具有良好的柔韌性和耐沖擊性。（5） 脆化溫度低（-70）。（6） 聚乙烯具有優(yōu)良的撓性，即施工前改變聚乙烯新管的大小和形狀，插入舊管后恢復原來的大小和尺寸；（7） 管道一體化的熔接連接接口的抗拉強度高于管材本體

4、，可有效的抵抗非開挖施工中產生的軸向拉伸應力；（8） 聚乙烯材料具有良好的抗刮痕能力。三、聚乙烯內襯管的施工聚乙烯內襯管施工的工程設計要點有以下幾點：（1） 選擇內襯管的外徑；（2） 決定內襯管的壁厚；（3） 分析流動能力；（4） 設計必需的入口，如管端人口、端墻和轉換連接；（5） 準備施工文件。3.1選擇內襯管的外徑為保證管道最大的流動能力，內襯管應盡可能選擇最大外徑。這受到要插入的原管道尺寸和條件的限制。內襯管的外徑一般和實際鋼管道的內徑相同。3.2決定內襯管的壁厚用于內襯用的聚乙烯管材有作為結構管和非結構管之分，作為結構管的內襯管壁厚較厚，可以按照現(xiàn)行國家標準中的管材進行選擇，也可根據(jù)具

5、體使用要求定做。作為非結構管的內襯管壁厚較薄，一般取SDR值為53.0。SDR值為內襯管外徑和內襯管壁厚的比值。如下公式： 內襯管壁厚的選擇一般考慮管道內壁的粗糙情況，因為當存在瘤狀凸起時會對管材造成劃傷，而且隨著穿插工藝的不同對壁厚的要求也有所不同。尤其在管道修復工程中，管道修復完成后在一些腐蝕嚴重的部位內襯管要承受一定的壓力，也要求內襯管具有一定的壁厚。3.3插入長度每一插入長度取決于施工條件，管道走向，管徑等各種因素，一般為3001000米，采用卷揚機牽引。但要控制一個指標，插入管的牽引力所形成的拉伸應力不得大于材料拉伸屈服強度的50%。3.4管段連接 管段之間用法蘭進行連接。有熱壓法蘭

6、和簡易法蘭電熔焊接兩種方法。熱壓法蘭是使用熱壓模具將管段熔化冷卻定型成法蘭形狀，定型的法蘭直接與管道連接，緊貼在鋼管的法蘭上。簡易法蘭電熔連接是將簡易法蘭套在管材上，其間隙纏繞電熔絲，按確定的熔化電流和熔化時間通電熔化后，可以將簡易法蘭與管材連接起來。3.5插入施工在開挖前，切斷水源，排掉原管道中的積水，按設計位置挖掘長方形操作坑，操作坑具體尺寸視管徑而定。將聚乙烯內襯管焊接成一條長管道，管道接口采用熱熔對接，聚乙烯內襯管端部被加熱到200230時材料熔化，在一定的對接壓力作用下將兩根管子連接起來。在焊接操作過程中，兩根管材的管端被熔化、擠壓、冷卻，形成牢固的密封的焊縫。這種接口方式保證了管道

7、不會發(fā)生接口泄漏。管材連接成一根長管后，以V字形滑輪支撐，沿管線方向布置，做好穿插準備。同時在操作坑內割掉一段原鋼管道，置入清潔器，對原鋼管道內的固體雜物進行清掃。清管后，在鋼管道的另一端設置牽引較盤車，在鋼管道內置如一根短聚乙烯管與牽引鋼絲繩連接，進行管道試襯。試襯用的牽引頭應為錐形頭，并應保證足夠的強度，確保牽引過程安全順利的完成。牽引過程中，應仔細記錄鋼絲繩的長度，在試襯過程中卡住時可以準確的找到卡管位置。試襯結束后檢查錐形頭的劃傷情況，如有劃傷，應再次進行清管，重新試襯，必要時重新設計內襯管壁厚。試襯通過后，再用絞盤機緩慢的將內襯管穿過原鋼管道。3.6分析流動能力對內襯穿插后管道流動能

8、力的影響可以按通常的流動公式計算。此計算中常用的公式是重力流用的Manning公式和非重力流用的海登-威廉公式，如下：重力流用的Manning公式： 非重力流用的海登-威廉公式和大多數(shù)管材材料及內涂層相比，聚乙烯內襯管是非常光滑的，聚乙烯內襯管比較低的Manning流動系數(shù)（）和海登威廉流動系數(shù)（）可以證明其對流動性能的改進。四、技術經濟分析在內襯管開發(fā)以前，由于管道運營商們不能徹底的解決管道的腐蝕問題，管道的運行周期僅在1015年左右，管道運行周期費用很高。在內襯管用于管道內襯防腐后，管道的運行周期有希望提高到50100年，而且在管道施工完成后基本不用進行后期的維護保養(yǎng)，大大減少了運行過程中的維護費用。另一方面，內襯管用于舊管線的修復，使得舊管線有了再利用的價值。五、聚乙烯內襯管道應用現(xiàn)狀在西方發(fā)達國家，以聚乙烯作為內襯修復管道已經歷了10多年的發(fā)展，現(xiàn)在已廣為社會承認，成為高新技術產業(yè)。在我國，管線修復技術尚處于初級階段，尚需發(fā)展完善。近年來，我集團應用此技術已成功進行多條舊管網(wǎng)的改造，如橫過光榮道，一煤氣廠出廠