聚乙烯管在内衬防腐中的应用

1、聚乙烯管在内衬防腐中的应用联益燃气配套工程公司 吴金哲 王鑫才一、前言： 随着城市的快速发展，燃气输气管网的铺设已成为基础设施建设的重要组成部分。但象我们天津这样的大型城市，城市的输气管网遍布全市各个角落，尤其是旧管网因为年久失修，腐蚀严重及外力破坏较多，渗漏严重，直接影响了社会公共安全，更严重时威胁了人身财产安全，因此有必要对占全市管网1/3以上的旧管网进行更新改造。但在改造工程中，由城市道路尤其主干道路不允许断交明开施工，这使许多老管网无法实现改造。近年来，聚乙烯内衬管广泛应用于修复旧管网，已使我们看到非开挖工艺内衬修复在旧管网改造中具有广阔的发展前景，它能有效克服主干道路破路难、协调难度

2、大等问题。下面就聚乙烯内衬管的特点、施工、应用等方面做简单介绍。二、聚乙烯内衬管材在内衬防腐中的特点目前广泛应用的聚乙烯内衬方法为典型的冷轧缩径法和“U”型内衬法。其中“U”型内衬法具有穿插阻力小，焊口不用削平，因此焊口强度高等特点。这种方法利用了聚乙烯韧性好的优点，可使聚乙烯管道较好的与旧管道紧密贴合，尤其使用薄壁聚乙烯内衬管对管道内衬后，管道截面仅发生很小的变化，加上聚乙烯优异的低磨阻性能，流体输送的流量及压力损失可降到很小的程度，降低了管道的改造成本，提高了管道的运行效率和运行寿命。聚乙烯管内衬管具有其他管道内防腐材料无法比拟的优点：（1） 良好的物理性能 a) 密度小、重量轻、运输、安

3、装方便;b) 使用温度范围广，低温性能优良，特别适用于高寒地区及各种恶劣环境；c) 弹性模量小，当温度波动时其内应力较小，可有效地保证管道和安全使用；d) 导热系数低，仅有0.42W/m.k,可以起到良好的保温作用；e) 具有良好的电性能；（2） 有良好的化学稳定性，耐腐蚀性能好 由于HDEP分子无极性，在一般环境中不受土壤、电力、酸、碱等因素的腐蚀。 （3） 低摩阻，防止结垢。（4） 具有良好的柔韧性和耐冲击性。（5） 脆化温度低（-70）。（6） 聚乙烯具有优良的挠性，即施工前改变聚乙烯新管的大小和形状，插入旧管后恢复原来的大小和尺寸；（7） 管道一体化的熔接连接接口的抗拉强度高于管材本体

4、，可有效的抵抗非开挖施工中产生的轴向拉伸应力；（8） 聚乙烯材料具有良好的抗刮痕能力。三、聚乙烯内衬管的施工聚乙烯内衬管施工的工程设计要点有以下几点：（1） 选择内衬管的外径；（2） 决定内衬管的壁厚；（3） 分析流动能力；（4） 设计必需的入口，如管端人口、端墙和转换连接；（5） 准备施工文件。3.1选择内衬管的外径为保证管道最大的流动能力，内衬管应尽可能选择最大外径。这受到要插入的原管道尺寸和条件的限制。内衬管的外径一般和实际钢管道的内径相同。3.2决定内衬管的壁厚用于内衬用的聚乙烯管材有作为结构管和非结构管之分，作为结构管的内衬管壁厚较厚，可以按照现行国家标准中的管材进行选择，也可根据具

5、体使用要求定做。作为非结构管的内衬管壁厚较薄，一般取SDR值为53.0。SDR值为内衬管外径和内衬管壁厚的比值。如下公式： 内衬管壁厚的选择一般考虑管道内壁的粗糙情况，因为当存在瘤状凸起时会对管材造成划伤，而且随着穿插工艺的不同对壁厚的要求也有所不同。尤其在管道修复工程中，管道修复完成后在一些腐蚀严重的部位内衬管要承受一定的压力，也要求内衬管具有一定的壁厚。3.3插入长度每一插入长度取决于施工条件，管道走向，管径等各种因素，一般为3001000米，采用卷扬机牵引。但要控制一个指标，插入管的牵引力所形成的拉伸应力不得大于材料拉伸屈服强度的50%。3.4管段连接 管段之间用法兰进行连接。有热压法兰

6、和简易法兰电熔焊接两种方法。热压法兰是使用热压模具将管段熔化冷却定型成法兰形状，定型的法兰直接与管道连接，紧贴在钢管的法兰上。简易法兰电熔连接是将简易法兰套在管材上，其间隙缠绕电熔丝，按确定的熔化电流和熔化时间通电熔化后，可以将简易法兰与管材连接起来。3.5插入施工在开挖前，切断水源，排掉原管道中的积水，按设计位置挖掘长方形操作坑，操作坑具体尺寸视管径而定。将聚乙烯内衬管焊接成一条长管道，管道接口采用热熔对接，聚乙烯内衬管端部被加热到200230时材料熔化，在一定的对接压力作用下将两根管子连接起来。在焊接操作过程中，两根管材的管端被熔化、挤压、冷却，形成牢固的密封的焊缝。这种接口方式保证了管道

7、不会发生接口泄漏。管材连接成一根长管后，以V字形滑轮支撑，沿管线方向布置，做好穿插准备。同时在操作坑内割掉一段原钢管道，置入清洁器，对原钢管道内的固体杂物进行清扫。清管后，在钢管道的另一端设置牵引较盘车，在钢管道内置如一根短聚乙烯管与牵引钢丝绳连接，进行管道试衬。试衬用的牵引头应为锥形头，并应保证足够的强度，确保牵引过程安全顺利的完成。牵引过程中，应仔细记录钢丝绳的长度，在试衬过程中卡住时可以准确的找到卡管位置。试衬结束后检查锥形头的划伤情况，如有划伤，应再次进行清管，重新试衬，必要时重新设计内衬管壁厚。试衬通过后，再用绞盘机缓慢的将内衬管穿过原钢管道。3.6分析流动能力对内衬穿插后管道流动能

8、力的影响可以按通常的流动公式计算。此计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-威廉公式和大多数管材材料及内涂层相比，聚乙烯内衬管是非常光滑的，聚乙烯内衬管比较低的Manning流动系数（）和海登威廉流动系数（）可以证明其对流动性能的改进。四、技术经济分析在内衬管开发以前，由于管道运营商们不能彻底的解决管道的腐蚀问题，管道的运行周期仅在1015年左右，管道运行周期费用很高。在内衬管用于管道内衬防腐后，管道的运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进行后期的维护保养，大大减少了运行过程中的维护费用。另一方面，内衬管用于旧管线的修复，使得旧管线有了再利用的价值。五、聚乙烯内衬管道应用现状在西方发达国家，以聚乙烯作为内衬修复管道已经历了10多年的发展，现在已广为社会承认，成为高新技术产业。在我国，管线修复技术尚处于初级阶段，尚需发展完善。近年来，我集团应用此技术已成功进行多条旧管网的改造，如横过光荣道，一煤气厂出厂