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1、煤层气集输管道管材的选用 概述 作为地面开发投资的重中之重，煤层气集输管道管材的选用成为一大课题，合理地选择管材是确保管道安全，工程制定经济合理的重要因素，现阶段大部分采纳钢管，钢管作输气管道中的主要材料毋庸置疑，随着科技的进步，一种适应煤层气地面开发的新型管材逐渐受到青睐聚乙烯管，俗称 PE管。那么，钢管和 PE管材主要有哪些利弊，这里将做以下较具体的分析研究。 2PE管材特点PE管概念 目前中国的市政管材市场，塑料管道正在稳步发展，PE管、PP-R管、UPVC管都占有一席之地，其中PE管强劲的发展势头最为令人瞩目。PE管的使用领域广泛。其中给水管和燃气管是其两个最大的应用市场。 PE树脂，
2、是由单体乙烯聚合而成，由于在聚合时因压力、温度等聚合反应条件不同，可得出不同密度的树脂，因而又有高发度聚乙烯、中密度聚乙烯和低密度聚乙烯之分。在加工不同类型PE管材时，依据其应用条件的不同，选用树脂牌号的不同，同时对挤出机和模具的要求也有所不同。 国家在燃气用埋地聚乙烯PE管道系统GB 15558-2021及聚乙烯燃气管道工程技术规程CJJ63-2021规定了埋地燃气管道的不同级别PE80和PE100对应不同的压力强度，并且扩大了聚乙烯管道公称直径，提升了管道最大同意工作压力。PE管基本特点 一种好的管道，不仅应具有合格的经济性，而且应具备接口稳定可靠、材料抗冲击、抗开裂、耐老化、耐腐蚀等一系
3、列优点，同传统钢管相比，PE管道系统具有以下一系列优点： 1连接可靠：聚乙烯管道系统之间采纳电热熔方式连接，接头的强度高于管道本体强度。 2低温抗冲击性好：聚乙烯的低温脆化温度极低，可在一定温度范围内安全使用。冬季施工时，因材料抗冲击性好，不易发生管子脆裂。 3抗应力开裂性好：具有低的缺口敏感性、高的剪切强度和优异的抗刮痕能力，耐环境应力开裂性能也非常特别。 4耐化学腐蚀性好：可耐多种化学介质的腐蚀，土壤中存在的化学物质不会对管道造成任何降解作用。聚乙烯是电的绝缘体，因此不会发生腐烂、生锈或电化学腐蚀现象；此外它也不会促进藻类、细菌或真菌生长。 5可挠性好： 其柔性使得它容易弯曲，工程上可通过
4、改变管道走向的方式绕过障碍物，在许多场合，管道的柔性能够减少管件用量并降低安装费用。 6水流阻力小：具有平滑的内表面，其曼宁系数为0.009。平滑的表现和非粘附特性确保管道具有较传统管材更高的输送能力，同时也降低了管路的压力损失和输水能耗。 7下搬运方便：比混凝土管道、镀锌管和钢管更轻，它容易搬运和安装，更低的人力和设备必需求，意味着工程的安装费用的大大降低。 3PE管与钢管经济性对比 合理地选择管材是使管道工程经济合理的重要关键，煤层气单井产气量小、压力低，可选用的管材有：无缝钢管、焊接钢管、机械接口铸铁管、球墨铸铁管、聚乙烯管PE管和钢骨架聚乙烯塑料复合管等。钢管在以往的使用中占主导地位，
5、参照近年来城镇燃气PE管和燃气用钢骨架聚乙烯塑料复合管已逐步推广普及的用管经验，关于煤层气集输管型选取，做了以下具体的分析研究。性能分析 钢管、PE管和燃气用钢骨架聚乙烯塑料复合管的性能对比 见表1。 表1 管材性能对比 表 序号 管材 优点 缺点 1 钢管 1.强度高，承压能力较高，抗外来破坏能力强； 2.管件规格齐全。 1.耐腐蚀性差，修理保养费用高； 2.使用寿命短，约2030年； 3.运输成本高； 4.施工难度大。 2 PE管 1.不易腐蚀，使用寿命长，可达50年以上； 2.管道内壁平滑，摩擦系数低，可降低摩擦阻力损失，相对钢管可减小管径，降低投资； 3.管道柔韧性好，小管径可盘卷，施
6、工中接头少，可提升施工速度； 4.施工简便，可大大降低劳作强度，提升工作效率，与钢管相比可大大缩短工期； 5.管道重量轻，仅是钢管的1/8，运输、施工方便； 6.独特的电热熔、热熔焊接技术使管道密封可靠，修理简便。 1.强度低，抗外力破坏能力差。 3 燃气用钢骨架聚乙烯塑料复合管 1.很好的解决了金属管道耐压不耐腐，非金属管道耐腐不耐压，钢塑管易脱层的缺点； 2.刚度和柔度好，抗蠕变性强，耐磨，内壁平滑且不结垢，节能节材效果好； 3.具有合格的抗拉伸、抗冲击特性； 4.无毒性； 5.使用寿命长达50年； 安装修理方便。 1.工程造价偏高； 2.通气后开孔连接困难。 钢管、PE管和钢骨架聚乙烯塑
7、料复合管各有优缺点，结合管线所在地区状况，综合合计安全可靠性、经济合理性及施工难易程度等因素，钢骨架聚乙烯塑料复合管虽性能较好，但成本较高，不合计该种管材。 依据燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统第1部分 ：管材GB 15558.1-2021，燃气用PE包涵以下四个等级：PE100 SDR17.6、PE100 SDR 11、PE80 SDR 17.6及PE80 SDR11。 依据目前市场价格，有以下结论： 同意工作压力PE100 SDR 110.6MPa,PE80 SDR110.2MPa 因此， 依据煤层气应用工况的介质、压力及温度等特点，由于PE80 SDR17.6承压过低(0.2MPa)，因
8、此不推举PE80 SDR17.6在煤层气应用； PE100 SDR11承压较高，满足煤层气应用要求，但价格偏高，从经济角度合计，PE100 SDR11不作为首选。 以上可见，煤层气用PE管宜从PE100 SDR17.6及PE80 SDR11中选取。合计到PE100 SDR17.6 的承压高于PE80 SDR11，而价格前者比后者低，因此，可选用PE100 SDR17.6的PE管。PE管与钢管经济分析 1对比 原则 PE管与钢管对比 是内径相同或相近的原则； 选用管材生产商报价中间报价； 比选主材费用含平均所必需管件费用，以km为单位； 管材的使用寿命均以20年计； 钢管采纳用聚乙烯胶带防腐层，PE管不必需防腐。 依据目前管材、防腐等价格，对煤层气集气干管选用PE100 SDR17.6与钢管的经济比较详见表2。 表2 管材经济综合性能对比 表 管材规格 内径 mm 材料合价 万元 安装费(万元/km) 防腐 105元/m2 施工取费 (万元/km) 临赔 万元 总价 万元 PE100 90 110 160 141 225 315 355 400 450 钢管 D89 82 D114 106 D168 2综合结论 从表中可以看出，内径不大于D350的管线，单位公里综合造价，PE管低于钢管；内径大于D400的管线，单位公里综合造价，PE管高于钢管。
