塑料天然气管道的运用
时间：2021-02-09 00:03:33 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：20世纪70年代以来，天然气发展速度大大超过了石油工业的发展速度，天然气在中的比例迅速提高。管道是天然气走向市场的重要环节。21世纪以来，各种新材料、新工艺、新设备、新技术的应用，使得天然气管道有了很大的发展。塑料管发其易于施工、造价低廉、无需阴极保护、运输方便等优点受到广泛使用。
关键词：塑料管；天然气；新技术
中图分类号：TU996.7 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）8-0174-01
随着我国国民经济的发展，对能源的需求量与日俱增。天然气作为一种优质、高效、清洁的能源和化工原料，迅速在国家能源结构中占据重要地位。进入21世纪以来，我国天然气发展速度加快，大大超过了石油工业的发展速度。天然气发展“十二五”规划中明确规定，到2015年国产天然气供应能力达到1 760亿 m3左右，年进口天然气量约935亿 m3。我国城市和县城天然气用气人口数量约达到2.5亿，约占总人口的18%。因此，大量的天然气输配系统正在建设之中。
管材是燃气工程中最主要的施工用料之一，目前燃气管道的管材主要有钢管、铸铁管和聚乙烯管，如何合理的选择管材是确保工程质量、安全供气和降低工程造价的重点。近几十年来，全球输气管道建设进入了高峰时期，各种新材料、新工艺应用，使得天然气管道在设计、施工、管材、运营管理方面有了很大发展。塑料材料以其易于施工、造价低廉、无需阴极保护、运输方便等特点受到美国、加拿大等国输气公司的欢迎。塑料管道在天然气行业中的使用已被列入美国、加拿大国家标准。
1 塑料天然气管道相关规范简介
1.1 《燃气用埋地聚乙烯管道系统》（GB-15558.1-2003）
GB-15 558分为三个分部，分别为管材、管件、阀门。分别规定了以聚乙烯混配料为主要原料，经挤出成型的燃气用埋地聚乙烯管材、管件、阀门的的定义、符号、材料、一般要求、几何尺寸、力学性能、物理性能、试验方法、检验规则、技术文件、标志和标签，以及包装、运输、贮存。根据ISO4437、ISO8085、ISO10938起草，根据我国国情作了一些修改。
1.2 《聚乙烯燃气压力管、配管及管件规格》（ASTM-D-
2513）
规格对材料性能及测试方法，尺寸与公差，静压爆破强度，耐化学性能，聚乙烯管材的耐快速裂纹增长性能，燃气输送用管道及管件的施工作了规定。
1.3 《燃气输送用塑料管道系统聚乙烯（PE）》（EM-
1555）
欧洲标准于2002年11月1日通过。包括以下几个部分：总则，管材，管件，阀门，系统应用的适宜性，符合性评价指南。
2 塑料天然气管道的发展和使用情况
1933年英国ICI公司首先发现了聚乙烯（PE），由于工业的高速发展，造成钢铁材料的短缺。各国开始在天然气输送方面研究使用塑料管道的可行性。在1949～1969年间，美欧洲等国分别研发醋酸-丁酸纤维素、硬聚氯乙烯、耐冲击聚氯乙烯、环氧玻璃钢、聚乙烯等材料。随着研究的深入和对天然气工程的不断总结积累，各国渐渐地认识到聚乙烯材料的优越性。1988年国际煤联（IGU）配气委员会达成共识，在经过五十看来的反复比较，一致认为聚乙烯材料在输送天然气方面安全可靠，维护方便，经济实用。时至今日，聚乙烯管道已成为最成熟的塑料管道品种之一。
欧洲的塑料天然气管道使用率为全国最高。法国近年来新敷设的天然气管道已经全部使用聚乙烯管道，英国、丹麦等国使用率超过90%荷兰是最早使用塑料天然气管的国家，50%天然气管是塑料管；英国从1969年开始使用PE燃气管，到1991年4月，英国已铺设16～500 mm的塑料管18.5万 km，可绕地球四周半。美国1993年敷设PE燃气管3.2万 km。
我国的塑料天然气管道研究工作起步较晚，从1987的 “聚乙烯燃气管专用料研制和加工应用技术开发”开始，经过二十多年的发展，从专用原料、管件加工、工程应用、标准规范制定进行了全面研究，取得巨大成果。1995年颁发了相关行业规程。目前，塑料天然气管道已经全面推广使用。在全国大范围的推动下，我国的聚乙烯管道的生产和使用技术，达到国际先进水平。这对聚乙烯管道的发展打下了坚实的基本。目前，国内聚乙烯管道管道产量己达到万吨级。
3 塑料管道新技术
美国燃气技术研究院（GTI）正在开发一些对燃气行业非常有益的塑料管道新技术项目。
3.1 在更高的压力下使用的新型塑料管道（聚酰胺PA12）
与传统的配气管道相比，PA12管道系统已具备能在更高的运行压力与更大管径条件下安全使用的潜力，并且流动能力也不会受到影响。在对PA12材料进行很多试验后，研究人员已开发出PA12管道物理特性综合数据库，目的是满足在施工、维护、运行等方面的要求。
3.2 聚乙烯管刮痕/椭圆度检测
GTI微电子实验室开发出一种刮痕和椭圆度指示器，它可对铺设期间的聚乙烯管线进行快速精确的安全检查。在现场，检测管子的椭圆度和刮痕深度一般需要采集两个计数并进行数学计算，这是一个相当缓慢的过程，且非常不便，将这种新装置与一个简单的计算器连接便可自动计算，该装置将一个电子“深度表”针头与传感器连接。传感器将针头位置转换为数字信号，并将其传给便携式计算机，由计算机解释数据。
3.3 一种可示踪的磁性塑料管
在继续研究聚乙烯管定位技术和开发商业性定位设备的同时，GTI的一个项目组已经成功地证明，制造一种磁性可探测的塑料管材料使将来的管道系统很容易定位且安装简单可行，在磁性聚乙烯管制造过程中，铁氧体颗粒与常规聚乙烯树脂复配、挤压，并按螺旋方式磁化，作为气体管子的标识。已经完成的试验包括现场研究表明可以在典型的埋地尝试下对这种材料定位。GTI正在与数家大型非金属气体管道制造商洽谈许可证授权和商业化计划。
耐久性实验表明，加上磁性填料后，塑料管道的力学性质并未降低。2000年3月，Plexco公司（Chevron化学公司的分部）生产了一批规格、材料等级、密度各异的磁性塑料管道，用于进一步现场测试。磁性管道（磁化微粒最多占24%）被归并为ASTM D2 513类，并且已接受塑料管道研究所的实验评级（1 250 HDB级）。目前正在进行现场应用研究，目的是进一步确定管道在不同位置的示踪性与机械性能，并提供新技术产生效益的量化指标。
4 新型塑料管道
4.1 钢骨架塑料复合管
钢骨架塑料复合管是发焊接成型的网状钢丝骨架为增强体，热塑性塑料为连续基材，经挤出复合成型的新型管道。具有较高的强度、刚度、抗冲动性能。耐磨性能达到普遍钢管的8倍，同时具有塑料管道相同的耐腐蚀性能。导热系数低，保温效果好。内壁光滑，粗糙度能达到0.22 um。钢骨架塑料复合管同时具备了钢管与塑料管的优点，而又克服了各自的缺点。
钢骨架塑料复合管的连接与聚乙烯管道相同，采用电热熔连接，技术成熟可靠。
4.2 钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管。
钢丝网骨架塑料（聚乙烯）复合管（英文缩写PSP或S-
RTP），是以高强度钢丝左右螺旋缭绕成型的网状骨架为增加体，以高初试聚乙烯为基体，用高性能的粘接树脂将钢丝网骨架与内外层高密度聚乙烯紧密连接为一体的新型管道。这种管道的物理性能远远强过塑料管道，且具有塑料管道相同的防腐性能。使用温度提高，导热系数低。低温下使用不需要加保温，内壁光滑不容结垢，水压损失比普遍钢管低30%。
钢丝网骨架塑料复合管执行标准：CJ/T 189-2007。
5 结 语
综合近年来国内外聚乙烯燃气管道的使用情况，聚乙烯管道代替钢管有明显的技术经济优势。天然气行业中使用塑料管将是大势所趋。我们应在这方面及早做准备，充分利用国内外的先进技术和经验，获得更长远的经济效益。
参考文献：
[1] 张淑华，孙丽华.塑料天然气管道技术发展现状[J].国外油田工程，1999，（10）.
