Re-2100
λ=0.03+
65Re-105
d)湍流状态:
Re>3500
K68
λ=0.11(—+—)0.25
dRe
式中:
λ—PE燃气管道的摩擦阻力系数;
d—PE燃气管道内径(mm);
K—PE燃气管道内表面的当量绝对粗糙度(mm),可取0.01mm;
Re—雷诺数;
V—PE燃气管道计算流速(m/s)
μ—0ºC和101.325kPa时燃气的运动粘度(m2/s)
当采用计算机计算时,中压燃气管道的摩擦阻力系数,宜采用柯列勃洛克公式计算:
式中:
lg—常用对数;
P1—燃气管道起点的压力(绝压kPa);
P2—燃气管道终点的压力(绝压kPa);
L—燃气管道的计算长度(km);
其他符号同上。
4.2.3中压管道的允许压力降可由该级管道的入口压力至次级管网调压器允许的最低入口压力之差确定,流速不宜大于20m/s。
4.2.4PE燃气管道的局部阻力损失可按燃气管道摩擦阻力损失的5%—10%进行计算。
4.2.5低压管道从调压站到最远燃具的管道摩擦阻力损失,可按下式计算:
△Pd=0.75Pn+150
式中△Pd——从调压站到最远燃具的管道允许阻力损失
(△Pd含室内燃气管道允许阻力损失)(Pa)
Pn——低于燃具的额定压力(Pa)
4.3PE燃气管道布置
4.3.1PE燃气管道不得从建筑物和大型构筑物的下面穿越;不得在堆积易燃、易爆材料和具有腐蚀性液体的场地下面穿越;不得与其他管道和电缆同沟敷设。
4.3.2PE燃气管道不应直接引入建筑物内或直接引入附属在建筑物墙上的调压箱内。
当直接用PE燃气管道引入时,穿越基础或外墙以及地上部分必须采取硬质套管保护。
4.3.3中压PE燃气管道干管上,应设置分段阀门,并应在阀门两侧设置放散管,支点起点处也应设置阀门。
低压PE燃气管道可不设置阀门。
管道上采用金属阀门时,阀门宜设置在阀井内,采用聚乙烯阀门时,可直埋,但应设置开关操作井。
4.3.4PE燃气管道不宜直接穿越河底。
在加设套管或采取其他保护措施后,穿越河底时,应符合以下规定:
a)燃气管道至规划河底的覆土厚度,应根据水流冲刷条件确定,对不通航河流不应小于0.5m;对于通航的河流不应小于1m,还应考虑疏浚和投锚深度;
b)稳管措施一贯根据计算确定;
c)在埋设燃气管道位置的河流两岸上、下游应设立标志;
e)其他要求参照Q/XKJ304.03—2002的9.2条的有关规定。
4.3.5PE燃气管道在输送含有冷凝液的燃气时,应埋设在土壤冰冻线以下,并应设置凝水缸。
管道破向凝水缸的坡度不应小于0.003。
4.3.6管道的地基应为无尖、硬土石和无盐类的原土层,当原土层有尖、硬土石和盐类时,应铺垫细纱或细土。
凡可以引起管道不均匀沉降的地段,其地基应进行处理或采取其他防沉降措施,具体措施参照Q/XKJ304.03—2002的4.2.7条。
4.3.7PE燃气管道埋设的最小管顶覆土厚度(路面至管顶),宜按下列规定:
a)埋设在车行道下时,不宜小于1m;
b)埋设在非车行道(含人行道)下时,不宜小于1m;
c)埋设在庭院内时,不得小于0.6m;><≤≥
d)埋设在水田下时,不宜小于0.8m。
注:
当采取行之有效的防护措施后,上述规定可适当降低。
4.3.8PE管道与供热管道及建筑物、构筑物基础或相邻管道之间的水平净距,见表4。
表4PE管道与供热管道及建筑物、构筑物基础或相邻管道之间的水平净距
项目
水平净距(m)
备注
低压(Mpa)
中压(Mpa)
P<0.01
0.01≤P≤0.20
0.2
建筑物的基础
0.7
1.0
1.5
给水管
0.5
0.5
0.5
污水、雨水排水管
1.0
1.2
1.2
电力电缆(含电车电缆)
直埋
0.5
0.5
0.5
在导管内
1.0
1.0
1.0
通讯电缆
直埋
0.5
0.5
0.5
在导管内
1.0
1.0
1.0
其他燃气管道
DN≤300mm
0.4
0.4
0.4
DN>300mm
0.5
0.5
0.5
电杆(塔)的基础
≤35kv
1.0
1.0
1.0
>35kv
2.0
2.0
2.0
通讯照明电杆(至电杆中心)
1.0
1.0
1.0
铁路路堤破脚
5.0
5.0
5.0
街树(至树中心)
0.75
0.75
0.75
供热管
T<150ºC直埋供热管道
供热管
3.0
3.0
3.0
PE管埋深<2m
回水管
2.0
2.0
2.0
T<150ºC
热水供热管沟
1.0
1.0
1.0
蒸汽供热管沟
1.5
1.5
1.5
T<280ºC蒸汽热力管沟
3.0
3.0
3.0
工作压力≤0.1Mpa埋深<2m
4.3.9PE燃气管道与各类地下管道或设施的垂直净距离,见表5。
表5PE燃气管道与各类地下管道或设施的垂直净距离
项目
垂直净距(m)
PE管道在该设施上方
PE管道在该设施下方
给水管、其他燃气管
0.15
0.15
排水管
0.15
0.20加套管
电缆
直埋
0.50
0.50
在导管内
0.15
0.15
供热管道
T<150ºC直埋供热管
0.5加套管
1.30加套管
T<150ºC热水、蒸汽供热管沟
0.20加套管或0.40
0.30加套管
T<280ºC蒸汽热力管沟
1.00加套管,套管有降温措施可缩小
不允许
铁路轨底
——
1.2加套管
注1:
PE燃气管道与直埋供热管之间的净距,在难以执行以上规定时,可按PE管铺设处的土壤及供热管实际情况,作出温度场分布分析,在确定切实可行的水平距离或采取行之有效的防护措施后,可适当缩小,原则是必须保证管道周围土壤拧平均温度不高于20ºC
注2:
目前PE管道燃气管道的设计规定间距和钢管与其他管道、管线的间距相同。
对于钢管的规定最小检举的要求,是因为电力、电信电缆有一定电流,影响钢管的饿防腐效果和寿命,但对PE管则不存在这一问题。
因此在施工中确实无法满足规范要求时,通过有关部门协商,采取必要保护措施后,可适当缩小。
5PE燃气管道施工技术
5.1PE燃气管道连接
5.1.1一般规定
5.1.1.1管道连接前应对管材、管件及附属设备按设计要求和使用说明书进行核对,并应在施工现场进行外观检查,符合要求方准使用。
5.1.1.2管道连接应采用电熔连接(电熔承插连接、电熔鞍型连接)或热熔对熔连接,不得采用螺纹连接和粘接。
PE管道与金属管道连接,必须采用钢塑过渡接头连接。
(从经济上考虑当PE管材公称外径de<110mm时,宜采用电熔连接;当de≥110时,宜采用热熔对接连接)。
5.1.1.3管道不同连接形式应采用对应的专用连接机具。
连接时,不得使用明火加热。
5.1.1.4管道连接宜采用同种牌号、材质的管材与管材或管材与管件之间的连接,应经过试验,判定连接质量能得到保证后,方可进行。
5.1.1.5管道连接的操作工人上岗,应经过专门训练,竟考试和技术评定合格后,持操作合格证,方可上岗操作。
操作时,应严格遵守草所规程。
5.1.1.6应避免恶劣天气对连接操作的影响(如-5ºC以下、雨雪、大风天气等),如无法避免时,应采取保护措施(如保暖、设置防护装置)或调整连接工艺。
5.1.1.7PE管材、管件存放处与施工现场温差较大时,连接前,应将管材和管件在施工现场放置一定时间,使起温度接近施工现场温度。
5.1.1.8管道连接时,管端应清洁。
每次收工时,管口应临时封堵。
5.1.1.9管道连接过程中选用的温度、压力及时间是确保熔接接口质量的三要素,必须根据要求给予保证。
5.1.1.10管道连接结束后,应进行接头外观质量检查。
不合格者必须返工,返工后重新进行接头外观质量检查。
5.1.2电熔连接
5.1.2.1电熔连接是通过对预埋于电熔导管内表面的电热丝通电,使电熔导管内表面与管材的外表面熔化,达到连接的目的。
它是通过电熔焊机进行操作的。
5.1.2.2焊接时,电熔焊机与电熔管件应正确连通,通电的电压、电流和加热时间应符合电熔焊机和电熔管件生产厂的规定。
5.1.2.3电熔连接冷却期间,不得移动连接件或在连接件上施加任何外力。
5.1.2.4电熔承插连接
是将所需连接的两管端口,插入与之相匹配的电熔套管中,在电热丝中通入电流,将电熔套管和被连接件熔合面加热至熔化温度,冷却后即形成严密牢固的接头。
电熔承插连接的施工过程和操作工艺如下:
1)施工过程:
a)清洁管件连接面的污物,标出插入深度,刮除其表皮;
b)管材固定在机架上,将电熔管件套在管材上;
c)校直待连接管材,保证在同一轴线上;
d)通电,熔接;
e)冷却。
2)操作工艺:
a)用专用工具将管材的两连接面切割垂直,刮去其表皮,刮除长度为电熔套管长度的一半,并用清洁棉布擦净管材和管件连接面上的污物;
b)根据管材需插入的深度划出定位线,以便在装接时,保证管材能对等的插入电熔导管内;
c)将管材插入电熔套管一端的连接承口内至定位线,检查出入部位配合是否符合要求;
d)将套接好的管材和电熔套管装在接口夹具上,用夹具固定;
e)将另一端管材固定在夹具上,沿滑槽推动夹具,使其插入电熔套管的另一端承口内,并保持两连接管在同一轴线上;
f)将控制器的导线插头与电熔套管插座接通,正确设置熔接电压、电流、熔接时间等参数,打开控制器的电源按钮,通电熔接,熔接时间进入倒计时;
g)熔接完成后,按规定的冷却时间使其冷却到环境温度,拆卸夹具和电熔导线。
5.1.2.5电熔鞍型连接
是见个电熔鞍型管件用夹具固定相似待接支管的主管道上,通过鞍型管件熔合面上电热丝通电加热,将主管道与管件熔合面熔化,冷却后即连接牢固。
熔接完成后,再用钻具对主管道进行钻孔,操作工艺如下:
a)主管道连接部位的管段下部应采用专用托架支撑,并固定、吻合;
b)用刮刀刮削主管道连接部位表面,并用清洁棉布擦净连接面上污物;
c)将鞍型管件安装在经过处理的熔接面上,用专用夹具固定,并调整好夹具的松紧;
d)将控制器导线插头与鞍型管件插座接通,打开控制器的电源按钮,通电熔接;
e)熔接完成后,按规定的冷却时间使其冷却到环境温度;
f)卸下鞍型管件的管帽,装上与夹具配套的钻孔工具,在主管道上钻孔;
g)卸下需拆卸的夹具和钻孔工具,复装管帽。
5.1.3热熔对接连接
5.1.3.1热熔对接连接是将电加热板插入两管材接口之间,对管材的连接面加热,当两管材的连接面加热到熔融状态时,抽出加热板,施加一定压力,使之形成均匀一致的凸缘,待冷却后即熔接牢固。
是通过热熔对接焊机进行操作的。
5.1.3.2热熔对接连接一般分为五个阶段:
预热阶段、吸热阶段、加热板取出阶段、对接阶段、冷却阶段。
加热温度和各个阶段所需要的压力及时间应符合热熔连接机具生产厂和管材、管件生产厂的规定。
注:
热熔对接焊接时,要求管材或管件具有相同熔融指数,且最好应具备相同的SDR值。
另外,采用不同厂家的管材时,必须选择合理的与之相匹配的焊机才能生产出最佳的焊接效果。
5.1.3.3管道连接时,其熔融、对接、加压、冷却等工序所需要的时间,必须按工艺规定,用秒表计时。
5.1.3.4在保压、冷却期间不得移动连接件或在连接件上施加任何外力。
5.1.3.5热熔对接连接的施工过程和操作工艺如下:
1)施工过程:
a)将待连接的管材置于焊机夹具上并夹紧;
b)清洁管材待连接端并铣削连接面;
c)校直两对接件,使其错位量不大于壁厚的10%;
d)放入加热板加热,加热完毕,取出加热板;
e)迅速连接两加热面,升压至熔接压力并保压冷却。
2)操作工艺:
a)将两管段分别搁置在机架左右的夹具上,各伸出夹具4cm-5cm,并应校直,使两管段在同一轴线上(错边不宜大于壁厚的10%),中间留出插入铣刀的间距,然后固定;
b)用清洁棉擦净管端、铣刀、加热板上的油脂、灰尘等;
c)铣削两管端表面,使其与轴线垂直,两管端面应相吻合;
d)将加热板通电加温,升温至恒定温度,将加热板插到两管段之间,搁置在两夹具间的机架主轴上;
e)开动液压系统,以加热压力推动夹具滑行端,使两管端面紧压在加热板两侧,两管端外圆开始形成熔融反边;
f)当两管端明显形成1mm-2mm高的均匀反边时,将压力卸至为0,吸热开始,并开始计时,直到吸热完毕;
g)开动液压系统,使滑行端脱离加热板一侧,同时将加热板平行向已离开的滑行端移动,使之脱离另一侧管端,迅速抽出加热板,开动液压系统,推动滑行端,使两管端在一定的压力下,贴压在一起;
h)两管端贴压在一起后,会形成均匀的凸缘,保持贴压的压力不变,至规定的时间,待接口冷却到40°C左右时,卸掉压力;
i)冷却到环境温度后,松开机架夹具,取出连接管材;
j)加热板温度、预热压力和时间、吸热压力和时间、加热板取出时间、对接压力和时间、冷却压力和时间等焊接工艺参数参考附录A表A.1。
5.1.4钢塑过渡接头连接
5.1.4.1钢塑过渡接头的PE管端与PE管道连接应符合本规程相应的电熔承插连接或热熔对接连接的规定。
5.1.4.2钢塑过渡接头钢管与金属管道连接应符合相应的钢管焊接、法兰连接或机械连接的规定。
5.1.4.3钢塑过渡接头钢管端与钢管焊接时,应采取焊接措施。
5.1.4.4对于小口径的PE管(D≤63),一般采用一体式钢塑转换接头;对于大口径的PE管(D>63),一般采用钢塑法兰组件进行转换连接。
5.1.5PE燃气管道的焊接操作工艺过程和注意事项可参考附录B。
5.2PE燃气管道施工
5.2.1管沟开挖
5.2.1.1管沟开挖前,应对有关地下管线及构筑物的资料进行核实。
在施工区域内,有碍施工的已有建筑物和构筑物、道路、沟渠、管线、电杆、树木等。
应在施工前,由建设单位与有关单位协商处理。
5.2.1.2在地下水位较高的地区或雨季施工时,应采取降低水位或排水措施,及时清除沟内积水。
5.2.1.3管沟必须按设计图样放线,按设计规定的平面位置和标高开挖,防止超挖和槽底基土扰动。
人工开挖无地下水时,槽底预留值宜为0.05m—0.10m;机械开挖或有地下水时,槽底预留值不应小于0.15m,管道安装前应人工清底至设计标高。
5.2.1.4管沟的沟底宽度可按下列公式确定:
a)单管沟边组装敷设:
α=D+0.3
b)双管同沟敷设:
α=D1+D2+S+0.3
式中:
α——沟底宽度(m)
D——管道公称外径(m)
D1——第一条管道公称外径(m)
D2——第二条管道公称外径(m)
S——两管道之间设计净距(m)
5.2.1.4管沟开挖工程中,应根据不同土质、深度、开挖方式及新土堆放形式,分别确定沟槽边坡度、是否需要支撑、排水等措施。
但要求最后形成的沟槽底部应平整密实。
5.2.1.5开挖中若槽底超挖或槽底基土扰动,应按如下办法处理:
a)沟槽超挖在0.15m以下,可用原土回填夯实,其密度不应低于原地基天然土的密实度;
b)沟槽超挖在0.15m以上,可用石灰土或沙处理,其密实度不应低于95%;
c)槽底有地下水,或地基土壤含水量较大,不适于加夯时,可用天然沙土回填,砂土深度不小于0.10m,由于排水不良以致地基土壤扰动时,可铺天然沙土或素土,填沙深度不应小于0.10m。
5.2.1.6对于湿陷性黄土地区的开挖,不宜在雨季施工,或在施工时切实排除沟内积水,开挖中应在槽底预留0.03m—0.06m厚的土层进行夯实处理,夯实后,底沟边面层土的干容重一般不小于1.60X103kg/m2
5.2.1.7槽底遇有废旧构筑物、硬石、木头、垃圾等杂物时,必须在管