超高分子量聚乙烯管道设计安装技术规程

超高分子量聚乙烯管道设计安装技术规程

1、总则

1.1超高分子量聚乙烯管道是用于工业设施的超强度管道，为指导超高分子量聚乙烯管道（以下简称超高管道）的工程设计、施工和验收工作，确保工程质量，特制定本规程。

1.2超高管材机械强度较高，一般环境条件下极难开裂，输送燃气和水均可做地上使用和埋地使用。做地上管时要用铝箔缠绕保护，防止紫外线照射，易碰撞的地方要做防护网。

1.3燃气管道和供排水管道，要求工程设计合理，施工质量优良。车间施工和现场安装都要严格执行各项管理规程和质量标准。工程设计、施工及验收应参照国家标准《城镇燃气设计规范》（GB50028-93），行业标准《城镇燃气输配工程施工及验收规范》（CJJ33-89）和《聚乙烯燃气管道工程技术规程》（CJJ63-1995），《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》（CJJ101-2004）的规定。

1.4超高管材、管件质量应符合本公司企业标准和中华人民共和国轻工行业标准《超高分子量聚乙烯管材》（QB/T2668-2004），以确保工程质量。

2、适用范围

  2.1针对燃气工程特点和超高管道特性规定：

a：工作温度：-40℃----45℃

b：最大允许工作压力不大于2.67Mpa

c：计算公式：PN=2δS/SDR-1  δS=MRS/C

式中：

PN----工作压力（Mpa）

δS---设计应力（规定条件下允许应力）

     MRS---最小要求的长期静压强度（超高管道取MRS≥8、10、12.5Mpa）

c----设计系数（安全系数）c=2；

SDR----标准尺寸比。（公称外径与壁厚之比）

2.2针对供水工程特点和超高管道特性规定：

a：工作温度：-40℃----45℃   

b：最大允许工作压力不大于3.0Mpa

c：计算公式：PN=2δS/SDR-1  δS=MRS/C

式中：

c=1.25

MRS≥8、10、12.5 Mpa  

3、管道设计

  3.1一般规定

3.1.1一般来讲，SDR相同系列的管材可以承受相同的内压级别，但是，超高燃气管道和供水管道，根据行业标准《超高分子量聚乙烯管材》（QB/T2668-2004）的规定，由于超高分子量聚乙烯树脂分子量分类不同和设计应力、安全系数不同，在环境23℃时输送不同介质的工作压力见表1、表2和表3。

表1当管道设计应力δs=10Mpa时的工作压力

名  称 工作压力  Mpa

系  列 SDR34.4 SDR26 SDR21 SDR17 SDR13.6 SDR11

供水管道 0.6 0.8 1.0 1.25 1.6 2.0

燃气管道 0.4 0.5 0.6 0.8 1.0 1.25

 

 

表2当管道设计应力δs=8Mpa时的工作压力

名  称 工作压力  Mpa

系  列 SDR27.6 SDR21 SDR17 SDR13.6 SDR11 SDR9

供水管道 0.6 0.8 1.0 1.25 1.6 2.0

燃气管道 0.4 0.5 0.6 0.8     1.0 1.25

表3当管道设计应力δs=6.3Mpa时的工作压力

名  称 工作压力  Mpa

系  列 SDR33 SDR22 SDR17 SDR13.6 SDR11 SDR9

供水管道 0.4 0.6 0.8 1.0 1.25 1.6

燃气管道   0.4 0.5 0.63     0.8 1.0

注：δs=δ/c(式中δs：设计应力Mpa  δ：管材最小要求的长期静压强度Mpa  c：设计系数或安全系数)

3.1.2若使用环境温度不同时，按表4和表5温度系数修正。

表4

材料 燃气管道压力折减系数

＞-20℃ ＞-10℃ 23℃ ＜30℃ ＜40℃

超高管道 1.1 1.0 1.0 0 .9 0 .7

表5

材料 供水管道压力折减系数  

20℃ 25℃ 30℃ 35℃ 40℃

超高管道 1 0.93 0.87 0.8 0.74

3.1.3超高管道主要用于中、高压大口径管网系统中。

 3.2管道计算

    3.2.1超高燃气管道计算公式(p1-p2)/L=1.4×109{K/d+192.2×dv/QI0.25}×Q2/d5×e×T/T0

式中：

p1---起点压力(绝压Kpa)

p2---终点压力(绝压Kpa)

L---管道计算长度(Km)

K---管道内表面的当量粗糙度(取0.009mm)

      d---管道内径(mm)

V ---计算流速( m3/h)

Q---计算流量(m3/h)

e---燃气密度(0.74kg/m3)

T---温度(T=环境温度+温度=20℃+273=293K

      T0---273K

注1：同样管径、同样长度、同样压力降的情况下，超高管的输气能力比钢管高25%以上。

3.2.2超高供水管道计算公式：

  当V＜1.2m/s时；

     I=0.009×V2/dj1.3×(1+0.867/V)0.3

当V≥1.2m/s

     I=0.0017×V2/dj1 ..3

式中：

V---管道内的平均水流速度(m/s)

I---管道单位长度水头损失(Kpa/m)

dj---管道计算内径(mm)

   3.2.3中压管道的允许压力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20 m/s。

 3.3管道布置

   3.3.1超高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；不得与其它管道或电缆同沟敷设。

   3.3.2超高燃气管道与供热管之间水平净距不应小于表6和表7的规定。与其他建筑物、构筑物的基础或相邻管道之间的水平净距应符合国家标准《城镇燃气设计规范》（GB50028-93）5.3.2-1的规定。

表6

供热管种类 净 距（米） 注

t＜150℃直埋供热管道

供热管

回水管 3 .0

2 .0 燃气管埋深小于2m

t＜150℃热水供热管沟

蒸气供热管沟  1 .5 燃气管埋深小于2m

t＜280℃蒸气供热管沟 3 .0 超高聚乙烯管工作压力不超过0.1 Mpa

燃气管埋深小于2m

表7

名     称 净      距（米）

超高管在该设施上方 超高管在该设施下方

给水管燃气管 ------- 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 0.20 0.20

供热管道 t＜150℃直埋供热管 0.50加套管 1.30加套管

t＜150℃

热水供热管沟

蒸汽供热管沟 0.20加套管或0.40 0.30加套管

t＜280℃

蒸汽供热管沟 1.0加套管,套管有降温措施的可缩小 不允许

铁路轨底 ------ ------ 1.20加套管

3.3.3超高燃气管道埋设的最小管顶覆土厚度应符合下列规定：

(1)埋设在车行道下时，不宜小0.8米；

(2) 埋设在非车行道下时，不宜小0.6米；

  (3) 埋设在水田下时，不宜小0.8米。

当采取行之有效的防护措施后，上述规定可适当降低。

3.3.4超高燃气和供水管道的地基宜无尖硬土和无盐类的原土层，当原土层有尖硬土石和盐类时，应铺设细砂或细土。凡可能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。                                                                               

3.3.5超高燃气管道不宜直接引入建筑物内或直接引入附属建筑物墙上的调压箱内。当直接用超高管引入时，穿越基础或外墙以及地上部分的超高管道必须采取硬质套管保护。

3.3.6超高燃气管道不宜直接穿越河底。在加设套管采取其他保护措施后，穿越河底时，应符合国家标准。《城镇燃气设计规范》（GB50028-93）第5.3.4和5.3.10条(2)(3)(4)款的规定。超高供、排水管线可直接穿越河底。

3.3.7超高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。管道坡向凝水缸的坡度不宜小于0.003。

3.3.8中压超高燃气管道的干管上，应设置分段阀门，并应在阀门两侧设置放散管。支管起点处也应设置阀门。

3.3.9超高供水管道参照燃气管道布置规程布置。

4、管道连接

4.1一般规定

4.1.1超高燃气管道和供水管道连接前应对管材、管件及附属设备设计要求进行核对，并应在施工现场进行外观检查，符合要求方准使用。

4.1.2超高管道连接采用特种电热融连接技术。超高管道与金属管道连接，必须采用背套钢法兰盘，加热翻边成型方式连接。

4.1.3超高燃气管道连接的操作工人上岗前，应经过专门培训，经考试和技术评定合格后，方可上岗操作。

4.1.4超高管道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，使其温度接近现场温度。在寒冷气候（-5℃以下）和大风环境条件下连接操作时，应采取保护措施。

4.1.5超高管道连接时，管端应洁净。每次收工时，管口应临时封堵。

4.1.6超高管道连接结束后，应进行接头外观质量检查，不合格的必须返工。返工后重新进行接头外观质量检查。

  4.2电热融连接

4.2.1电热融连接机具与电热融套管应正确连接，在内外模压力作用下，加热焊接。焊接时，通电加热的电压、电流和加热时间、保压时间应符合技术要求。

加热电压、电流和加热时间要根据不同管径、不同壁壁、不同环境温度和不同材质作适当调整，每批管材在现场都应做焊接试验，定出焊接工艺后方可施工。

4.2.2焊接时内模、外模和连接卡子安装的位置要准确，螺栓要上紧，布丝要均匀、牢固。管材接头表面和电热融套表面要用磨片打出新茬并用干净布擦净。管材连接端应切割垂直、平整、两管应对正。所有准备工作完成后，应检查加热丝阻值、各部分位置和螺栓松紧均准确无误后方可开始焊接。焊接过程中要密切注视电压、电流显示、外模温度和熔融塑料的鼓浆程度。加热完毕后，随着温度下降，外模压紧螺栓应当跟进保压，并保持一定的冷却时间。拆模后，对接头外观目测检查接头质量。

4.2.3所有接头焊接完毕要有专业人员检查验收，不合格必须切除重焊。

4.3钢塑过渡接头连接

4.3.1钢塑过渡管接头采用超高管现场加热翻边,背面套法兰的技术工艺,操作时应符合工艺要求.

4.3.2钢塑过渡管接头钢管端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。

4.3.3钢塑管过渡接头钢管端与钢管焊接时，应采取降温措施。

5、管道敷设与回填

   5.1一般规定

5.1.1超高燃气和供水管道土方工程施工应符合行业标准《聚乙烯燃气管道工程技术规程》（CJJ63-1995）和《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》（CJJ101-2004）的规定。

5.1.2超高燃气和供水管道沟槽的沟底宽度可按下列公式确定：

(1)单管沟边组装敷设：a=D+0.3

(2)双管同沟敷设：a=D1+D2+s+0.3

式中：

a----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----第一条管道公称外径（m）

      S-----两管之间设计净距（m）

5.1.3超高燃气和供水管道敷设时，管道允许弯曲半径应符合下列规定：

(1)管段上无承插接头时，应符合表8的规定。

表8

管道公称外径D(mm) 允许弯曲半径R(mm)

D≤50 30D

50＜D≤160 50D

160＜D≤250 75D

250＜D≤350 100D

(2)管段上有承插接头时,不应小于125D。

5.2干管、支管敷设

5.2.1超高燃气和供水管道应在沟底标高和管基质量检查合格后，方准敷设。

5.2.2超高燃气和供水管道宜蜿蜒状敷设，并可随地形弯曲敷设，允许弯曲半径应符合表8的规定。

5.2.3超高燃气和供水管道埋设的最小管顶覆土厚度应符合本规程3.3.3条的规定。

5.2.4超高燃气和供水管道敷设时，宜随走向埋设金属示踪线距管顶不小于300mm处应埋设警示带，警示带上应标出醒目的提示字样。

5.2.5管道下管时，应防止划伤、扭曲或过大的拉伸和弯曲。

5.2.6盘管敷设采用拖管施工时，拉力不得大于管材拉伸屈服强度的50%。

5.2.7盘管敷设采用喂管法施工时,管道允许弯曲半径应符合本规程5.1.3的规定。

   5.3插入管敷设

    5.3.1超高燃气管道和供水管道插入敷设，插入起始段应挖出一段工作坑，其长度应满足施工要求，并应保证管道允许弯曲半径符合本规程第5.1.3条的规定。

5.3.2超高燃气管道和供水管道插入施工前，应使用清管设备清除旧管内壁沉积物，锐凸缘和其他杂物，并应用压缩空气吹净管内杂物。应对已连接好的超高燃气管道进行气密性试验，供水管道进行水压试验，试验合格后，方可施工。插入后，应对插入管进行强度试验。

5.3.3插入施工时，必须在旧管插入端加上一个比插入管硬度小的漏斗形导滑口。

5.3.4插入管采用拖管法施工时，拉力不得大于管材屈服拉伸强度的50%。

5.3.5两插入段之间，必须留出冷缩余量和管道不均匀沉降余量，并在每段适当长度加以固定或铆固。

   5.4管道穿越敷设

5.4.1超高燃气和供水管道穿越铁路、道路和河流的敷设期限、程序及施工组织方案应征得有关管理部门的同意。

5.4.2超高燃气和供水管道穿越工程采用打洞机械施工时，必须保证穿越段周围建筑物、构筑物不发生沉陷、位移和破坏。

   5.5管道沟槽回填

     5.5.1管道铺设后应及时回填，回填时应留出管道连接部位，连接部位应待管道试压合格后再行回填。

   5.5.2 回填时应先填管底，再回填两侧，然后回填至管顶0.5m处。沟内有积水时，必须全部排尽后，再行回填。

 5.5.3 管道两侧及管顶以上0.5m内的回填土，不得含有碎石、砖块、垃圾等杂物，不得用冻土回填。距离管顶0.5m以上的回填土内允许有少量直径不大于0.1m的石块和冻土，其数量不得超过填土总体积的15%。<