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摘要：为了改善人们的生活、降低污染、节约资源，我国引进了天然气，并进行了大型的天然气工程，天然气是城市燃气最主要的组成部分，它影响着城市的发展，是城市现代化的标志。在燃气工程建设中，燃气管道占着重要的地位，关系着燃气工程的质量和安全，基于此，本文就从城市燃气工程设计中管材的选择运用展开分析。
关键词：城市燃气工程设计；管材；选择与应用
1、城市燃气管材的类型及特性
1.1钢管
在城市燃气管网中，最常用的钢管包括：无缝钢管、焊接钢管、直缝钢管三种类型。钢管有很多优点，例如有较高的承压能力、抗拉强度、抗冲击性，对温度变化的适应力强、以及焊口的牢固性强等。但同时钢管在城市燃气工程中的使用也有很多缺点。耐腐蚀性差，容易遭到腐蚀，而相应的防腐成本很高，寿命却比较短，导致了整个燃气工程的成本也较高。由于钢管的严密性和牢固性等都比其他管材强，目前钢管仍是我国城市燃气工程的主要管材。一般来说，城市中0.6MPa及以上的输气干线都会采用钢管。
1.2聚乙烯管（PE管）
近年来，随着科学技术水平的不断提高，生产工艺的改进与完善，城市燃气工程中对塑料管材的使用也逐渐增多。其中以聚乙烯管为主。我国对聚乙烯管的使用较晚，聚乙烯管是近代科技发展的产物。作为燃气工程的管材，它具有很多优点。例如具有良好的可焊性、严密性、抗腐蚀性、热稳定性等，并且在施工中便于操作和使用，寿命也较长，相当于钢管的2倍。但聚乙烯管的使用也有局限性。承压能力相对较弱，容易遭到损坏，大管径的聚乙烯管价格也很高。但近年来，我国城市燃气工程中对聚乙烯管的使用还是越来越多，聚乙烯管的使用范围越来越广泛。
1.3接口球墨铸铁管的使用
一般接口球墨铸铁管采用的是离心铸造，目前被广泛地应用于中压及输配系统中。这种管材具有很多优点，例如：耐腐蚀性极强、具有较好的强韧性，电阻很高，可以达到钢管管材的5倍。近年来机械性能接口铸铁管的延伸率也有了很大的提高，几乎接近钢管的延伸度。一般情况下，铸铁管的寿命并不是由自身决定，而是受接口质量的影响。而接口主要取决于橡胶的使用寿命和质量，这意味着橡胶质量越好，铸铁管的寿命可能就越长。所以，接口处的橡胶一般采用丁晴橡胶，以提高管材的使用期。总的来说，铸铁管的综合成本低于钢管。
1.4钢骨架塑料管
图1管材安全性能比较
一般来说，在城市燃气工程中，较为常见的钢骨架聚乙烯复合管的材料主要是钢丝网和钢板孔网。相应的管道主要是普通管和薄壁管，一般输送人工燃气、液化石油气、天然气等都可以应用普通管，而薄壁管只能输送天然气。比起聚乙烯管，钢骨架塑料管的壁厚相对较薄，耐压性也更强。但同时它的局限性也很大，在施工中开孔接管较为困难，成本也较高。所以在城市燃气工程中，这种管材的使用相对较少。
2、各类管材的性能比较
2.1安全性比较
安全性一般要考虑抗腐蚀性、抗拉性、延伸性、接口严密性及使用寿命等。在城市燃气工程建设中，要通过对燃气管材安全性能的比较，再结合城市燃气工程的具体情况和需求，选用合适工程的管材。
钢管、铸铁管、PE管三种管材的安全性能比较如图1：
2.2经济性比较
从综合造价比较，钢管、铸铁管、PE管的综合造价如图2：
图2钢管、铸铁管、PE管综合造价比较
从图2可以看出，铸铁管的综合比较造价比PE管和钢管都低，管径不大于200㎜时，钢管的综合造价比PE管高，管径大于200㎜是PE管的综合造价则比钢管高。
燃气管材的选择决定着燃气管道的输气管道的输气质量，燃气管材的合理选择不仅可以节约建设投资，而且可以提高管网系统整体质量水平，降低运行管理费用。实际工程设计中要本着安全第一，综合考虑经济、适用性、管道所处地理位置、地形特点、土壤性质等因素合理、科学选材。
2.3城市燃气管材的适应性比较
在进行管材选择时，要考虑管材的适应性。它主要是指温差、压力、气源方面。通常来说，较高压力的管道对管道的质量要求也较高。一般来说，对于高压管道和输气干管，会选用钢管作为管材。中压、低压的管道则采用接口球墨铸铁管、聚乙烯管、钢管、钢骨架塑料管都可以。但如果管道压力在0.4MPa之上了，那么就只能使用钢管作为燃气管道。因此，钢管在城市燃气工程中仍具主导地位。在温差适应能力上，钢管与铸铁管的适应能力远大于聚乙烯管，而钢管的适应力又比铸铁管更强。在气源方面，聚乙烯管能适应各种燃气气质，钢管适用于煤气、天然气、液化石油气等，而铸铁管基本只适用于煤气。
2.4城市燃气工程各类管材的施工难度比较
钢管管材在施工时，可架空敷设，也可埋地敷设。埋地敷设时因其防腐蚀性差，要对其进行防腐，难度相对较大。铸铁管一般埋地敷设，但防腐性强，难度相对较小。而聚乙烯管和钢骨架聚乙烯管施工技术较为简单，聚乙烯管为电熔或热熔连接、钢骨架聚乙烯管则为电熔或法兰连接即可。
结束语
综上所述，在实际的工程中选用管材的时候，要综合考虑燃气管道管材的安全性、经济性和适用性，根据城市的实际情况和燃气工程具体的需求来分析各类管材的优势与不足，选择出最适用的管材，保证燃气工程能顺利、安全地进行，从而促进城市燃气工程的发展。
参考文献
[1]喻维.城市燃气工程设计中管材的选择运用[J].城市建设理论研究，2013.
[2]袁鸿.城市燃气工程设计中管材的选择运用[J].中国化工贸易，2015.
论文作者:冯运遥
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第33期
论文发表时间:2018/5/2
标签：管材论文; 燃气论文; 钢管论文; 聚乙烯论文; 城市论文; 工程论文; 管道论文; 《建筑学研究前沿》2017年第33期论文;