P 公称压力(MPa)
[δ] 设计应力(MPa)
SDR 标准尺寸比
de 管公称外径
e 管公称规定壁厚
管材设计应力的求取:
公式(2)
设计系数(C):保证管道满负载运行时还有一定的安全度。
(二)、我国聚乙烯燃气管道工程技术规程设计系数
我国聚乙烯燃气管道工程技术规程是根据PE80级管材来考虑,对不同种类燃气的设计系数做出如下规定:
表2.不同种类燃气的设计系数
| 燃气种类 | SDR11 | SDR17.6 |
| 天然气 | 4 | 8 |
| 液化石油气(气态) | 16 | / |
| 不含冷凝液的气态液化石油气 | 5.33 | / |
| 人工煤气 | 320 | / |
| 不含冷凝液的人工煤气 | 8 | / |
根据以上设计系数,在我国聚乙烯管道输送不同种类燃气的最大允许工作压力如下:
表3.不同种类燃气的最大允许工作压力
| 燃气种类 | 最大允许工作压力(Mpa) | |
| SDR11 | SDR17.6 | |
| 天然气 | 0.4 | 0.2 |
| 液化石油气(气态) | 0.1 | / |
| 不含冷凝液的气态液化石油气 | 0.3 | / |
| 人工煤气 | 0.005 | / |
| 不含冷凝液的人工煤气 | 0.2 | / |
我国燃气管道的施工技术规程的编制说明中也明确:我国允许使用压力时按工作温度20℃,使用寿命50年,管道环向应力为8.0 Mpa(长期静液压强度),安全系数不小于4等4个条件来确定的。在安全性能得到保证的情况下,改变以上条件中的任意一个,最大允许工作压力可以提高,也就是,经过充分论证,设计系数可以调整。
五、 聚乙烯管材、管件的生产、型号规格及种类
(一)、聚乙烯管材的生产及型号规格
聚乙烯管材的生产在挤出生产线上进行,目前国内几个主要生产厂家都选用进口生产线,基本上实现了全自动控制,能够自动上料、自动计量进料、自动切割和卷曲,产品质量更加稳定,生产效率明显提高。聚乙烯燃气管材国标目前分为SDR11和SDR17.6两个系列,管材的颜色有两种,一种为黄色管,一种是黑管加黄条。规格从20mm~250mm;目前国内已应用的最大规格到ф400mm。最新发布的ISO标准和欧洲标准已将管材的公称外径扩大到630 mm。管材的规格及尺寸偏差见下表:
表4 聚乙烯管材的规格尺寸表 单位:mm
| 公称外径De | 壁厚e | 备注 | ||||
| 基本尺寸 | 允许偏差 | SDR17.6 | SDR11 | |||
| 基本尺寸 | 允许偏差 | 基本尺寸 | 允许偏差 | |||
| 20 | <+0.3 0 |
2.3 | +0.4 0 |
3.0 | +0.4 0 |
|
| 25 | +0.3 0 |
2.3 | +0.4 0 |
3.0 | +0.4 0 |
|
| 32 | +0.3 0 |
2.3 | +0.4 0 |
3.0 | +0.4 0 |
* |
| 40 | +0.4 0 |
2.3 | +0.4 0 |
3.7 | +0.5 0 |
* |
| 50 | +0.4 0 |
2.9 | <+0.4 0 |
4.6 | <+0.6 0 |
* |
| 63 | +0.4 0 |
3.6 | +0.5 0 |
5.8 | +0.7 0 |
* |
| 75 | +0.5 0 |
4.3 | +0.6 0 |
6.8 | +0.8 0 |
|
| 90 | +0.6 0 |
5.2 | +0.7 0 |
8.2 | +1.0 0 |
* |
| 110 | +0.6 0 |
6.3 | +0.8 0 |
10.0 | +1.1 0 |
* |
| 125 | +0.6 0 |
7.1 | +0.9 0 |
11.4 | +1.3 0 |
|
| 140 | +0.9 0 |
8.0 | +0.9 0 |
12.7 | +1.4 0 |
|
| 160 | <+1.0 0 |
9.1 | +1.1 0 |
14.6 | +1.6 0 |
* |
| 180 | +1.0 0 |
10.3 | +1.2 0 |
16.4 | +1.8 0 |
|
| 200 | +1.2 0 |
11.4 | +1.3 0 |
18.2 | +2.0 0 |
* |
| 225 | +1.4 0 |
12.8 | +1.4 0 |
20.5 | +2.2 0 |
|
| 250 | +1.5 0 |
14.2 | +1.6 0 |
22.7 | +2.4 0 |
* |
| 315 | +1.8 0 |
17.9 | +1.9 0 |
28.7 | +3.0 0 |
* |
| 355 | +2.0 0 |
20.2 | +2.2 0 |
32.3 | +3.4 0 |
|
| 400 | +2.2 0 |
22.8 | +2.4 0 |
36.4 | +3.8 0 |
|
注:备注栏中带*号的为目前国内常用规格
(二)、聚乙烯管件的品种
聚乙烯管件根据施工方法、用途的不同,可分为电熔管件和热熔管件。根据生产方式的不同,可分为注塑管件和焊制管件两大类。大部分管件都可以采用注塑模具一次成型,但对于一些壁厚、体积、重量都较大的管件,可采用管材焊制加工的方法制造。采用焊制方法生产的管件一般有三通、四通和弯头,公称尺寸范围随着管材扩大;采用注塑方法生产的热熔管件有法兰、变径、弯头、等径三通、异径三通和端帽;电熔管件也是采用注塑方法生产的,其种类有电熔套筒、电熔变径、电熔弯头、电熔三通、电熔鞍型三通、电熔鞍型分支和端帽等;目前,国内常用的管件规格见下表:
表5.聚乙烯管件规格型号单位:mm
| 管件名称 | 规 格 | |||||||||||||
| 热熔管件 | 法兰头 | 32 | 40 | 50 | 63 | 75 | 90 | 110 | 125 | 160 | 200 | 225 | 250 | 315 |
| 三通 | 32 | 40 | 50 | 63 | 75 | 90 | 110 | 125 | 160 | |||||
| 900弯头 | 32 | 40 | 50 | 63 | 75 | 90 | 110 | 125 | 160 | |||||
| 端帽 | 32 | 40 | 50 | 63 | 75 | 90 | 110 | 125 | 160 | 200 | 225 | 250 | 315 | |
| 变径 | 40/32,50/32,50/40,63/32,63/40,63/50,75/50,75/63,90/63,110/50,110/63,110/90,125/110,160/90,160/110,200/160,225/160,225/200,250/200,250/225,315/225,315/250 | |||||||||||||
| 电熔管件 | 套筒 | 32 | 40 | 50 | 63 | 75 | 90 | 110 | 125 | 160 | 200 | 225 | 250 | 315 |
| 三通 | 32 | 40 | 50 | 63 | 75 | 90 | 110 | |||||||
| 900弯头 | 32 | 40 | 50 | 63 | 75 | 90 | 110 | |||||||
| 修补马鞍 | 63 | 75 | 90 | 110 | 125 | 160 | 200 | 225 | 250 | |||||
| 变径 | 40/32,50/32,50/40,63/32,63/40,63/50,90/63, 110/63,110/90 | |||||||||||||
| 鞍型三通 | 63/32,63/40,90/32,90/40,90/63,110/32,110/40,110/63,160/32,160/40,160/63,200,40,200/63,225/40,225/63,250/40,250/63 | |||||||||||||
| 鞍型分支 | 125/63,160/63,200/63,200/90,250/63,250/90 | |||||||||||||