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PE管和鋼管應(yīng)用于水平定向鉆穿越的比較

發(fā)布時間：2018-07-20 22:05  

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1 管材性能
目前城市中壓燃氣管道穿越工程選用的鋼管有無縫鋼管和焊接鋼管兩類：無縫鋼管一般選用GB／T 8163-2008《輸送流體用無縫鋼管》，材質(zhì)為20號鋼；焊接鋼管一般選用GB／T 3091-2008《低壓流體輸送用焊接鋼管》，材質(zhì)為Q2358。PE管一般選用GB l5558．1-2003《燃氣用埋地聚乙烯(PE)管道系統(tǒng) 第1部分：管材》，材質(zhì)分別為PEl00和PE80，標(biāo)準尺寸比為SDRll。
鋼管在使用期限內(nèi)各項性能指標(biāo)保持不變，鋼管管材性能見表1。




聚乙烯是無極性的飽和脂肪烴長鏈聚合物，因此PE管與鋼管管材性能指標(biāo)完全不同。由于聚乙烯材料的蠕變與應(yīng)力松弛特性，使聚乙烯的強度是時間的函數(shù)，單純材料的力學(xué)性能數(shù)據(jù)對實際工程沒有指導(dǎo)意義。長期靜液壓強度、耐快速裂紋擴展和耐慢速裂紋增長是聚乙烯材料的最關(guān)鍵三項力學(xué)性能指標(biāo)。聚乙烯管管材性能見表2。
從管材性能分析，鋼管的抗拉強度、屈服極限高，因而管道抗外力破壞、抗扭曲能力強；聚乙烯PE管強度低，但使用壽命長，且優(yōu)異的耐快速、慢速裂紋擴展性能保證了城市中壓燃氣管道的安全性。同時聚乙烯管道斷裂延長率非常高，使得管材具有非常優(yōu)異的柔韌性，良好的柔韌性也使聚乙烯管道具備了優(yōu)良的抗劃痕能力、抗不均勻沉降及抗震性。另外聚乙烯材料特性還決定了它具有優(yōu)良的耐腐蝕性[3]。


2穿越曲線
2．1 影響因素
影響管道穿越曲線的因素可分為客觀條件因素及設(shè)計參數(shù)因素。客觀條件因素即穿越目標(biāo)的實際狀況，包括道路、河流等的寬度和深度、地下障礙情況、地質(zhì)條件及周圍地形條件等不可改變因素。設(shè)計參數(shù)因素即入土點及出土點的位置和角度、管材選取、彈性敷設(shè)管段曲率半徑等可變參數(shù)。
2．2穿越曲線設(shè)計
當(dāng)穿越位置確定后，管道理想穿越曲線僅與設(shè)計參數(shù)有關(guān)。下面假定某穿越目標(biāo)寬度為40 m，不考慮地下障礙及地質(zhì)條件，穿越管道公稱直徑為200 mm，分別設(shè)計理想穿越曲線。
①曲率半徑
穿越管道彈性敷設(shè)段曲率半徑主要取決于穿越管道材質(zhì)。
鋼管：GB 50423--2007《油氣輸送管道穿越工程設(shè)計規(guī)范》第5．1．2條規(guī)定，采用彈性敷設(shè)時，穿越管段曲率半徑不宜小于1 500倍鋼管外徑，且不應(yīng)小于1 200倍鋼管外徑。那么采用鋼管穿越時，鋼管外徑為219 mm，最小曲率半徑為262．8 m。
聚乙烯管：CJJ 63-2008《聚乙烯燃氣管道工程技術(shù)規(guī)程》第6．1．3條規(guī)定，聚乙烯管道敷設(shè)時，管道允許曲率半徑不應(yīng)小于25倍公稱直徑。在實際穿越過程中管道曲率半徑取決于鉆桿的曲率半徑。假設(shè)選用鉆桿外徑為66．68 mm，參照鋼管彈性敷設(shè)曲率半徑要求，則鉆桿的最小曲率半徑為80．02 m。那么采用聚乙烯管穿越時，管外徑為200 mm，最小曲率半徑為80．2 m。
②入土點、出土點
假定穿越段兩側(cè)地形條件良好，任意選取(實際工程應(yīng)根據(jù)穿越管道周圍地形確定)。
③入土角、出土角
入土角為9°，出土角為6°。
④理想穿越曲線
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