城市燃氣工程設計中管材的選用論文

　　摘要：燃氣工程的建設涉及到城市人民生活質量的提升，好的燃氣工程不僅能夠提供給用戶足夠的保暖服務，同時還需要在安全性、適用性和經濟性等方面達到較高的標準。而要確保城市燃氣工程能夠在各個方面上都達到一定的標準，就要切實分析燃氣工程設計中包括鐵鑄管、鋼管與PE管在內的各類燃氣管道管材的優點和不足，明確不同管材在燃氣工程設計中具體是如何使用的以及具體施工狀況。本文將針對相關問題展開探討。

　　關鍵詞：城市；燃氣工程；設計；管材

　　從早年的城市燃氣應用中對其氣源進行論述，則人工煤氣在其中占有較高的比例，而當時在城市中普遍應用的燃氣管道也大多是鋼管與鑄鐵管。現代社會的發展推動了清潔性、安全性的天然氣在城市燃氣應用中的比重不斷攀升，并且，現代社會的高分子科學技術也得到了顯著的提高，針對塑料管材的開發與應用也更加科學與全面，各項生產技術得到有效提升，更為突出地展現了塑料管材獨有的使用性能。目前，PE管成為城市燃氣設計與施工過程中受到最普遍歡迎的管材類型。也就是說，鐵鑄管、鋼管、PE管等是當前階段城市燃氣管道管材的主要應用類型，以下筆者將從安全性、適用性與經濟性等幾方面分析上述幾類管材在城市燃氣工程設計中的優劣。

　　一、安全性分析

　　城市燃氣工程設計時，是否達到安全標準是首要考慮內容。對鑄鐵管、鋼管與PE管這三種管材在工程設計使用中的安全性進行分析，則需要從三種管材的抗拉強度、彎曲強度、延展性、耐腐蝕性、使用壽命、硬度、接口嚴密性等方面進行分析。鑄鐵管的抗拉強度與彎曲強度相對較高，PE管的斷裂伸長率達到600％，是三類管材中延展性最高的，同時PE管的耐腐蝕性也是三類管材中最好的。從使用壽命方面來看，鐵鑄管、鋼管與PE管都是在50年以上延展性。鐵鑄管的硬度大約為230HBS，鋼管的硬度≤140HBS，而PE管的硬度則為50-70D。除此以外，三者的接口嚴密性對比則呈現出鋼管與PE管為牢固，鐵鑄管為較牢固。因而，在考慮安全性來選擇管材時需要綜合考慮，從不同的角度進行研究與論述，對于何種層面的內容更為重視則可以著重選擇哪一特點更為突出的管材。

　　二、適應性分析

　　對鐵鑄管、鋼管與PE管的適應性進行分析，則主要可以從壓力、溫差與氣源三方面進行分析。第一，壓力分析。《城鎮燃氣設計規范》中曾明確將燃氣設計的壓力分為七個等級，分別是高壓A、高壓B、次高壓A、次高壓B、中壓A、中壓B、低壓。高壓A的壓力等級為2.5-4.0，高壓B的壓力等級為1.6-2.5，次高壓A的壓力等級為0.8-1.6，次高壓B的壓力等級為0.4-0.8，中壓A的壓力等級為0.2-0.4，中壓B的壓力等級為0.01-0.2，低壓的壓力等級為低于0.01。總體來看，管道的壓力相對較高，因此在進行城市燃氣工程設計過程中，管道的質量要求也更高，在設計時應用具有較高壓力的管道能夠高效地較少整個管道系統網絡的初期投資。事實上，管道的用途、壓力與直徑不同，所采用的材質與工藝也會因此而不同。在城市燃氣工程設計與建設中，高壓與次高壓的管道與輸氣干管大多選擇鋼管。《城鎮燃氣設計規范》中還規定“中壓與低壓燃氣管道應當選擇使用聚乙烯管、機械接口球墨鑄鐵管、鋼管或鋼骨架聚乙烯塑料復合管”。其中聚乙烯燃氣管道的標準應該符合《燃氣用埋地聚乙烯管件》與《燃氣用埋地聚乙烯管材》中的相關規定；機械接口球墨鑄鐵管的標準則應當達到《水及燃氣管道用球墨鑄鐵管、管件和附件》中的相關規定；當鋼管類型選擇為無縫鋼管、鍍鋅鋼管或者焊接鋼管等時，無縫鋼管、鍍鋅鋼管的應用標準則能夠達到《輸送流體用無縫鋼管》的具體規定，無縫鋼管的應用標準應當達到《低壓流體輸送用焊接鋼管》的具體規定；鋼骨架聚乙烯塑料復合管需要達到《燃氣用鋼骨架聚乙烯塑料復合管》和《燃氣用鋼骨架聚乙烯塑料復合管件》中的具體規定。由此可知，城市輸送管道中當壓力大于0.4MPa時應當選擇的管道類型應該是鋼管，它相較于其他管道類型具有更為突出的優勢。第二，溫差分析。鋼管與鑄鐵管相比，鋼管對溫差的適應能力要更高，而鋼管與鑄鐵管對溫差的適應能力要遠遠高于PE管。第三，氣源分析。在進行城市燃氣工程設計時，選擇使用鋼管更多的應該選用LNG、LPG、煤氣、天然氣與液化石油氣等，鑄鐵管則使用煤氣更為適宜，PE管則對燃氣沒有過多的要求，它對各種氣質都能夠較好地適用。

　　三、經濟性分析

　　所謂的經濟性就是指各種類型的管道在應用過程中的資金投入，管徑不同時，使用不同的管道類型需要投入不同的金額，現以某一時段的材料價格為參考，對鑄鐵管、鋼管與PE管的綜合造價進行全面的對比分析：當管徑為100mm時，每米鋼管的單價為545元，每米鑄鐵管的單價為429元，每米PE管的'單價為439元；當管徑為150mm時，每米鋼管的單價為620元，每米鑄鐵管的單價為497元，每米PE管的單價為536元；當管徑為200mm時，每米鋼管的單價為660元，每米鑄鐵管的單價為583元，每米PE管的單價為610元；當管徑為250mm時，每米鋼管的單價為1004元，每米鑄鐵管的單價為747元，每米PE管的單價為1040元。從上述的鑄鐵管、鋼管與PE管在不同管徑下的用價對比，則鐵鑄管的綜合造價低于鋼管與PE管，而當管徑低于200mm時，鋼管的綜合造價是高于PE管的，而當管徑大于200mm時，PE管的綜合造價則高于鋼管。在進行城市燃氣工程設計中選擇什么樣的管材在一定程度上決定著燃氣管道輸氣質量的高低，合理地選擇應用燃氣管材不僅能夠節省工程建設的資金投入，同時還能夠提升管網系統整體的水平，保證運行過程中的管理費用能夠得到適當的降低。在實際進行工程設計的過程中，應當立足于安全性能，進而對適用性、經濟性進行分析，同時不能忽視自然環境在燃氣工程設計過程中的影響作用，綜合考慮管道設計工程中所處的地理位置、地形特點、土壤性質等因素，從而實現城市燃氣工程設計過程中對管材的科學選用。

　　參考文獻：

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