城市燃氣工程設(shè)計中管材的選用論文
摘要：燃氣工程的建設(shè)涉及到城市人民生活質(zhì)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(wù)，同時還需要在安全性、適用性和經(jīng)濟性等方面達到較高的標(biāo)準(zhǔn)。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(biāo)準(zhǔn)，就要切實分析燃氣工程設(shè)計中包括鐵鑄管、鋼管與PE管在內(nèi)的各類燃氣管道管材的優(yōu)點和不足，明確不同管材在燃氣工程設(shè)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(guān)問題展開探討。
關(guān)鍵詞：城市；燃氣工程；設(shè)計；管材
從早年的城市燃氣應(yīng)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(dāng)時在城市中普遍應(yīng)用的燃氣管道也大多是鋼管與鑄鐵管�，F(xiàn)代社會的發(fā)展推動了清潔性、安全性的天然氣在城市燃氣應(yīng)用中的比重不斷攀升，并且，現(xiàn)代社會的高分子科學(xué)技術(shù)也得到了顯著的提高，針對塑料管材的開發(fā)與應(yīng)用也更加科學(xué)與全面，各項生產(chǎn)技術(shù)得到有效提升，更為突出地展現(xiàn)了塑料管材獨有的使用性能。目前，PE管成為城市燃氣設(shè)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(dāng)前階段城市燃氣管道管材的主要應(yīng)用類型，以下筆者將從安全性、適用性與經(jīng)濟性等幾方面分析上述幾類管材在城市燃氣工程設(shè)計中的優(yōu)劣。
一、安全性分析
城市燃氣工程設(shè)計時，是否達到安全標(biāo)準(zhǔn)是首要考慮內(nèi)容。對鑄鐵管、鋼管與PE管這三種管材在工程設(shè)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(yán)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(yán)密性對比則呈現(xiàn)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(nèi)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(yīng)性分析
對鐵鑄管、鋼管與PE管的適應(yīng)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(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》中曾明確將燃氣設(shè)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(shè)計過程中，管道的質(zhì)量要求也更高，在設(shè)計時應(yīng)用具有較高壓力的管道能夠高效地較少整個管道系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)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(zhì)與工藝也會因此而不同。在城市燃氣工程設(shè)計與建設(shè)中，高壓與次高壓的管道與輸氣干管大多選擇鋼管。《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》中還規(guī)定“中壓與低壓燃氣管道應(yīng)當(dāng)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(fù)合管”。其中聚乙烯燃氣管道的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)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(guān)規(guī)定；機械接口球墨鑄鐵管的標(biāo)準(zhǔn)則應(yīng)當(dāng)達到《水及燃氣管道用球墨鑄鐵管、管件和附件》中的相關(guān)規(guī)定；當(dāng)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(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)則能夠達到《輸送流體用無縫鋼管》的具體規(guī)定，無縫鋼管的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)達到《低壓流體輸送用焊接鋼管》的具體規(guī)定；鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管需要達到《燃氣用鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管》和《燃氣用鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管件》中的具體規(guī)定。由此可知，城市輸送管道中當(dāng)壓力大于0.4MPa時應(yīng)當(dāng)選擇的管道類型應(yīng)該是鋼管，它相較于其他管道類型具有更為突出的優(yōu)勢。第二，溫差分析。鋼管與鑄鐵管相比，鋼管對溫差的適應(yīng)能力要更高，而鋼管與鑄鐵管對溫差的適應(yīng)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(shè)計時，選擇使用鋼管更多的應(yīng)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(zhì)都能夠較好地適用。
三、經(jīng)濟性分析
所謂的經(jīng)濟性就是指各種類型的管道在應(yīng)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(xiàn)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(dāng)管徑低于200mm時，鋼管的綜合造價是高于PE管的，而當(dāng)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(shè)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(zhì)量的高低，合理地選擇應(yīng)用燃氣管材不僅能夠節(jié)省工程建設(shè)的資金投入，同時還能夠提升管網(wǎng)系統(tǒng)整體的水平，保證運行過程中的管理費用能夠得到適當(dāng)?shù)慕档汀Ｔ趯嶋H進行工程設(shè)計的過程中，應(yīng)當(dāng)立足于安全性能，進而對適用性、經(jīng)濟性進行分析，同時不能忽視自然環(huán)境在燃氣工程設(shè)計過程中的影響作用，綜合考慮管道設(shè)計工程中所處的地理位置、地形特點、土壤性質(zhì)等因素，從而實現(xiàn)城市燃氣工程設(shè)計過程中對管材的科學(xué)選用。
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