作為地面開發(fā)投資的重中之重，煤層氣集輸管道管材的選用成為一大課題，合理地選擇管材是確保管道安全，工程設(shè)計經(jīng)濟(jì)合理的重要因素，現(xiàn)階段大部分采用鋼管，鋼管作輸氣管道中的主要材料毋庸置疑，隨著科技的進(jìn)步，一種適應(yīng)煤層氣地面開發(fā)的新型管材逐漸受到青睞—聚乙烯管，俗稱 PE管。那么，鋼管和 PE管材主要有哪些利弊，這里將做以下較詳細(xì)的分析研究。

2?PE管材特點

2.1?PE管概念　

目前中國的市政管材市場，塑料管道正在穩(wěn)步發(fā)展，PE管、PP-R管、UPVC管都占有一席之地，其中PE管強勁的發(fā)展勢頭最為令人矚目。PE管的使用領(lǐng)域廣泛。其中給水管和燃?xì)夤苁瞧鋬蓚€最大的應(yīng)用市場。

PE樹脂，是由單體乙烯聚合而成，由于在聚合時因壓力、溫度等聚合反應(yīng)條件不同，可得出不同密度的樹脂，因而又有高密度聚乙烯、中密度聚乙烯和低密度聚乙烯之分。在加工不同類型PE管材時，根據(jù)其應(yīng)用條件的不同，選用樹脂牌號的不同，同時對擠出機和模具的要求也有所不同。

國家在《燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁≒E）管道系統(tǒng)》（GB 15558-2003）及《聚乙烯燃?xì)夤艿拦こ碳夹g(shù)規(guī)程》（CJJ63-2008）規(guī)定了埋地燃?xì)夤艿赖牟煌墑ePE80和PE100對應(yīng)不同的壓力強度，并且擴(kuò)大了聚乙烯管道公稱直徑，提高了管道最大允許工作壓力。

2.2?PE管基本特點　

一種好的管道，不僅應(yīng)具有良好的經(jīng)濟(jì)性，而且應(yīng)具備接口穩(wěn)定可靠、材料抗沖擊、抗開裂、耐老化、耐腐蝕等一系列優(yōu)點，同傳統(tǒng)鋼管相比，PE管道系統(tǒng)具有以下一系列優(yōu)點：

（1）連接可靠：聚乙烯管道系統(tǒng)之間采用電熱熔方式連接，接頭的強度高于管道本體強度。

（2）低溫抗沖擊性好：聚乙烯的低溫脆化溫度極低，可在一定溫度范圍內(nèi)安全使用。冬季施工時，因材料抗沖擊性好，不易發(fā)生管子脆裂。

（3）抗應(yīng)力開裂性好：具有低的缺口敏感性、高的剪切強度和優(yōu)異的抗刮痕能力，耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能也非常突出。

（4）耐化學(xué)腐蝕性好：可耐多種化學(xué)介質(zhì)的腐蝕，土壤中存在的化學(xué)物質(zhì)不會對管道造成任何降解作用。聚乙烯是電的絕緣體，因此不會發(fā)生腐爛、生銹或電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象；此外它也不會促進(jìn)藻類、細(xì)菌或真菌生長。

（5）可撓性好： 其柔性使得它容易彎曲，工程上可通過改變管道走向的方式繞過障礙物，在許多場合，管道的柔性能夠減少管件用量并降低安裝費用。

（6）水流阻力小：具有光滑的內(nèi)表面，其曼寧系數(shù)為0.009。光滑的表現(xiàn)和非粘附特性保證管道具有較傳統(tǒng)管材更高的輸送能力，同時也降低了管路的壓力損失和輸水能耗。

（7）下搬運方便：比混凝土管道、鍍鋅管和鋼管更輕，它容易搬運和安裝，更低的人力和設(shè)備需求，意味著工程的安裝費用的大大降低。

3?PE管與鋼管經(jīng)濟(jì)性對比

合理地選擇管材是使管道工程經(jīng)濟(jì)合理的重要關(guān)鍵，煤層氣單井產(chǎn)氣量小、壓力低，可選用的管材有：無縫鋼管、焊接鋼管、機械接口鑄鐵管、球墨鑄鐵管、聚乙烯管（PE管）和鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管等。鋼管在以往的使用中占主導(dǎo)地位，參照近年來城鎮(zhèn)燃?xì)釶E管和燃?xì)庥娩摴羌芫垡蚁┧芰蠌?fù)合管已逐步推廣普及的用管經(jīng)驗，對于煤層氣集輸管型選取，做了以下詳細(xì)的分析研究。

3.1?性能分析

鋼管、PE管和燃?xì)庥娩摴羌芫垡蚁┧芰蠌?fù)合管的性能對比見表1。

表1???????????????????? 管材性能對比表

鋼管、PE管和鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管各有優(yōu)缺點，結(jié)合管線所在地區(qū)情況，綜合考慮安全可靠性、經(jīng)濟(jì)合理性及施工難易程度等因素，鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管雖性能較好，但成本較高，不考慮該種管材。

根據(jù)《燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁?PE)管道系統(tǒng)第1部分 ：管材》（GB 15558.1-2003），燃?xì)庥肞E包含以下四個等級：PE100 SDR17.6、PE100 SDR 11、PE80 SDR 17.6及PE80 SDR11。

根據(jù)目前市場價格，有以下結(jié)論：

a）承壓能力：PE100 SDR 11>PE100 SDR17.6> PE80 SDR11>PE80 SDR 17.6

（允許工作壓力PE100 SDR 11≤1.0MPa，PE100 SDR17.6≤0.6MPa,PE80 SDR11≤0.4MPa， PE80 SDR 17.6≤0.2MPa）

b）價格：PE100 SDR 11> PE80 SDR11>PE100 SDR17.6>PE80 SDR 17.6

因此，① 根據(jù)煤層氣應(yīng)用工況的介質(zhì)、壓力及溫度等特點，由于PE80 SDR17.6承壓過低(0.2MPa)，因此不推薦PE80 SDR17.6在煤層氣應(yīng)用；② PE100 SDR11承壓較高，滿足煤層氣應(yīng)用要求，但價格偏高，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，PE100 SDR11不作為首選。

以上可見，煤層氣用PE管宜從PE100 SDR17.6及PE80 SDR11中選取?？紤]到PE100 SDR17.6 的承壓高于PE80 SDR11，而價格前者比后者低，因此，可選用PE100 SDR17.6的PE管。

3.2?PE管與鋼管經(jīng)濟(jì)分析

（1）對比原則

① PE管與鋼管對比是內(nèi)徑相同或相近的原則；

② 選用管材生產(chǎn)商報價中間報價；

③ 比選主材費用含平均所需管件費用，以km為單位；

④ 管材的使用壽命均以20年計；

⑤ 鋼管采用用聚乙烯膠帶防腐層，PE管不需防腐。

根據(jù)目前管材、防腐等價格，對煤層氣集氣干管選用PE100 SDR17.6與鋼管的經(jīng)濟(jì)比較詳見表2。

表2????????? ???????管材經(jīng)濟(jì)綜合性能對比表

（2）綜合結(jié)論

從表中可以看出，內(nèi)徑不大于D350的管線，單位公里綜合造價，PE管低于鋼管；內(nèi)徑大于D400的管線，單位公里綜合造價，PE管高于鋼管。