公用管道的中低压燃气管道常选用PE管道。PE管道的壁厚通常采用标准尺寸比SDR(管材的公称外径d,与公称壁厚e。的比值,由式SDR=dn/en计算并圆整得出)表示。常用的PE管道壁厚标准尺寸比SDR有:SDR11、SDR17、SDR21、SDR26。
PE燃气管道工作压力由管道的最大工作压力(MOP)确定。最大工作压力(MOP)是以200℃,50年的管道设计使用寿命为基础确定,聚乙烯管道系统的MOP取决于使用的聚乙烯材料类型(MRS),PE管道壁厚(标准尺寸比SDR)和使用条件(设计系数C),以及耐快速裂纹扩展(RCP)性能,通过RCP校核 MOP,核算公式见式(3.3.42)。
式中 MOPt--工作温度下的最大允许工作压力;
MRS--最小要求强度,PE80为8.0M;PE 100为10.0MPa;
SDR--标准尺寸比,国际标准和国家标准中常用的有SDR11、SDR17等系列。同时也允许使用现行国家标准GB/T 10798《热塑性塑料管材通用壁厚表》和GB/T 4217流体输送用热塑性塑料管材 公称外径和公称压力》中规定的管系列(S)推算出的其他标准尺寸比(SDR),即标准尺寸比SDR17.6也可使用,并应按现行国家标准GB 15558.1《燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统 第1部分;管材》的相关规定执行。
C--设计系数,燃气管道一般取C大于等于2.0;
DF--一不同工作温度下聚乙烯管道工作压力折减系数。
根据ISO 4437《燃气用塑料管道系统 聚乙烯(PE)》、EN 1555《燃气用塑料管道系统聚乙烯(PE)》以及现行国家标准GB/T 15558.1《燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统 第1部分:管材》中的规定,在不考虑施工因素和温度折减,用式(3.3.48)计算可得出:PE100、SDR11系列管材的MOP为1.0MPa。BS.EN12007-2:2012《燃气供应系统 最大工作压力到1.6MPa的管道系统 第2部分:(MOP到1.0MPa)聚乙烯的性能要求》标准中,PE100、SDR11系列管材的MOP为1.0MPa。在实际工程应用中,由于还应考虑施工和使用条件,一般在实际运行中的设计系数高于2.0,即MOP小于1.0MPa。
目前,丹麦、巴西规定PE100、SDR11系列管材的MOP为0.7MPa;法国、西班牙规定PE100、SDR11系列管材的MOP为0.8MPa;英国、德国、匈牙利、摩尔多瓦规定PE100、SDR11系列管材的MOP为1.0MPa;乌克兰、俄罗斯规定PE100、SDR9系列管材的MOP为1.2MPa。
考虑到我国国情及安全性能要求,设计系数(C)取值大于等于2.5,比较经济合理。该取值2.5高于ISO 4437《燃气用塑料管道系统 聚乙烯(PE)管道》、EN1555《燃气用塑料管道系统 聚乙烯(PE)》以及GB/T 15558.1~15558.3《燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统》产品标准中规定(C大于等于2.0),与美国应用标准(C大于等于2.5)的规定一致。因此,对于输送天然气的聚乙烯管道,PE100、SDR11系列管材的最大工作压力(MOP)为0.8MPa。