公用管道的中低壓燃氣管道常選用PE管道。PE管道的壁厚通常采用標準尺寸比SDR(管材的公稱外徑d,與公稱壁厚e。的比值,由式SDR=dn/en計算并圓整得出)表示。常用的PE管道壁厚標準尺寸比SDR有:SDR11、SDR17、SDR21、SDR26。
PE燃氣管道工作壓力由管道的最大工作壓力(MOP)確定。最大工作壓力(MOP)是以200℃,50年的管道設計使用壽命為基礎確定,聚乙烯管道系統的MOP取決于使用的聚乙烯材料類型(MRS),PE管道壁厚(標準尺寸比SDR)和使用條件(設計系數C),以及耐快速裂紋擴展(RCP)性能,通過RCP校核 MOP,核算公式見式(3.3.42)。
式中 MOPt--工作溫度下的最大允許工作壓力;
MRS--最小要求強度,PE80為8.0M;PE 100為10.0MPa;
SDR--標準尺寸比,國際標準和國家標準中常用的有SDR11、SDR17等系列。同時也允許使用現行國家標準GB/T 10798《熱塑性塑料管材通用壁厚表》和GB/T 4217流體輸送用熱塑性塑料管材 公稱外徑和公稱壓力》中規定的管系列(S)推算出的其他標準尺寸比(SDR),即標準尺寸比SDR17.6也可使用,并應按現行國家標準GB 15558.1《燃氣用埋地聚乙烯(PE)管道系統 第1部分;管材》的相關規定執行。
C--設計系數,燃氣管道一般取C大于等于2.0;
DF--一不同工作溫度下聚乙烯管道工作壓力折減系數。
根據ISO 4437《燃氣用塑料管道系統 聚乙烯(PE)》、EN 1555《燃氣用塑料管道系統聚乙烯(PE)》以及現行國家標準GB/T 15558.1《燃氣用埋地聚乙烯(PE)管道系統 第1部分:管材》中的規定,在不考慮施工因素和溫度折減,用式(3.3.48)計算可得出:PE100、SDR11系列管材的MOP為1.0MPa。BS.EN12007-2:2012《燃氣供應系統 最大工作壓力到1.6MPa的管道系統 第2部分:(MOP到1.0MPa)聚乙烯的性能要求》標準中,PE100、SDR11系列管材的MOP為1.0MPa。在實際工程應用中,由于還應考慮施工和使用條件,一般在實際運行中的設計系數高于2.0,即MOP小于1.0MPa。
目前,丹麥、巴西規定PE100、SDR11系列管材的MOP為0.7MPa;法國、西班牙規定PE100、SDR11系列管材的MOP為0.8MPa;英國、德國、匈牙利、摩爾多瓦規定PE100、SDR11系列管材的MOP為1.0MPa;烏克蘭、俄羅斯規定PE100、SDR9系列管材的MOP為1.2MPa。
考慮到我國國情及安全性能要求,設計系數(C)取值大于等于2.5,比較經濟合理。該取值2.5高于ISO 4437《燃氣用塑料管道系統 聚乙烯(PE)管道》、EN1555《燃氣用塑料管道系統 聚乙烯(PE)》以及GB/T 15558.1~15558.3《燃氣用埋地聚乙烯(PE)管道系統》產品標準中規定(C大于等于2.0),與美國應用標準(C大于等于2.5)的規定一致。因此,對于輸送天然氣的聚乙烯管道,PE100、SDR11系列管材的最大工作壓力(MOP)為0.8MPa。