作为地面开发投资的重中之重，煤层气集输管道管材的选用成为一大课题，合理地选择管材是确保管道安全，工程设计经济合理的重要因素，现阶段大部分采用钢管，钢管作输气管道中的主要材料毋庸置疑，随着科技的进步，一种适应煤层气地面开发的新型管材逐渐受到青睐—聚乙烯管，俗称 PE管。那么，钢管和 PE管材主要有哪些利弊，这里将做以下较详细的分析研究。

2 PE管材特点

2.1 PE管概念　

目前中国的市政管材市场，塑料管道正在稳步发展，PE管、PP-R管、UPVC管都占有一席之地，其中PE管强劲的发展势头最为令人瞩目。PE管的使用领域广泛。其中给水管和燃气管是其两个最大的应用市场。

PE树脂，是由单体乙烯聚合而成，由于在聚合时因压力、温度等聚合反应条件不同，可得出不同密度的树脂，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。在加工不同类型PE管材时，根据其应用条件的不同，选用树脂牌号的不同，同时对挤出机和模具的要求也有所不同。

国家在《燃气用埋地聚乙烯（PE）管道系统》（GB 15558-2003）及《聚乙烯燃气管道工程技术规程》（CJJ63-2008）规定了埋地燃气管道的不同级别PE80和PE100对应不同的压力强度，并且扩大了聚乙烯管道公称直径，提高了管道最大允许工作压力。

2.2 PE管基本特点　

一种好的管道，不仅应具有良好的经济性，而且应具备接口稳定可靠、材料抗冲击、抗开裂、耐老化、耐腐蚀等一系列优点，同传统钢管相比，PE管道系统具有以下一系列优点：

（1）连接可靠：聚乙烯管道系统之间采用电热熔方式连接，接头的强度高于管道本体强度。

（2）低温抗冲击性好：聚乙烯的低温脆化温度极低，可在一定温度范围内安全使用。冬季施工时，因材料抗冲击性好，不易发生管子脆裂。

（3）抗应力开裂性好：具有低的缺口敏感性、高的剪切强度和优异的抗刮痕能力，耐环境应力开裂性能也非常突出。

（4）耐化学腐蚀性好：可耐多种化学介质的腐蚀，土壤中存在的化学物质不会对管道造成任何降解作用。聚乙烯是电的绝缘体，因此不会发生腐烂、生锈或电化学腐蚀现象；此外它也不会促进藻类、细菌或真菌生长。

（5）可挠性好： 其柔性使得它容易弯曲，工程上可通过改变管道走向的方式绕过障碍物，在许多场合，管道的柔性能够减少管件用量并降低安装费用。

（6）水流阻力小：具有光滑的内表面，其曼宁系数为0.009。光滑的表现和非粘附特性保证管道具有较传统管材更高的输送能力，同时也降低了管路的压力损失和输水能耗。

（7）下搬运方便：比混凝土管道、镀锌管和钢管更轻，它容易搬运和安装，更低的人力和设备需求，意味着工程的安装费用的大大降低。

3 PE管与钢管经济性对比

合理地选择管材是使管道工程经济合理的重要关键，煤层气单井产气量小、压力低，可选用的管材有：无缝钢管、焊接钢管、机械接口铸铁管、球墨铸铁管、聚乙烯管（PE管）和钢骨架聚乙烯塑料复合管等。钢管在以往的使用中占主导地位，参照近年来城镇燃气PE管和燃气用钢骨架聚乙烯塑料复合管已逐步推广普及的用管经验，对于煤层气集输管型选取，做了以下详细的分析研究。

3.1 性能分析

钢管、PE管和燃气用钢骨架聚乙烯塑料复合管的性能对比见表1。

表1                     管材性能对比表

钢管、PE管和钢骨架聚乙烯塑料复合管各有优缺点，结合管线所在地区情况，综合考虑安全可靠性、经济合理性及施工难易程度等因素，钢骨架聚乙烯塑料复合管虽性能较好，但成本较高，不考虑该种管材。

根据《燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统第1部分 ：管材》（GB 15558.1-2003），燃气用PE包含以下四个等级：PE100 SDR17.6、PE100 SDR 11、PE80 SDR 17.6及PE80 SDR11。

根据目前市场价格，有以下结论：

a）承压能力：PE100 SDR 11>PE100 SDR17.6> PE80 SDR11>PE80 SDR 17.6

（允许工作压力PE100 SDR 11≤1.0MPa，PE100 SDR17.6≤0.6MPa,PE80 SDR11≤0.4MPa， PE80 SDR 17.6≤0.2MPa）

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

因此，① 根据煤层气应用工况的介质、压力及温度等特点，由于PE80 SDR17.6承压过低(0.2MPa)，因此不推荐PE80 SDR17.6在煤层气应用；② PE100 SDR11承压较高，满足煤层气应用要求，但价格偏高，从经济角度考虑，PE100 SDR11不作为首选。

以上可见，煤层气用PE管宜从PE100 SDR17.6及PE80 SDR11中选取。考虑到PE100 SDR17.6 的承压高于PE80 SDR11，而价格前者比后者低，因此，可选用PE100 SDR17.6的PE管。

3.2 PE管与钢管经济分析

（1）对比原则

① PE管与钢管对比是内径相同或相近的原则；

② 选用管材生产商报价中间报价；

③ 比选主材费用含平均所需管件费用，以km为单位；

④ 管材的使用寿命均以20年计；

⑤ 钢管采用用聚乙烯胶带防腐层，PE管不需防腐。

根据目前管材、防腐等价格，对煤层气集气干管选用PE100 SDR17.6与钢管的经济比较详见表2。

表2                 管材经济综合性能对比表

（2）综合结论

从表中可以看出，内径不大于D350的管线，单位公里综合造价，PE管低于钢管；内径大于D400的管线，单位公里综合造价，PE管高于钢管。