聚乙烯(PE)燃?xì)夤艿赖膽?yīng)用與發(fā)展戰(zhàn)略

1、- PAGE 38 -聚乙烯(PE)燃?xì)夤艿赖膽?yīng)用與發(fā)展一、 燃?xì)鈿庥寐竦氐鼐垡蚁┫┕艿老迪到y(tǒng)發(fā)展展簡(jiǎn)史 本世紀(jì)在管管道領(lǐng)域域發(fā)生了了一場(chǎng)革革命性的的進(jìn)步，即即“以塑代代鋼”。隨著著高分子子材料科科學(xué)技術(shù)術(shù)的飛躍躍進(jìn)步，塑塑料管材材開(kāi)發(fā)利利用的深深化，生生產(chǎn)工藝藝的不斷斷改進(jìn)，塑塑料管道道淋漓盡盡致地展展示其卓卓越性能能。在今今天，塑塑料管材材已不再再被人們們誤認(rèn)為為是金屬屬管材的的“廉價(jià)代代用品”。在這這場(chǎng)革命命中，聚聚乙烯管管道倍受受青睞，日日益發(fā)出出奪目的的光輝，廣廣泛用于于燃?xì)廨斴斔?、給給水、排排污、農(nóng)農(nóng)業(yè)灌溉溉、礦山山細(xì)顆粒粒固體輸輸送，以以及油田田、化工工和郵電電通訊等等領(lǐng)域，特特

2、別在燃燃?xì)廨斔退蜕系玫降搅似毡楸榈膽?yīng)用用。1. 國(guó)外外聚乙烯烯燃?xì)夤芄馨l(fā)展簡(jiǎn)簡(jiǎn)史1933年年英國(guó)IICI公公司首先先發(fā)現(xiàn)了了聚乙烯烯(PEE)。發(fā)發(fā)展至今今，聚乙乙烯已是是由多種種工藝方方法生產(chǎn)產(chǎn)的、具具有多種種結(jié)構(gòu)和和特性及及多種用用途的系系列品種種樹(shù)脂，已已占世界界合成樹(shù)樹(shù)脂產(chǎn)量量的三分分之一，居居第一位位。第二次世界界大戰(zhàn)時(shí)時(shí)期，由由于銅與與鋼材的的短缺，國(guó)國(guó)外開(kāi)始始研究在在燃?xì)廨斴斉涞阮I(lǐng)領(lǐng)域使用用塑料管管。燃?xì)鈿廨斉溆糜盟芰瞎芄艿牟牧狭习磻?yīng)用用的起始始年代分分別為：醋酸-丁酸纖纖維素（119499年美國(guó)國(guó)），硬硬聚氯乙乙烯（119500年原西西國(guó)），耐耐沖擊聚聚氯乙烯烯（19952年年

3、美國(guó)），環(huán)環(huán)氧玻璃璃鋼（119555年美國(guó)國(guó)），聚聚乙烯（119566年美國(guó)國(guó)），滌滌綸（119633年意大大利）和和尼龍（119699年澳大大利亞）。隨隨著時(shí)間間的推移移和對(duì)燃燃?xì)夤こ坛踢\(yùn)行經(jīng)經(jīng)驗(yàn)的不不斷總結(jié)結(jié)，人們們逐漸認(rèn)認(rèn)識(shí)到在在應(yīng)用塑塑料管時(shí)時(shí)應(yīng)考慮慮以下幾幾個(gè)方面面的因素素：a.經(jīng)濟(jì)性性b.接口穩(wěn)穩(wěn)定、嚴(yán)嚴(yán)密性c.耐環(huán)境境應(yīng)力開(kāi)開(kāi)裂d.耐腐蝕蝕和耐化化學(xué)性e.耐老化化性f.韌性g.柔軟、可可撓性h.耐久性性i.強(qiáng)度與與溫度的的關(guān)系j.長(zhǎng)期靜靜液壓強(qiáng)強(qiáng)度的大大小經(jīng)過(guò)順序淘淘汰，到到60年年代后期期，只剩剩下聚氯氯乙烯管管和聚乙乙烯管。聚聚氯乙烯烯管雖然然強(qiáng)度大大，成本本低廉，但但與聚乙

4、乙烯相比比有如下下缺點(diǎn)：a.脆性，易易產(chǎn)生斷斷裂現(xiàn)象象；b.缺乏可可撓性，不不能盤卷卷等；c.接觸溶溶劑的可可靠性差差等。因此，采用用聚氯乙乙烯管的的數(shù)量大大幅減少少，而使使用聚乙乙烯管顯顯著上升升。自119566年鋪設(shè)設(shè)第一條條聚乙烯烯燃?xì)夤芄艿酪詠?lái)來(lái)，到770年代代，在歐歐洲和北北美，聚聚乙烯管管道在燃燃?xì)忸I(lǐng)域域得到迅迅速的推推廣應(yīng)用用。聚乙乙烯管道道在各國(guó)國(guó)燃?xì)夤芄艿郎系牡膹V泛應(yīng)應(yīng)用已成成為管道道領(lǐng)域最最為引人人注目的的成就。這這一方面面是由于于聚乙烯烯材料制制作管道道具有非非常獨(dú)到到的技術(shù)術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)優(yōu)勢(shì)，另另一方面面是由于于聚乙烯烯管道的的原料性性能，管管材、管管件制造造工藝，連連接方法

5、法，連接接機(jī)具以以及運(yùn)行行中的維維修手段段等在多多年的實(shí)實(shí)踐中，已已達(dá)到完完善的配配套系統(tǒng)統(tǒng)。時(shí)至至今日，在在燃?xì)忸I(lǐng)領(lǐng)域，無(wú)無(wú)論是對(duì)對(duì)于新鋪鋪設(shè)或舊舊管道的的修復(fù)和和更新，聚聚乙烯管管都是主主要的選選擇之一一。歐洲洲的PEE燃?xì)夤芄艿榔占凹奥蕵O高高，如英英國(guó)、丹丹麥等國(guó)國(guó)均超過(guò)過(guò)90%，法國(guó)國(guó)19998年新新敷設(shè)燃燃?xì)夤艿赖缼缀?100%采用聚聚乙烯管管道。早早在19988年年，在慕慕尼黑召召開(kāi)的國(guó)國(guó)際煤聯(lián)聯(lián)(IGGU)配配氣委員員會(huì)會(huì)議議，委員員們一致致認(rèn)為采采用聚乙乙烯(PPE)埋埋地燃?xì)鈿夤艿蕾|(zhì)質(zhì)量可靠靠，運(yùn)行行安全，維維護(hù)簡(jiǎn)便便，費(fèi)用用經(jīng)濟(jì)。這這種共識(shí)識(shí)顯然是是五十年年來(lái)聚乙乙烯管道道

6、與其它它管道反反復(fù)比較較、競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)后達(dá)成成的。應(yīng)應(yīng)該指出出，這不不僅應(yīng)歸歸功于PPE管的的優(yōu)良的的綜合性性能，而而且緣于于PE管管道的原原料性能能，管材材、管件件制造工工藝，連連接方法法，連接接機(jī)具以以及運(yùn)行行中的維維修手段段等在多多年的實(shí)實(shí)踐中，不不斷取得得革命性性的進(jìn)步步。如對(duì)對(duì)PE管管道性能能影響最最大的因因素之一一的原料料，隨著著聚合工工藝的改改進(jìn)，八八十年代代水平PPE管材材原料與與七十年年代水平平相比較較，即取取得極大大的進(jìn)步步。 經(jīng)經(jīng)過(guò)近半半個(gè)世紀(jì)紀(jì)的不斷斷發(fā)展，時(shí)時(shí)至今日日，聚乙乙烯管道道已成為為最成熟熟的塑料料管道品品種之一一。自六六十年代代初，探探索聚乙乙烯管道道用于燃燃?xì)廨?/p>

7、送送以來(lái)，圍圍繞聚乙乙烯管道道系統(tǒng)的的各個(gè)方方面的研研究和開(kāi)開(kāi)發(fā)工作作就一直直未間斷斷，且異異常活躍躍。世界界上很多多國(guó)家聚聚乙烯樹(shù)樹(shù)脂制造造商、管管材制造造商、管管件及管管路附件件制造商商、管材材擠出設(shè)設(shè)備制造造商、管管道的施施工和使使用單位位（如燃燃?xì)夤舅竞妥詠?lái)來(lái)水公司司）、施施工機(jī)具具的制造造商、產(chǎn)產(chǎn)品認(rèn)證證機(jī)構(gòu)、有有關(guān)大學(xué)學(xué)和科研研機(jī)構(gòu)均均以極大大的熱情情投入到到這項(xiàng)工工作中來(lái)來(lái)。研究究開(kāi)發(fā)的的廣度、深深度及速速度，是是其他類類塑料管管道所難難與比擬擬的。聚聚乙烯管管道系統(tǒng)統(tǒng)的高度度成熟突突出表現(xiàn)現(xiàn)在：（1） 聚聚乙烯管管材級(jí)原原料不斷斷發(fā)展，八八十年代代末第三三代聚乙乙烯管材材樹(shù)脂

8、（PPE1000）出出現(xiàn)，使使大口徑徑管的使使用也具具有了優(yōu)優(yōu)勢(shì)。（2） 嚴(yán)嚴(yán)謹(jǐn)而科科學(xué)的管管道設(shè)計(jì)計(jì)理念。對(duì)對(duì)聚乙烯烯管材料料長(zhǎng)期使使用性能能的評(píng)價(jià)價(jià)形成了了系統(tǒng)科科學(xué)的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)價(jià)方法，從從而在設(shè)設(shè)計(jì)上保保證了長(zhǎng)長(zhǎng)期使用用性能及及使用的的安全性性。（3）高度度成熟的的制造設(shè)設(shè)備和擠擠出工藝藝。（4）與管管材同步步發(fā)展，多多品種配配套的管管件。（5）管道道連接、施施工和維維護(hù)的成成熟技術(shù)術(shù)與設(shè)備備。（6）豐富富的研究究成果、大大量成功功的工程程實(shí)踐和和系統(tǒng)完完備的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)體系系。從原原料到工工程施工工，從產(chǎn)產(chǎn)品要求求到質(zhì)量量的控制制方法，聚聚乙烯管管道系統(tǒng)統(tǒng)均具有有完備的的ISOO標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)

9、的高高水平和和系統(tǒng)化化，標(biāo)志志了聚乙乙烯管道道發(fā)展的的高度成成熟。2. 國(guó)內(nèi)內(nèi)聚乙烯烯燃?xì)夤芄馨l(fā)展簡(jiǎn)簡(jiǎn)史我國(guó)是從880年代代初期開(kāi)開(kāi)始聚乙乙烯燃?xì)鈿夤艿难醒芯抗ぷ髯?最早早使用聚聚乙烯管管輸送城城鎮(zhèn)燃?xì)鈿馐?9982年年在上海海。為使使聚乙烯烯燃?xì)夤芄苎芯抗すぷ魇艿降街匾暡⒉㈨樌M(jìn)進(jìn)行，國(guó)國(guó)家科委委19887年把把“聚乙烯烯燃?xì)夤芄軐Ｓ昧狭涎兄坪秃图庸?yīng)應(yīng)用技術(shù)術(shù)開(kāi)發(fā)”列為國(guó)國(guó)家“七五”科技攻攻關(guān)項(xiàng)目目，從專專用原料料管材、管管件加工工工程應(yīng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)規(guī)范制定定進(jìn)行系系統(tǒng)研究究，取得得豐碩成成果。119955年，國(guó)國(guó)家技術(shù)術(shù)監(jiān)督局局、建設(shè)設(shè)部分別別頒發(fā)了了PE燃燃?xì)夤懿牟?、管件件的?guó)家家標(biāo)準(zhǔn)和

10、和工程技技術(shù)的行行業(yè)規(guī)程程。目前前，PEE燃?xì)夤芄苷趪?guó)國(guó)內(nèi)迅速速推廣使使用。在在PE燃燃?xì)夤芡仆苿?dòng)下，國(guó)國(guó)內(nèi)已基基本掌握握PE工工程管道道的生產(chǎn)產(chǎn)與使用用技術(shù)，引引進(jìn)了相相當(dāng)數(shù)量量的國(guó)際際一流生生產(chǎn)線，形形成了相相當(dāng)規(guī)模模的生產(chǎn)產(chǎn)能力。這這對(duì)聚乙乙烯燃?xì)鈿夤艿陌l(fā)發(fā)展奠定定了堅(jiān)實(shí)實(shí)有力的的基礎(chǔ)。999年國(guó)國(guó)內(nèi)聚乙乙烯燃?xì)鈿夤懿漠a(chǎn)產(chǎn)量已近近1萬(wàn)噸噸，并以以20%的年增增長(zhǎng)率向向前發(fā)展展。二、 聚乙乙烯燃?xì)鈿夤茉狭咸匦约凹捌浒l(fā)展展聚乙烯管習(xí)習(xí)慣上按按照密度度分為低低密度及及線型低低密度聚聚乙烯（LLDPEE及LLLDPEE）管（密密度為00.9000-00.9330g/cm33），中中密度聚聚乙

11、烯（MMDPEE）管（密密度為00.9330-00.9440g/cm33）和高高密度聚聚乙烯（HHDPEE）管（密密度為00.9440-00.9665g/cm33）。由由于材料料的不斷斷進(jìn)步，根根據(jù)發(fā)展展階段和和性能的的不同，產(chǎn)產(chǎn)生了材材料的等等級(jí)分化化，密度度不能反反映聚乙乙烯作為為管材的的本質(zhì)性性能，因因此目前前國(guó)際上上根據(jù)聚聚乙烯管管的長(zhǎng)期期靜液壓壓強(qiáng)度（MMRS）對(duì)對(duì)管材及及其原料料進(jìn)行分分類和命命名。長(zhǎng)長(zhǎng)期靜液液壓強(qiáng)度度是指連連續(xù)施加加在該聚聚乙烯樹(shù)樹(shù)脂制管管管壁上上50年年時(shí)引起起管材破破壞時(shí)所所計(jì)算的的在管壁壁上的環(huán)環(huán)向張應(yīng)應(yīng)力，該該值是管管材結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)的的基礎(chǔ)。聚聚乙烯管管的工

12、程程設(shè)計(jì)概概念與金金屬管不不同，對(duì)對(duì)于金屬屬管的設(shè)設(shè)計(jì)，廣廣泛的使使用環(huán)境境溫度下下的屈服服強(qiáng)度系系數(shù)。而而聚乙烯烯管與金金屬管不不同，它它受持續(xù)續(xù)應(yīng)力及及溫度變變化的影影響，因因此聚乙乙烯管的的設(shè)計(jì)應(yīng)應(yīng)力應(yīng)根根據(jù)長(zhǎng)期期強(qiáng)度來(lái)來(lái)決定，即即通過(guò)繪繪制恒溫溫下應(yīng)力力與破壞壞時(shí)間的的曲線來(lái)來(lái)確定。根根據(jù)聚乙乙烯管的的長(zhǎng)期靜靜液壓強(qiáng)強(qiáng)度（MMRS），國(guó)國(guó)際上將將聚乙烯烯管材料料分為PPE322、PEE40、PPE633、PEE80和和PE1100五五個(gè)等級(jí)級(jí)。目前前國(guó)際上上使用量量最大的的管材樹(shù)樹(shù)脂的MMRS值值為8.0MPPa(PPE800級(jí))，而而MRSS值為110MPPa(PPE1000級(jí))的管

13、材材樹(shù)脂的的已開(kāi)發(fā)發(fā)成功，這這種樹(shù)脂脂采用雙雙峰分布布、己烯烯共聚技技術(shù)，在在提高長(zhǎng)長(zhǎng)期靜液液壓強(qiáng)度度的同時(shí)時(shí)，也提提高了耐耐慢速裂裂紋增長(zhǎng)長(zhǎng)和耐快快速開(kāi)裂裂擴(kuò)展性性能，并并具有良良好的加加工性，為為提高管管網(wǎng)輸送送壓力、增增大管道道口徑、擴(kuò)擴(kuò)大管道道應(yīng)用范范圍創(chuàng)造造了條件件。目前前PE1100的的管材使使用量，特特別是在在大口徑徑管材上上的用量量，正在在迅速上上升。表表1列出出了目前前歐洲PPE1000級(jí)聚聚乙烯燃燃?xì)夤艿赖缹?shí)際使使用壓力力。表1. 歐歐洲PEE1000級(jí)聚乙乙烯燃?xì)鈿夤艿缹?shí)實(shí)際使用用壓力國(guó)家 英國(guó)國(guó) 比利利時(shí) 法法國(guó) 荷荷蘭 西西班牙 尺寸比(SSDR) 111 177.6

14、 17.6 111 111 使用壓力(Mpaa) 00.7 0.55 0.4 00.8 0.77 目前,國(guó)外外正在嘗嘗試將SSDR111的聚聚乙烯燃燃?xì)夤艿牡氖褂脡簤毫μ岣吒叩?.0Mppa。三、 聚乙乙烯燃?xì)鈿夤懿牡牡奶攸c(diǎn)聚乙烯燃?xì)鈿夤艿谰呔哂性S多多卓越的的特性，如如耐低溫溫，韌性性好，剛剛?cè)嵯酀?jì)濟(jì)。因而而在一些些特殊用用途中更更是大顯顯身手，因因?yàn)樵谶@這些領(lǐng)域域中，傳傳統(tǒng)材料料管子，不不是不適適用，就就是費(fèi)用用大，而而且還不不能保證證管道的的安全使使用。如如鋼管、鑄鑄鐵管最最大的問(wèn)問(wèn)題是在在使用期期內(nèi)，普普遍發(fā)生生的腐蝕蝕和接頭頭泄漏。聚聚乙烯管管則具有有明顯的的優(yōu)點(diǎn)，圓圓滿地解解決了傳傳

15、統(tǒng)管道道的腐蝕蝕和接頭頭泄漏兩兩大難題題。如作作為室外外線路管管敷設(shè)在在腐蝕性性的土壤壤中，地地震地區(qū)區(qū)、山地地和沼澤澤地區(qū)；作為承承插管插插入舊管管道中修修復(fù)、更更新舊管管道。由由于與眾眾不同的的施工特特點(diǎn)，往往往為用用戶帶來(lái)來(lái)巨大的的經(jīng)濟(jì)效效益。如如美國(guó)資資料報(bào)導(dǎo)導(dǎo)，聚乙乙烯管安安裝費(fèi)用用低于鋼鋼管道安安裝費(fèi)用用50%，而穿穿插法又又比聚乙乙烯管直直接埋地地法節(jié)約約30-40%。聚乙乙烯管的的主要優(yōu)優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)現(xiàn)在：1.耐腐蝕蝕。聚乙乙烯為惰惰性材料料，除少少數(shù)強(qiáng)氧氧化劑外外，可耐耐多種化化學(xué)介質(zhì)質(zhì)的侵蝕蝕。無(wú)電電化學(xué)腐腐蝕，不不需要防防腐層。2.不泄漏漏。聚乙乙烯管道道主要采采用熔接接連接（

16、熱熱熔連接接或電熔熔連接），本本質(zhì)上保保證接口口材質(zhì)、結(jié)結(jié)構(gòu)與管管體本身身的同一一性，實(shí)實(shí)現(xiàn)了接接頭與管管材的一一體化。試試驗(yàn)證實(shí)實(shí)，其接接口的抗抗拉強(qiáng)度度及爆破破強(qiáng)度均均高于管管材本體體，可有有效地抵抵抗內(nèi)壓壓力產(chǎn)生生的環(huán)向向應(yīng)力及及軸向的的拉伸應(yīng)應(yīng)力。因因此與橡橡膠圈類類接頭或或其他機(jī)機(jī)械接頭頭相比，不不存在因因接頭扭扭曲造成成泄漏的的危險(xiǎn)。3.高韌性性。聚乙乙烯管是是一種高高韌性的的管材，其其斷裂伸伸長(zhǎng)率一一般超過(guò)過(guò)5000%，對(duì)對(duì)管基不不均勻沉沉降的適適應(yīng)能力力非常強(qiáng)強(qiáng)。也是是一種抗抗震性能能優(yōu)良的的管道。在在19995年日日本的神神戶地震震中，聚聚乙烯燃燃?xì)夤芎秃凸┧芄苁俏ㄒ灰恍颐?/p>

17、的的管道系系統(tǒng)。正正因?yàn)槿缛绱?，日日本震后后大力推推廣PEE管在燃燃?xì)忸I(lǐng)域域的使用用。4.聚乙烯烯管具有有優(yōu)良的的撓性。聚聚乙烯的的撓性是是一個(gè)重重要的性性質(zhì)，它它極大地地增強(qiáng)了了該材料料對(duì)于管管線工程程的價(jià)值值。聚乙乙烯的撓撓性使聚聚乙烯管管可以進(jìn)進(jìn)行盤卷卷，并以以較長(zhǎng)的的長(zhǎng)度供供應(yīng)，不不需要各各種連接接管件。用用于不開(kāi)開(kāi)槽施工工，聚乙乙烯管道道的走向向容易依依照施工工方法的的要求進(jìn)進(jìn)行改變變；聚乙乙烯材料料的撓性性，使其其可在施施工前改改變管材材的形狀狀，插入入舊管后后恢復(fù)原原來(lái)的大大小和尺尺寸。5. 聚乙乙烯管道道具有良良好的抵抵抗刮痕痕能力。采采用不開(kāi)開(kāi)槽施工工技術(shù)，無(wú)無(wú)論是鋪鋪設(shè)新管

18、管或舊管管道的修修復(fù)或更更新，刮刮痕是無(wú)無(wú)法避免免的。刮刮痕造成成材料的的應(yīng)力集集中，引引發(fā)管道道的破壞壞。管材材抵抗刮刮痕的能能力，與與管材的的慢速裂裂紋增長(zhǎng)長(zhǎng)(SCCG)行行為關(guān)系系密切，研研究證明明，PEE80等等級(jí)的聚聚乙烯管管具有較較好的抵抵抗SCCG的能能力和耐耐刮痕能能力。PPE1000聚乙乙烯管材材料則具具有更加加出色的的抵抗刮刮痕能力力。6. 良好好的快速速裂紋傳傳遞抵抗抗能力。管管道的快快速開(kāi)裂裂是指在在管道偶偶然發(fā)生生開(kāi)裂時(shí)時(shí)，裂紋紋以幾百百m/秒秒的速度度迅速增增長(zhǎng)，瞬瞬間造成成幾十mm甚至上上千m管管道破壞壞的大事事故?？炜焖匍_(kāi)裂裂是一種種偶發(fā)事事故，但但其后果果是災(zāi)

19、難難性的。早早在五十十年代，美美國(guó)輸氣氣鋼管曾曾發(fā)生幾幾起快速速開(kāi)裂事事故。聚聚氯乙烯烯氣管和和水管均均曾發(fā)生生過(guò)快速速開(kāi)裂事事故。實(shí)實(shí)際使用用中尚未未發(fā)現(xiàn)聚聚乙烯燃燃?xì)夤艿牡目焖匍_(kāi)開(kāi)裂。因因而近110年來(lái)來(lái)，國(guó)際際上對(duì)塑塑料管道道，特別別聚乙烯烯燃?xì)夤芄艿目焖偎倭鸭y傳傳遞進(jìn)行行了大量量卓有成成效的研研究工作作。結(jié)果果表明，在在常用的的塑料管管材中，聚聚乙烯抵抵抗裂紋紋快速傳傳遞的能能力名列列前茅。如如UPVVC的動(dòng)動(dòng)態(tài)斷裂裂韌性KKD為11.8MMNm-3/22，PPP-R的的KD為為1.66MNmm-3/2，而而PE880的KKD則為為2.99MNmm-3/2，PPE1000的KKD則高高

20、達(dá)3.8MNNm-33/2。溫溫度越低低，管徑徑和壁厚厚越大，工工作壓力力越高，塑塑料管道道快速開(kāi)開(kāi)裂的危危險(xiǎn)性越越大。因因此，聚聚乙烯管管道，特特別是PPE1000管更更適宜做做大口徑徑管。目目前，國(guó)國(guó)外的聚聚乙烯燃燃?xì)夤懿牟臉?biāo)準(zhǔn)（IISO444377-19997和和EN115555）已將將耐快速速開(kāi)裂擴(kuò)擴(kuò)展（RRCP）列列入標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)之中。7. 聚乙乙烯管道道使用壽壽命長(zhǎng)，可可達(dá)500年以上上，這是是國(guó)外根根據(jù)聚乙乙烯管材材環(huán)向抗抗拉強(qiáng)度度的長(zhǎng)期期靜水壓壓設(shè)計(jì)基基礎(chǔ)值(HDBB)確定定的，已已被國(guó)際際標(biāo)準(zhǔn)確確認(rèn)。此外，聚乙乙烯管道道重量輕輕也是一一重要因因素。四、 聚乙乙烯燃?xì)鈿夤艿老迪到y(tǒng)的設(shè)

21、設(shè)計(jì)（一）、聚聚乙烯燃燃?xì)夤艿赖缽?qiáng)度計(jì)計(jì)算做為工程管管道，應(yīng)應(yīng)有兩個(gè)個(gè)重要的的指標(biāo)，即即長(zhǎng)期使使用性能能及使用用的安全全性。當(dāng)當(dāng)代聚乙乙烯管道道的生產(chǎn)產(chǎn)者完全全可以提提供真正正稱之為為工程塑塑料的管管材和管管件，是是緣于兩兩個(gè)極為為有力的的后盾。一一個(gè)是原原材料供供應(yīng)者的的高度先先進(jìn)技術(shù)術(shù)的支持持；一個(gè)個(gè)是科學(xué)學(xué)而嚴(yán)謹(jǐn)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)計(jì)思想。在在當(dāng)代高高分子材材料科學(xué)學(xué)技術(shù)進(jìn)進(jìn)步支持持下，聚聚乙烯管管材樹(shù)脂脂的合成成技術(shù)和和性能不不斷取得得進(jìn)展，管管材長(zhǎng)期期使用性性能日益益提高，如如19889年分分子量分分布呈雙雙峰型的的PE1100級(jí)級(jí)管材樹(shù)樹(shù)脂的出出現(xiàn)，將將聚乙烯烯管材料料推到了了一個(gè)嶄嶄新的高高

22、度。同同時(shí)，對(duì)對(duì)聚乙烯烯管材料料長(zhǎng)期使使用性能能的評(píng)價(jià)價(jià)形成了了系統(tǒng)科科學(xué)的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)價(jià)方法，即即對(duì)管材材樹(shù)脂最最低要求求的靜液液壓強(qiáng)度度MRRS的測(cè)測(cè)量。所所謂MRRS是指指連續(xù)施施加在該該聚乙烯烯樹(shù)脂制制管管壁壁上500年時(shí)引引起管材材破壞時(shí)時(shí)所計(jì)算算的在管管壁上的的環(huán)向張張應(yīng)力。該該值是管管材結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)的的基礎(chǔ)。聚聚乙烯管管材結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)的的ISOO方程：(SDR=de/e) 公式（11） PP 公稱稱壓力(MPaa) 設(shè)設(shè)計(jì)應(yīng)力力(MPPa)SSDR 標(biāo)準(zhǔn)尺尺寸比dde 管管公稱外外徑e 管公稱稱規(guī)定壁壁厚管材材設(shè)計(jì)應(yīng)應(yīng)力的求求?。汗剑?2）設(shè)計(jì)計(jì)系數(shù)(C)：保證管管道滿負(fù)負(fù)載運(yùn)行行

23、時(shí)還有有一定的的安全度度。（二二）、我我國(guó)聚乙乙烯燃?xì)鈿夤艿拦すこ碳夹g(shù)術(shù)規(guī)程設(shè)設(shè)計(jì)系數(shù)數(shù)我國(guó)聚聚乙烯燃燃?xì)夤艿赖拦こ碳技夹g(shù)規(guī)程程是根據(jù)據(jù)PE880級(jí)管管材來(lái)考考慮，對(duì)對(duì)不同種種類燃?xì)鈿獾脑O(shè)計(jì)計(jì)系數(shù)做做出如下下規(guī)定：表2.不同種種類燃?xì)鈿獾脑O(shè)計(jì)計(jì)系數(shù) 燃?xì)夥N類SDR111SDR177.6天然氣48液化石油氣氣（氣態(tài)態(tài)）16/不含冷凝液液的氣態(tài)態(tài)液化石石油氣5.33/人工煤氣320/不含冷凝液液的人工工煤氣8/根據(jù)以上設(shè)設(shè)計(jì)系數(shù)數(shù)，在我我國(guó)聚乙乙烯管道道輸送不不同種類類燃?xì)獾牡淖畲笤试试S工作作壓力如如下：表表3.不不同種類類燃?xì)獾牡淖畲笤试试S工作作壓力燃?xì)夥N類最大允許工工作壓力力（Mppa）SDR

24、111SDR177.6天然氣0.40.2液化石油氣氣（氣態(tài)態(tài)）0.1/不含冷凝液液的氣態(tài)態(tài)液化石石油氣0.3/人工煤氣0.0055/不含冷凝液液的人工工煤氣0.2/我國(guó)燃?xì)夤芄艿赖氖┦┕ぜ夹g(shù)術(shù)規(guī)程的的編制說(shuō)說(shuō)明中也也明確：我國(guó)允允許使用用壓力時(shí)時(shí)按工作作溫度220，使用用壽命550年，管管道環(huán)向向應(yīng)力為為8.00 Mppa（長(zhǎng)長(zhǎng)期靜液液壓強(qiáng)度度），安安全系數(shù)數(shù)不小于于4等44個(gè)條件件來(lái)確定定的。在在安全性性能得到到保證的的情況下下，改變變以上條條件中的的任意一一個(gè)，最最大允許許工作壓壓力可以以提高，也也就是，經(jīng)經(jīng)過(guò)充分分論證，設(shè)設(shè)計(jì)系數(shù)數(shù)可以調(diào)調(diào)整。五五、 聚聚乙烯管管材、管管件的生生產(chǎn)、型型

25、號(hào)規(guī)格格及種類類（一）、聚聚乙烯管管材的生生產(chǎn)及型型號(hào)規(guī)格格聚乙烯烯管材的的生產(chǎn)在在擠出生生產(chǎn)線上上進(jìn)行， HYPERLINK 目前國(guó)內(nèi)幾個(gè)主要生產(chǎn)廠家都選用進(jìn)口生產(chǎn)線，基本上實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)控制，能夠自動(dòng)上料、自動(dòng)計(jì)量進(jìn)料、自動(dòng)切割和卷曲，產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定，生產(chǎn)效率明顯提高。聚乙烯燃?xì)夤懿膰?guó)標(biāo)目前分為SDR11和SDR17.6兩個(gè)系列，管材的顏色有兩種，一種為黃色管，一種是黑管加黃條。規(guī)格從20mm250mm；目前國(guó)內(nèi)已 HYPERLINK 應(yīng)用的最大規(guī)格到400mm。最新發(fā)布的ISO標(biāo)準(zhǔn)和歐洲標(biāo)準(zhǔn)已將管材的公稱外徑擴(kuò)大到630 mm。管材的規(guī)格及尺寸偏差見(jiàn)下表：表4 聚乙烯管材的規(guī)格尺寸表 單

26、位：mm公稱外徑DDe壁厚e備注基本尺寸允許偏差SDR177.6SDR111基本尺寸允許偏差基本尺寸允許偏差20+0.3302.3+0.4003.0+0.400 25+0.3002.3+0.4003.0+0.400 32+0.3002.3+0.4003.0+0.400*40+0.4002.3+0.4003.7+0.500*50+0.4002.9+0.4404.6+0.660*63+0.4003.6+0.5005.8+0.700*75+0.5004.3+0.6006.8+0.800 90+0.6005.2+0.7008.2+1.000*110+0.6006.3+0.80010.0+1.100*1

27、25+0.6007.1+0.90011.4+1.300 140+0.9008.0+0.90012.7+1.400 1601100804.6脆性性破壞時(shí)時(shí)間（hh）11654.0破壞壞時(shí)間（hh）1100002）3熱穩(wěn)定性，mmin（2200）204耐應(yīng)力開(kāi)裂裂，h（880，4.0MPPa）1000017033）5壓縮復(fù)原，hh（800，4.0MPPa）1706縱向回縮率率，%（1110）37斷裂伸長(zhǎng)率率，%3508耐候性（管管材累計(jì)計(jì)接受3.55kMJJ/m22老化能能量后）仍能滿足本本表第22、3、77項(xiàng)性能能要求，并并保持良良好的焊焊接性能能燃?xì)夤艿雷髯鳛槌鞘惺械哪茉丛摧斔拖迪到y(tǒng)一旦旦出現(xiàn)

28、質(zhì)質(zhì)量 HYPERLINK 問(wèn)題題，會(huì)直直接 HYPERLINK 影響響到居民民的正常常生活。再再者，由由于燃?xì)鈿獾目扇既夹浴⒁滓妆?，如如果發(fā)生生燃?xì)庑剐孤?，極極易發(fā)生生爆炸事事故。聚聚乙烯管管材取代代鋼管、鑄鑄鐵管，作作為城市市燃?xì)廨斴斉涔芫€線，同樣樣要求其其安全性性。要保保證產(chǎn)品品質(zhì)量滿滿足標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)要求，就就必須具具有完善善的檢測(cè)測(cè)手段。而而且產(chǎn)品品的質(zhì)量量控制從從原料進(jìn)進(jìn)廠檢驗(yàn)驗(yàn)開(kāi)始貫貫穿于整整個(gè)生產(chǎn)產(chǎn)過(guò)程，直直至產(chǎn)品品最終出出廠。質(zhì)質(zhì)量控制制主要從從以下幾幾個(gè)方面面進(jìn)行：1 原料的的質(zhì)量控控制原料料是生產(chǎn)產(chǎn)聚乙烯烯管材、管管件的根根本，原原料的選選擇直接接影響管管道產(chǎn)品品的質(zhì)量量。沒(méi)有

29、有好的原原料，后后續(xù)工作作再合理理，生產(chǎn)產(chǎn)技術(shù)再再先進(jìn)，也也生產(chǎn)不不出合格格的產(chǎn)品品。因此此原料的的選擇及及質(zhì)量控控制十分分重要。原原料在生生產(chǎn)前必必須按標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)要求求進(jìn)行檢檢驗(yàn)，合合格以后后方可用用于生產(chǎn)產(chǎn)。聚乙乙烯原料料性能指指標(biāo)見(jiàn)下下表：表表7.PPE燃?xì)鈿夤懿膶Ｓ昧匣炯夹g(shù)術(shù)指標(biāo)要要求序號(hào)項(xiàng) 目Ittemss技術(shù)要求TTypiicall Vaaluee單位Uniits1密度Dennsitty930kg/m332斷裂伸長(zhǎng)率率Eloongaatioon aat BBreaak500%3熱穩(wěn)定性（2200 ）Oxiidattionn Innducctioon TTimee （2200 ）2

30、0min4耐環(huán)境應(yīng)力力開(kāi)裂（FF50）Environmental Stress crack Resistance10000h5炭黑含量11)Caarboon BBlacck CConttentt2.250.225%6水分含量WWateer CConttentt 300mg/kgg7揮發(fā)份含量量Vollatiile Conntennt100h；80，環(huán)向應(yīng)力4.0Mpa，脆性破壞時(shí)間165h）、熱穩(wěn)定性、耐應(yīng)力開(kāi)裂（80，環(huán)向應(yīng)力4.0Mpa，破壞時(shí)間170h）、壓縮復(fù)原（80，環(huán)向應(yīng)力4.0MPa，破壞時(shí)間170h）和縱向回縮率（110）。以上性能試驗(yàn)與外觀、尺寸等一起作為每批產(chǎn)品的出廠檢驗(yàn)項(xiàng)

31、目。七、 聚乙烯燃?xì)夤艿赖呐涮桩a(chǎn)品1 警示帶為保護(hù)管道在日后運(yùn)行中，不受到人為的意外破壞，應(yīng)在管道的上方，距管頂不小于300mm處敷設(shè)一條警示帶，警示帶上應(yīng)有醒目的提示字樣。對(duì)警示帶的基本要求是寬度100mm或150mm，顏色為金黃色，警示帶應(yīng)能抗擊回填土的沖擊、壓迫及土壤中化學(xué)物質(zhì)的腐蝕。該警示帶應(yīng)與管道一樣，具有不低于50年的壽命。2 示蹤線由于聚乙烯管道是絕緣體，因此常規(guī)的電磁法無(wú)法探測(cè)到管道的位置和深度。為能采用常規(guī) HYPERLINK 方法進(jìn)行探測(cè)，要求在敷設(shè)聚乙烯管的同時(shí)，敷設(shè)一條金屬示蹤線。對(duì)示蹤線的基本要求是：示蹤線要與聚乙烯管道在同一位置或有固定的相對(duì)位置；用常規(guī)儀器能探測(cè)到

32、；壽命與聚乙烯管道相同，不低于50年。目前一般采用聚乙烯包覆金屬絲（即電線），也有在警示帶內(nèi)夾放金屬鋁箔，將警示帶與示蹤線合二為一。3 聚乙烯（PE）球閥聚乙烯（PE）球閥的工作壓力可與SDR11的聚乙烯管材相匹配，其使用壽命與聚乙烯管材一樣按50年進(jìn)行設(shè)計(jì)。聚乙烯（PE）球閥與金屬球閥相比，其優(yōu)點(diǎn)見(jiàn)下表：表8.聚乙烯（PE）球閥與金屬球閥的比較金屬球閥聚乙烯（PPE）球球閥需要鋼塑轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換接頭頭，法蘭蘭，螺栓栓螺母墊墊片等直接熱熔或或電熔連連接需要防腐處處理和定定期檢查查不需要需要定期維維護(hù)和備備品備件件不需要需要閥門井井不需要閥門的操作作對(duì)聚乙乙烯管施施加很大大的應(yīng)力力，長(zhǎng)期期作用會(huì)會(huì)減少聚

33、聚乙烯管管的使用用壽命因聚乙烯閥閥門直埋埋于地下下，對(duì)閥閥門所施施加的力力均勻傳傳遞給了了土壤，對(duì)對(duì)聚乙烯烯管壽命命無(wú)影響響。聚乙烯閥門門的開(kāi)閉閉用專用用扳手在在地面上上完成，不不同規(guī)格格的閥門門只要用用同一規(guī)規(guī)格的專專用扳手手便可完完成閥門門的開(kāi)閉閉。聚乙乙烯閥門門的使用用壽命為為50年年。閥門門的工作作壓力可可與SDDR111的聚乙乙烯管相相匹配。聚聚乙烯（PPE）球球閥從結(jié)結(jié)構(gòu)形式式上分為為兩種通徑徑孔球閥閥和。通通徑孔球球閥的通通孔內(nèi)徑徑與相應(yīng)應(yīng)管材的的內(nèi)徑大大小一致致，而縮縮徑孔球球閥通孔孔內(nèi)徑比比相應(yīng)管管材的內(nèi)內(nèi)徑要小小。因此此，從輸輸氣量上上縮徑孔孔球閥較較通徑孔孔球閥要要小，但

34、但體積也也較小，重重量輕，價(jià)價(jià)格也相相對(duì)較低低。兩種種球閥內(nèi)內(nèi)孔直徑徑的比較較見(jiàn)下表表：表99. 縮縮徑孔球球閥較通通徑孔球球閥內(nèi)孔孔直徑的的比較 單位：mm規(guī)格（SDDR111）63110160225通徑孔4792132169縮徑孔34.364921214. 鋼塑塑過(guò)渡接接頭在聚聚乙烯管管道系統(tǒng)統(tǒng)中，當(dāng)當(dāng)聚乙烯烯管道與與金屬管管道系統(tǒng)統(tǒng)連接時(shí)時(shí)，常需需使用鋼鋼塑過(guò)渡渡接頭連連接，這這在聚乙乙烯燃?xì)鈿夤艿老迪到y(tǒng)的 HYPERLINK 應(yīng)應(yīng)用中是是經(jīng)常見(jiàn)見(jiàn)到的。如如聚乙烯烯管道出出地面進(jìn)進(jìn)戶前與與流量表表、壓力力表、減減壓閥等等的連接接。鋼塑塑過(guò)渡接接頭一端端為聚乙乙烯管材材，另一一端為鋼鋼管，

35、兩兩者靠絲絲扣鎖緊緊，之間間靠密封封圈來(lái)密密封，可可保證結(jié)結(jié)合處不不泄露。八、 HDDPE管管材及管管件的運(yùn)運(yùn)輸、堆堆放、裝裝卸管材材一般以以卡車運(yùn)運(yùn)輸,運(yùn)運(yùn)輸時(shí)不不得受到到劃傷、拋拋摔、劇劇烈的撞撞擊、曝曝曬、雨雨淋、油油污及化化學(xué)品的的污染。存存儲(chǔ)時(shí),管材的的兩端應(yīng)應(yīng)堵封,堆放在在遠(yuǎn)離熱熱源、油油品及化化學(xué)品污污染地、溫溫度不超超過(guò)400、地面面平整、通通風(fēng)良好好的庫(kù)房房?jī)?nèi)；室室外堆放放應(yīng)有遮遮蓋物,避免雨雨淋及曝曝曬。管管材應(yīng)整整齊堆放放,高度度一般不不超過(guò)11.5米米。當(dāng)管管材捆扎扎成1mm1mm的方捆捆,并且且兩側(cè)加加支撐保保護(hù)時(shí),堆放高高度可適適當(dāng)提高高,但不不宜超過(guò)過(guò)3m。管件應(yīng)

36、放入密封塑料袋中,批量或單一包裝,并放入厚紙箱內(nèi)存放。管材可以使用吊網(wǎng)、叉車或非金屬吊索裝卸,但不能使用可能刮傷管面的鏈、鉤、鋼絲等工具。裝卸時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：（1） 重的管子放在下層。（2） 以光滑的材料包在卡車的外緣,保護(hù)懸空的管子不受損害。（3） 由于管材內(nèi)外壁均很光滑,因而必須仔細(xì)固定,以免在運(yùn)輸過(guò)程中滑落。九、 聚乙烯管材的連接技術(shù)及施工應(yīng)注意的 HYPERLINK 問(wèn)題（一）聚乙烯管材的連接技術(shù)聚乙烯管道系統(tǒng)連接技術(shù)的優(yōu)劣，直接關(guān)系到燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行效果和使用壽命。按焊接方式的不同，聚乙烯管道的連接一般分為兩種熱熔連接和電熔連接。聚乙烯管道焊接通用原理是聚乙烯一般可在190240

37、之間的范圍內(nèi)被熔化（不同原料牌號(hào)的熔化溫度一般也不相同），此時(shí)若將管材（或管件）兩熔化的部分充分接觸，并保持有適當(dāng)?shù)膲毫Γ娙酆附拥膲毫?lái)源于焊接過(guò)程中聚乙烯自身產(chǎn)生的熱膨脹），冷卻后便可牢固地融為一體。由于是聚乙烯材料之間的本體熔接，因此接頭處的強(qiáng)度與管材的本身的強(qiáng)度相同，此外與金屬管道連接需采用鋼塑過(guò)渡接頭或法蘭連接。熱熔連接和電熔連接方式的優(yōu)缺點(diǎn)比較見(jiàn)下表：表10.熱熔連接和電熔連接方式的對(duì)比 名稱要求電熔連接1. 需要要有專用用的電熔熔焊機(jī)。2. 適用于所有規(guī)格尺寸的管材。3. 可用于不同牌號(hào)、材質(zhì)的管材與管材、管材與管件連接。4. 不易受環(huán)境、人為因素 HYPERLINK 影響。5.

38、 設(shè)備投資低，維修費(fèi)用低。6. 連接操作簡(jiǎn)單易掌握。熱熔連接1. 需要要有專用用的熱熔熔焊機(jī)。2. 一般適用于公稱直徑大于63mm的管材。3. 適用于同牌號(hào)、材質(zhì)的管材與管材、管材與管件連接。性能相似，不同牌號(hào)、材質(zhì)的管材與管材、管材與管件連接，需試驗(yàn)驗(yàn)證。4. 易受環(huán)境、人為因素影響。5. 設(shè)備投資高6. 連接費(fèi)用低。7. 操作人員需進(jìn)行專門培訓(xùn)，具有一定的經(jīng)驗(yàn)。聚乙烯管道道連接時(shí)時(shí)應(yīng)注意意如下事事項(xiàng)：(1)管管道連接接前應(yīng)對(duì)對(duì)管材、管管件及附附屬設(shè)備備、閥門門、儀表表按設(shè)計(jì)計(jì)要求進(jìn)進(jìn)行校對(duì)對(duì),并應(yīng)應(yīng)在施工工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)進(jìn)行外觀觀檢查,符合要要求方準(zhǔn)準(zhǔn)使用。(2)每次連接完成后,應(yīng)進(jìn)行外觀質(zhì)量檢驗(yàn)

39、,不符合要求的必須切開(kāi)返工。(3)操作人員應(yīng)培訓(xùn)上崗。(4)每次收工時(shí),管口應(yīng)臨時(shí)堵封。(5)在寒冷氣候（-5以下）和大風(fēng)環(huán)境下進(jìn)行連接操作時(shí),應(yīng)采取保護(hù)措施或調(diào)整施工工藝。1熱熔對(duì)接熱熔對(duì)接是采用熱熔對(duì)焊機(jī)來(lái)加熱管端，使其熔化，迅速將其貼合，保持有一定的壓力，經(jīng)冷卻達(dá)到熔接的目的。各尺寸的PE管均可采取熱熔對(duì)接方式連接（公稱直徑小于63mm的管材推薦采用電熔連接）,該 HYPERLINK 方法 HYPERLINK 經(jīng)濟(jì)可靠,其接口在承拉和承壓時(shí)都比管材本身具有更高強(qiáng)度,勝邦管材熱熔連接溫度：21010。使用該方法時(shí),設(shè)備僅需熱熔對(duì)接焊機(jī),具體步驟如下：（1）待連接管材置于焊機(jī)夾具上并夾緊。（2）清潔管材待連接端并銑削連接面。（3）校直兩對(duì)接件,使其錯(cuò)位量不大于壁厚的10%。（4）放入加熱板加熱，加熱完畢,取出加熱板。（5）迅速接合兩加熱面,升壓至熔接壓力并保壓冷卻。2電熔承插連接電熔承插連接使通過(guò)對(duì)預(yù)埋于電熔管件內(nèi)表面的電熱絲通電而使其加熱，從而使管件的內(nèi)表面及管材（或管件）的外表面分別被熔化，冷卻到要求的時(shí)間后而達(dá)到焊接的目的。電熔承插連接的特點(diǎn)是連接方便、迅速，接頭質(zhì)量好，外界因素干擾小，在口徑較小的管道上 HYPERLINK 應(yīng)用比較經(jīng)濟(jì)，步驟如下：（1）清潔管材連接面上的污物，標(biāo)出插入深度，刮除其表皮。（2）管材固定在機(jī)架上,將電熔管件套在管材上。