育龙网校 WWW.CHINA- B.C0M 2009年05月13日来历： 互联网
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   一、 燃气用埋地聚乙烯管道系统展开简史 
本世纪在管道领域发生了一场革命性的行进，即“以塑代钢”。跟着高分子材料科学技术的腾跃行进，塑料管材开发利用的深化，出产技术的不断改善，塑料管道淋漓尽致地展示其出色功用。在今天，塑料管材已不再被我们误认为是金属管材的“贱卖代用品”。在这场革射中，聚乙烯管道倍受青睐，日益宣告耀眼的光辉，广泛用于燃气运送、给水、排污、农业灌溉、矿山细颗粒固体运送，以及油田、化工和邮电通讯等领域，特别在燃气运送上得到了普遍的运用。
1. 国外聚乙烯燃气管展开简史
1933年英国ICI公司首要发现了聚乙烯。展开至今，聚乙烯已是由多种技术方法出产的、具有多种结构和特性及多种用途的系列品种树脂，已占国际构成树脂产量的三分之一，居第一位。
第二次国际大战时期，由于铜与钢材的短少，国外初步研讨在燃气输配等领域运用塑料管。燃气输配用塑料管的材料按运用的初步年代分别为：醋酸－丁酸纤维素（1949年美国），硬聚氯乙烯（1950年原西国），耐冲击聚氯乙烯（1952年美国），环氧玻璃钢（1955年美国），聚乙烯（1956年美国），涤纶（1963年意大利）和尼龙（1969年澳大利亚）。跟着时间的推移和对燃气工程工作阅历的不断总结，我们逐步了解到在运用塑料管时应考虑以下几个方面的要素：
a.经济性
b.接口安稳、严密性
c.耐环境应力开裂
d.耐腐蚀和耐化学性
e.耐老化性
f.耐性
g.柔软、可挠性
h.耐久性
i.强度与温度的联络
j.长时间静液压强度的大小
经过顺序选择，到60年代后期，只剩下聚氯乙烯管和聚乙烯管。聚氯乙烯管虽然强度大，本钱贱价，但与聚乙烯比照有如下缺点：
a.脆性，易发生开裂表象；
b.短少可挠性，不能盘卷等；
c.接触溶剂的可靠性差等。
因此，选用聚氯乙烯管的数量大幅削减，而运用聚乙烯管明显上升。自1956年铺设第一条聚乙烯燃气管道以来，到70年代，在欧洲和北美，聚乙烯管道在燃气领域得到灵敏的推行运用。聚乙烯管道在各国燃气管道上的广泛运用已成为管道领域最为众所周知的效果。这一方面是由于聚乙烯材料制造管道具有非常独特的技术经济优势，另一方面是由于聚乙烯管道的材料功用，管材、管件制造技术，联接方法，联接机具以及工作中的修补方法等在多年的实习中，已到达完善的配套系统。时至今天，在燃气领域，无论是对于新铺设或旧管道的批改和更新，聚乙烯管都是首要的选择之一。欧洲的PE燃气管道普及率极高，如英国、丹麦等国均逾越90%，法国1998年新敷设燃气管道几乎100%选用聚乙烯管道。早在1988年，在慕尼黑举办的国际煤联配气委员会会议，委员们一同认为选用聚乙烯埋地燃气管道质量可靠，工作安全，维护简练，费用经济。这种共同显然是五十年来聚乙烯管道与其它管道反复比照、竞赛后到达的。大概指出，这不只应归功于PE管的优异的概括功用，而且缘于PE管道的材料功用，管材、管件制造技术，联接方法，联接机具以及工作中的修补方法等在多年的实习中，不断取得革命性的行进。如对PE管道功用影响最大的要素之一的材料，跟着聚合技术的改善，八十年代水平PE管材料料与七十年代水平相比照，即取得极大的行进。 经过近半个世纪的不断展开，时至今天，聚乙烯管道已成为最老到的塑料管道品种之一。自六十年代初，探究聚乙烯管道用于燃气运送以来，环绕聚乙烯管道系统的各个方面的研讨和开发工作就一贯未连续，且失常活泼。国际上许多国家聚乙烯树脂制造商、管材制造商、管件及管路附件制造商、管材挤出设备制造商、管道的施工和运用单位（如燃气公司和自来水公司）、施工机具的制造商、产品认证安排、有关大学和科研安排均以极大的热心投入到这项工作中来。研讨开发的广度、深度及速度，是其他类塑料管道所难与比照的。聚乙烯管道系统的高度老到突出表现在：
   （1） 聚乙烯管材级材料不断展开，八十年代末第三代聚乙烯管材树脂（PE100）出现，使大口径管的运用也具有了优势。
（2） 慎重而科学的管道方案理念。对聚乙烯管材料长时间运用功用的评价构成了系统科学的标准评价方法，从而在方案上保证了长时间运用功用及运用的安全性。
（3）高度老到的制造设备和挤出技术。
（4）与管材同步展开，多品种配套的管件。
（5）管道联接、施工和维护的老到技术与设备。
（6）丰盛的研讨效果、许多成功的工程实习和系统齐备的标准系统。从材料到工程施工，从产品需要到质量的控制方法，聚乙烯管道系统均具有齐备的ISO标准。标准的高水平和系统化，象征了聚乙烯管道展开的高度老到。
2. 国内聚乙烯燃气管展开简史
我国是从80年代前期初步聚乙烯燃气管的研讨工作，最早运用聚乙烯管运送乡镇燃气是1982年在上海。为使聚乙烯燃气管研讨工作受到重视并顺利进行，国家科委1987年把“聚乙烯燃气管专用料研发和加工运用技术开发”列为国家“七五”科技攻关项目，从专用材料─管材、管件加工─工程运用─标准标准拟定进行系统研讨，取得丰硕效果。1995年，国家技术监督局、建设部分别颁发了PE燃气管材、管件的国家标准和工程技术的职业规程。当时，PE燃气管正在国内灵敏推行运用。在PE燃气管推动下，国内已根柢把握PE工程管道的出产与运用技术，引入了恰当数量的国际一流出产线，构成了恰当方案的出产才干。这对聚乙烯燃气管的展开奠定了坚实有力的基础。99年国内聚乙烯燃气管材产量已近1万吨，并以20%的年添加率向前展开。
二、 聚乙烯燃气管材料特性及其展开
聚乙烯管习惯上依照密度分为低密度及线型低密度聚乙烯（LDPE及LLDPE）管（密度为0.900－0.930g/cm3），中密度聚乙烯（MDPE）管（密度为0.930－0.940g/cm3）和高密度聚乙烯（HDPE）管（密度为0.940－0.965g/cm3）。由于材料的不断行进，根据展开时期和功用的不一样，发生了材料的等级分解，密度不能反映聚乙烯作为管材的本质功用，因此当时国际上根据聚乙烯管的长时间静液压强度（MRS）对管材及其材料进行分类和命名。长时间静液压强度是指连续施加在该聚乙烯树脂制管管壁上50年时致使管材损坏时所核算的在管壁上的环向张应力，该值是管材结构方案的基础。聚乙烯管的工程方案概念与金属管不一样，对于金属管的方案，广泛的运用环境温度下的屈服强度系数。而聚乙烯管与金属管不一样，它受持续应力及温度改变的影响，因此聚乙烯管的方案应力应根据长时间强度来抉择，即经过制造恒
   
   温下应力与损坏时间的曲线来判定。根据聚乙烯管的长时间静液压强度（MRS），国际大将聚乙烯管材料分为PE32、PE40、PE63、PE80和PE100五个等级。当时国际上运用量最大的管材树脂的MRS值为8.0MPa，而MRS值为10MPa的管材树脂的已开发成功，这种树脂选用双峰分布、己烯共聚技术，在行进长时间静液压强度的一同，也行进了耐慢速裂纹添加和耐快速开裂拓宽功用，并具有出色的加工性，为行进管网运送压力、增大管道口径、拓宽管道运用方案发明晰条件。当时PE100的管材运用量，非但凡在大口径管材上的用量，正在灵敏上升。表1列出了当时欧洲PE100级聚乙烯燃气管道实践运用压力。
表1. 欧洲PE100级聚乙烯燃气管道实践运用压力 
   国家英国比利时法国荷兰西班牙标准比1117.617.61111运用压力0.70.50.40.80.7 
   当时，国外正在测验将SDR11的聚乙烯燃气管的运用压力行进到1.0Mpa。
三、 聚乙烯燃气管材的特征
聚乙烯燃气管道具有许多出色的特性，如耐低温，耐性好，刚柔相济。因此在一些特别用途中更是大显身手，由于在这些领域中，传统材料管子，不是不适用，便是费用大，而且还不能保证管道的安全运用。如钢管、铸铁管最大的疑问是在运用期内，普遍发生的腐蚀和接头走漏。聚乙烯管则具有明显的利益，圆满地处置了传统管道的腐蚀和接头走漏两大难题。如作为室外线路管敷设在腐蚀性的土壤中，地震区域、山地和沼泽区域；作为承插管刺进旧管道中批改、更新旧管道。由于与众不一样的施工特征，一般为用户带来无穷的经济效益。如美国材料报道，聚乙烯管设备费用低于钢管道设备费用50%，而穿插法又比聚乙烯管直接埋地法节约30－40%。聚乙烯管的首要利益体现在：
1.耐腐蚀。聚乙烯为慵懒材料，除少数强氧化剂外，可耐多种化学介质的腐蚀。无电化学腐蚀，不需要防腐层。
2.不走漏。聚乙烯管道首要选用熔接联接（热熔联接或电熔联接），本质上保证接口材料、结构与管体自身的同一性，完结了接头与管材的一体化。试
   
验证实，其接口的抗拉强度及爆破强度均高于管材本体，可有效地抵御内压力发生的环向应力及轴向的拉伸应力。因此与橡胶圈类接头或其他机械接头比照，不存在因接头曲解构成走漏的危险。
3.高耐性。聚乙烯管是一种高耐性的管材，其开裂伸长率一般逾越500%，对管基不均匀沉降的习惯才干非常强。也是一种抗震功用优异的管道。在1995年日本的神户地震中，聚乙烯燃气管和供水管是仅有逃过的管道系统。正由于如此，日本震后大力推行PE管在燃气领域的运用。
4.聚乙烯管具有优异的挠性。聚乙烯的挠性是一个重要的性质，它极大地增强了该材料对于管线工程的价值。聚乙烯的挠性使聚乙烯管能够进行盘卷，并以较长的长度供给，不需要各种联接收件。用于不开槽施工，聚乙烯管道的走向容易依照施工方法的需要进行改动；聚乙烯材料的挠性，使其可在施工前改动管材的外形，刺进旧管后恢复正本的大小和标准。
5. 聚乙烯管道具有出色的抵御刮痕才干。选用不开槽施工技术，无论是铺设新管或旧管道的批改或更新，刮痕是无法防止的。刮痕构成材料的应力会合，引发管道的损坏。管材抵御刮痕的才干，与管材的慢速裂纹添加行动联络密切，研讨证实，PE80等级的聚乙烯管具有较好的抵御SCG的才干和耐刮痕才干。PE100聚乙烯管材料则具有更加超卓的抵御刮痕才干。
6. 出色的快速裂纹传递抵御才干。管道的快速开裂是指在管道偶尔发生开裂时，裂纹以几百m/秒的速度灵敏添加，霎时间构成几十m乃至上千m管道损坏的大事端。快速开裂是一种偶发事端，但其结果是灾难性的。早在五十年代，美国输气钢管曾发生几起快速开裂事端。聚氯乙烯气管和水管均曾发生过快速开裂事端。实践运用中没有发现聚乙烯燃气管的快速开裂。因此近10年来，国际上对塑料管道，特别聚乙烯燃气管的快速裂纹传递进行了许多卓有成效的研讨工作。结果表明，在常用的塑料管材中，聚乙烯抵御裂纹快速传递的才干名列前茅。如UPVC的动态开裂耐性KD为1.8MNm－3/2，PP－R的KD为1.6MNm－3/2，而PE80的KD则为2.9MNm－3/2，PE100的KD则高达3.8MNm－3/2。温度越低，管径和壁厚越大，工作压力越高，塑料管道快速开裂的危险性越大。因此，聚乙烯管道，非但凡PE100管更适宜做大口径管。当时，国外的聚乙烯燃气管材标准（ISO4437－1997和EN1555）已将耐快速开裂拓宽（RCP）列入标准之中。
7. 聚乙烯管道运用寿数长，可达50年以上，这是国外根据聚乙烯管材环向抗拉强度的长时间静水压方案基础值判定的，已被国际标准供认。
此外，聚乙烯管道分量轻也是一重要要素。
四、 聚乙烯燃气管道系统的方案
（一）、聚乙烯燃气管道强度核算
做为工程管道，应有两个重要的方针，即长时间运用功用及运用的安全性。当代聚乙烯管道的出产者彻底能够供给实在称之为工程塑料的管材和管件，是缘于两个极为有力的后台。一个是原材料供给者的高度抢先技术的支持；一个是科学而慎重的方案思想。在当代高分子材料科学技术行进支持下，聚乙烯管材树脂的构成技术和功用不断取得发展，管材长时间运用功用日益行进，如1989年分子量分布呈双峰型的PE100级管材树脂的出现，将聚乙烯管材料推到了一个崭新的高度。一同，对聚乙烯管材料长时间运用功用的评价构成了系统科学的标准评价方法
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