探讨聚乙烯(PE)燃气管道的应用与发展.doc

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1、探讨聚乙烯（PE）燃气管道的应用与发展摘要：我国是从80年代初期开始聚乙烯燃气管的研究工作,最早使用聚乙烯管输送城镇燃气是1982年在上海。为使聚乙烯燃气管研究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制和加工应用技术开发”列为国家“七五”科技攻关项目，从专用原料一管材、管件加工一工程应用一标准规范制定进行系统研究，取得丰硕成果。关键词：聚乙烯燃气管；特点，设计屮图分类号：S611文献标识码：A文章编号：1.聚乙烯燃气管原料特性及其发展聚乙烯管习惯上按照密度分为低密度及线型低密度

2、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）o由于材料的不断进步，根据发展阶段和性能的不同,产生了材料的等级分化，密度不能反映聚乙烯作为管材的本质性能，因此目前国际上根据聚乙烯管的长期静液压强度（MRS）对管材及其原料进行分类和命名。长期静液圧强度是指连续施加在该聚乙烯树脂制管管壁上50年时引起管材破坏时所计算的在管壁上的环向张应力，该

3、值是管材结构设计的基础。聚乙烯管的工程设计概念与金属管不同，对于金属管的设计，广泛的使用环境温度下的屈服强度系数。而聚乙烯管与金属管不同，它受持续应力及温度变化的影响，因此聚乙烯管的设计应力应根据长期强度来决定，即通过绘制恒温下应力与破坏时间的曲线来确定。根据聚乙烯管的长期静液压强度（MRS）,国际上将聚乙烯管材料分为PE32.PE40、PE63、PE80和卩E1005个等级。日前国际上使用量最大的管材树脂的MRS值为8.OMPa（PE80级），而MRS值为10MPa（PE100级）的管材树脂的已开发成

4、功,这种树脂采用双峰分布、己烯共聚技术，在提高长期静液压强度的同时，也提高了耐慢速裂纹增长和耐快速开裂扩展性能，并具有良好的加工性，为提高管网输送压力、增大管道口径、扩大管道应用范围创造了条件。目前卩E100的管材使用量，特别是在大口径管材上的用量，正在迅速上升。表1列出了目前欧洲PE1OO级聚乙烯燃气管道实际使用压力。表1.欧洲PE1OO级聚乙烯燃气管道实际使用压力目前，国外正在尝试将SDR11的聚乙烯燃气管的使用压力提高到1.OMpa。1.聚乙烯燃气管材的特点聚乙烯燃气管道具有许多卓越的特性，如耐低

5、温，韧性好，刚柔相济。因而在一些特殊用途中更是大显身手，因为在这些领域中，传统材料管子,不是不适用，就是费用大，而且还不能保证管道的安全使用。如钢管、铸铁管最大的问题是在使用期内，普遍发生的腐蚀和接头泄漏。聚乙烯管则具有明显的优点,圆满地解决了传统管道的腐蚀和接头泄漏两大难题。如作为室外线路管敷设在腐蚀性的土壤中，地震地区、山地和沼泽地区；作为承插管插入旧管道中修复、更新旧管道。由于与众不同的施工特点，往往为用户带来巨大的经济效益。如美国资料报导，聚乙烯管安装费用低于钢管道安装费用50%,而穿插法又比聚

6、乙烯管直接埋地法节约30-40%o聚乙烯管的主耍优点体现在：2.1耐腐蚀。聚乙烯为惰性材料，除少数强氧化剂外，可耐多种化学介质的侵蚀。无电化学腐蚀，不需要防腐层。2.2不泄漏。聚乙烯管道主要采用熔接连接（热熔连接或电熔连接），本质上保证接口材质、结构与管体本身的同一性，实现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丁管材本体，可有效地抵抗内压力产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相比，不存在因接头扭曲造成泄漏的危险。2.3高韧性。聚乙烯管是一种高韧性的管材

7、，其断裂伸长率一般超过500%,对管基不均匀沉降的适应能力非常强。也是一种抗震性能优良的管道。在1995年日本的神户地震中，聚乙烯燃气管和供水管是唯一幸免的管道系统。正因为如此，H本震后大力推广PE管在燃气领域的使用。2.4聚乙烯管具有优良的挠性。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可以进行盘卷，并以较长的长度供应，不需要各种连接管件。用于不开杷施工,聚乙烯管道的走向容易依照施工方法的要求进行改变；聚乙烯材料的挠性，使其可在施工前改变管材的形状，插

8、入旧管后恢复原来的大小和尺寸。2.5聚乙烯管道具有良好的抵抗刮痕能力。采用不开杷施工技术，无论是铺设新管或旧管道的修复或更新，刮痕是无法避免的。刮痕造成材料的应力集中，引发管道的破坏。管材抵抗刮痕的能力，与管材的慢速裂纹增长(SCG)行为关系密切，研究证明，PE80等级的聚乙烯管具有较好的抵抗SCG的能力和耐刮痕能力。PE100聚乙烯管材料则具有更加出色的抵抗刮痕能力。2.6良好的快速裂纹传递抵抗能力。管道的快速开裂是指在管道偶然发生开裂时