聚乙烯(PE)燃气管道施工技术.doc

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1、聚乙烯燃气管道施工技术（燃气专业知识系列讲座之一）编者按：为贯彻集团总部号召员工学习燃气业务知识的通知，本刊从第二期起，陆续刊载由克莱斯德（北京）燃气设备有限公司编撰的系列燃气知识培训教材。根据目前集团分公司在建项目较多的实际，本刊对原教材的顺序作了调换，先介绍《聚乙烯燃气管道施工技术》部分。望广大员工读者注意保存本刊，以系统、全面地掌握燃气专业知识，更好地为工作服务。第一部分聚乙烯管道的特征聚乙烯管道是一种塑料制品,是高分子聚合物,起简称为PE管。PE管又因为其原料密度不同，分为HDPE（高密度），MDP

2、E（中密度），LDPE（低密度），其中HDPE和MDPE可以用作燃气管道。聚乙烯管道之所以可以用作输送燃气，就是因为其具有一些金属的力学性能，比如：强度，硬度、抗冲击性等，还具有一些金属管不具备的性能，比如：柔韧性，耐腐蚀性强等。下面就PE管的一些特性给大家做一个分析。一、聚乙烯管道的特性：1、PE管具有良好的柔韧性由于PE管的柔韧性，一般情况下，当管径＞63mm时，可以做成3m，6m，9m的管段供应；当管径＜63mm时，可以做成50m，100m，150m的盘管供应。因此减少了管接头，施工量小，安装迅速，而

3、且可以蛇形敷设。对于承受压力P＜0.01Mpa时，在带气作业时，采用球带阻气；当P＞0.01Mpa时，可以采用夹扁机具阻气。PE管断裂伸长率也较高，弯曲半径可以小到管直径的20~25倍，还有优良的耐刮伤痕能力。因此铺设时很容易移动，弯曲和穿插。PE管对于管道基础的适应能力强。一方面铺设时对于管基的要求较低，可以节约费用；另一方面铺设后管基发生均匀沉降和错位时也不容易损坏。所以，PE管最适宜于有地震危险的地区。世界各地的实践证明聚乙烯管道是耐地震性最好的管道。2、PE管具有交好的耐腐蚀性，其寿命可达50年以上

4、，而且可以直埋，不需做防腐处理。3、PE管施工中具有独特的焊接技术，使其严密性优于金属管，而且焊接简便，迅速。4、PE管内阻力小，可以增大输气量，提高输送能力。5、对温度和紫外线（UV）较敏感，所以只能用作地下—20℃~40℃的环境下使用。6、施工过程中，质量受人为的影响较大。二、PE管材的长期性能1、PE管材输出流体时的受力情况当压力为P的流体流经外径为de，壁厚为e的PE管时，会在管壁产生环向应力。如图1—1∵σ×2e×L=P×L×(De-e)P（De-e）∴σ=------------------……

5、…………(1—1)2e其中σ—环向应力；P—流体压力；De—管材外径；e—壁厚。2、PE塑料管材破坏的三种模式对于PE管材来说，它受到损坏的情况不同于金属管。大量的试验表明，大致分为三种模式：韧性破坏、脆性破坏及氧化破坏。如图1—2所示：影响管材寿命的因素有三方面：①材料因素：包括因树脂、添加剂不同及加工过程的差异引起的管材材料性能变化的各种因素。②环境因素：所输送流体的影响、管材受到氧化、微生物的影响。③载荷因素：管材受温度、动负荷、静负荷、切口、划伤等作用的影响。以上三种因素中，材料因素可以通过加工过程

6、来控制。而环境和载荷因素，只能同材料本身的局限性面予以限制，通过正确的设计，施工的规范，提高人员的责任心来减少这些因素的影响，以提高管材寿命。3、PE材料的分子结构特点及其力学性能①分子结构：PE材料是高分子聚合物，其分子链是由很大数目（103—105数量级）的结构单元组成。那么由小分子聚合而成的大分子，不单纯是分子量成倍的增加，更重要的是由量变引起的质变。PE这种高分子聚合的主链具有一定的内旋转自由度，使其具有一定的柔性。从实用性来看，高聚物最大优点之一是内在的韧性，即材料发生断裂前可吸收一定量的机械能。

7、当然，这种韧性并不是总能表现出来的，由于受到不同的加载方式，应变速率（时间）及式样的大小等情况变化，有时也会来不及产生韧性变化即发生了脆性破坏。②力学性能：力学性能是指材料在受到外界施加的作用力后材料发生形变能力。它包括材料产生的可逆或不可逆变以及搞损坏的能力。管材受力主要有切应力和正应力，在切应力的作用下，材料发生切应变，在正应力的作用下材料发生拉伸或压缩。PE材料的力学性能强烈地依赖于施加外力的速度、温度等试验条件。A：与温度的关系：如果我们给高分子化合物材料施加一恒定力，观察不同温度下的形变关系，将得

8、到图1-3所示图中晶态高聚物、结晶高原物均为两种不同高分子化合物，温度较低时，晶态高聚物为刚性固体（玻璃态），在外力作用下只发生很小变形。随温度升高变形明显增加并在其后一段保持稳定形变（高弹态）。温度继续升高，形变逐渐增大，式样变为粘性的流体（粘流态）。而对结晶度高的结晶高分子，其在熔点Tm前不出现转折点，熔点后会有明显的形变。对于PE这种塑料制品，加工温度应在熔点Tm（或流动温度Tf）以上，而其使用温度至少应在