PE材料是聚乙烯是塑料材料中用量大的品種它是由聚乙烯合成的高分子材料。基本分為兩類低密度聚乙烯LDPE強(qiáng)度較低高密度聚乙烯HDPE。PE材料按照國際上統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)劃分為五個等級PE32級、PE40級、PE63級、PE80級和PE100級。PE 用途很廣又分為高密低密和線性PE日常應(yīng)用的多的是做成各種塑料薄膜和塑料布。PE管有中密度聚乙烯管和高密度聚乙烯管。根據(jù)壁厚分為SDR11和SDR17.6系列。前者適用于輸送氣態(tài)的人工煤氣、天然氣、液化石油氣后者主要用于輸送天然氣。和鋼管比較施工工藝簡單有一定的柔韌性更主要的是不用作防腐處理將節(jié)省大量的工序。缺點(diǎn)就器械

　　性不如鋼管施工中特別的注意熱力供暖的安全間距并且不能裸露于空氣中陽光下并且對化學(xué)物品敏感防止污水管道的泄露造成傷害。用于給水管道PE管的生產(chǎn)為高密度聚乙烯HDPE其等級是PE80、PE100兩種(依據(jù)小要求強(qiáng)度Minimum Required Strength的縮寫MRS)。PE80的MRS達(dá)到8MPaPE100的MRS達(dá)到10MPa。MRS是指管受環(huán)向張應(yīng)力強(qiáng)度按國際標(biāo)準(zhǔn)測試計(jì)算值。

　　交聯(lián)聚乙烯管(PEX)管簡介

　　普通高密度聚乙烯HDPE及MDPE管其大分子為線型結(jié),大缺點(diǎn)是耐熱性和抗蠕變能力差因此普通高密度聚乙烯管不適宜用于輸送溫度大于45℃的介質(zhì)。“交聯(lián)“是聚乙烯改性的一種重要方法聚乙烯的線型大分子結(jié)構(gòu)經(jīng)交聯(lián)后變成了三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的PEX從而大大提高了聚乙烯的耐熱性和抗蠕變能力同時其耐老化性能、力學(xué)性能和透明度等均有明顯提高交聯(lián)度越高這些性能的提高越為明顯。同時繼承了聚乙烯管材固有的耐化學(xué)腐蝕性和柔韌性。已商品化PEX管有三種。

　　PEXa管 PEXb管 PEXC管

　　PE-RT是另一種區(qū)別于PE和PEX的塑膠

　　PESDR這是一種PE管的型號嗎我不敢確定。但對于SDR這個術(shù)語的解釋如下

　　SDR越大承壓能力越低反之SDR越小承壓能力越高。

　　標(biāo)準(zhǔn)尺寸率SDR(standard dimension ratio of a fitting)為管材公稱外徑de與公稱壁厚e的比值

　　亦叫標(biāo)準(zhǔn)尺寸比。 可由下式表示

　　SDR=2S+1≈de/e

　　管系列或管級S用于表示管材規(guī)格的無量綱數(shù)值系列優(yōu)先數(shù)。它與管材公稱外徑de和公稱壁

　　厚e相關(guān)。用下式表示

　　de/e-1

　　S= —————

　　2

　　公稱外徑de相同SDR越大公稱壁厚e越小承壓能力越低反之SDR越小承壓能力越高。

　　相同公稱外徑的PE管SDR11比SDR17.6管壁要厚

　　給水用PE管主要有PE80、PE100。PE80于20世紀(jì)60年代出現(xiàn)具有長期靜液壓強(qiáng)度和抗開殘裂能力的中

　　密度聚乙烯管材材料。PE100于20世紀(jì)80年代出現(xiàn)在20℃年件下在50年后仍能保持10MPa小要求強(qiáng)度MRS且有優(yōu)異的抵抗和慢速開裂裂紋增長的能力。

　　PE100較PE80主要優(yōu)越性能有1更強(qiáng)的耐壓力。2更薄的管壁。在通常的操作壓力下使用PE100管壁可大大變薄3更高的安全性4更高的硬度。

　　PE80有良好的可擾性便于盤卷和壓扁阻力在中小口徑上廣泛應(yīng)用PE100級多用在DN150以上目前國內(nèi)產(chǎn)品的規(guī)格在Φ16-400mm之間。

　　對熔接機(jī)連接步驟

　　隨著國家西氣東輸?shù)戎攸c(diǎn)工程相繼啟動聚乙烯——PE polyethylene管道的應(yīng)用日漸廣泛目前該產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于燃?xì)?、天然氣、供水等領(lǐng)域。

　　PE管線具有易施工 速度快 耐腐蝕 無污染使用壽命長等特點(diǎn)。PE管道連接主要有兩種方法熱熔連接和電熔連接。目前主管道主要采用熱熔連接。熱熔連接原理是將兩根PE管道的配合面緊貼在加熱工具上來加熱其平整的端面直至熔融 移走加熱工具后 將兩個熔融的端面緊靠在一起 在壓力的作用下保持到接頭冷卻 使之成為一個整體。

　　一、 焊接準(zhǔn)備。熱熔焊接施工準(zhǔn)備工作如下

　?、賹⑴c管材規(guī)格一致的卡瓦裝入機(jī)架

　　②準(zhǔn)備足夠的支撐物 保證待焊接管材可與機(jī)架中心線處于同一高度 并能方便移動

　?、墼O(shè)定加熱板溫度200230℃ 本數(shù)

　　二、PE80 與PE100 聚乙烯燃?xì)夤艿谋容^分析

　　( 一) 聚乙烯燃?xì)夤馨l(fā)展簡史

　　聚乙烯管習(xí)慣上按照密度分為低密度及線型低密度聚乙烯( LDPE 及LLDPE) 管( 密度為

　　0.9000.930g/cm3) , 中密度聚 乙烯(MDPE) 管( 密度為0.9300.940g/cm3) 和高密度聚乙烯(HDPE) 管( 密度為0.940- 0.965g/cm3) 。由于材料的不斷進(jìn)步,根據(jù)發(fā)展階段和性能的不同, 產(chǎn)生了材料的等級分化, 密度不能反映聚乙烯作為管材的本質(zhì)性能, 因此目前國際上根據(jù)聚乙烯管的長期靜液壓強(qiáng)度(MRS) 對管材及其原料進(jìn)行分類和命名。長期靜液壓強(qiáng)度是指連續(xù)施加在該聚乙烯樹脂制管管壁上50 年時引起管材破壞時所計(jì)算的在管壁上的環(huán)向張應(yīng)力, 該值是管材結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。聚乙烯管的工程設(shè)計(jì)概念與金屬管不同, 對于金屬管的設(shè)計(jì), 廣泛的使用環(huán)境溫度下的屈服強(qiáng)度系數(shù)。而聚乙烯管與金屬管不同, 它受持續(xù)應(yīng)力及溫度變化的影響, 因此聚乙烯管的設(shè)計(jì)應(yīng)力應(yīng)根據(jù)長期強(qiáng)度來決定, 即通過繪制恒溫下應(yīng)力與破壞時間的曲線來確定。

　　根據(jù)聚乙烯管的長期靜液壓強(qiáng)度(MRS) , 國際上將聚乙烯管材料分為PE32、PE40、PE63、

　　PE80 和PE100 五個等級。

　　( 二)PE80 與PE100 聚乙烯燃?xì)夤芙Y(jié)構(gòu)和混配料的比較

　　目前國際上使用量大的管材樹脂的MRS 值為8.0MPa(PE80 級),其樹脂共聚單體含量比

　　較高, 具有較高的長期靜液壓強(qiáng)度和耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能。而MRS 值為10MPa(PE100級)

　　的管材樹脂具有雙峰型分子分布、己烯共聚物, 具有較高的密度和剛度, 很強(qiáng)的蠕變抵抗能

　　力, 在提高長期靜液壓強(qiáng)度的同時, 也提高了耐慢速裂紋增長和耐快速開裂擴(kuò)展性能, 并具

　　有良好的加工性, 為提高管網(wǎng)輸送壓力、增大管道口徑、擴(kuò)大管道應(yīng)用范圍創(chuàng)造了條件。目

　　前PE100 的管材使用量, 特 別是在大口徑管材上的用量, 正在迅速上升。PE80 與PE100聚乙烯燃?xì)夤芑炫淞系牡鸵髲?qiáng)度見表1:

　　表1 聚乙烯燃?xì)夤芑炫淞系姆诸?/p>

　　( 三)PE80 與PE100 聚乙烯燃?xì)夤艿拇笤试S應(yīng)力的比較

　　根據(jù)國標(biāo)《燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁? PE) 管道系統(tǒng)第1 部分: 管材》GB15558.1- 2003 中3.24 規(guī)

　　定條件下的允許應(yīng)力, 按下式 計(jì)算: σt=MDS/C 式中:MDS—— 小要求強(qiáng)度(MPa);

　　C—— 總體使用( 設(shè)計(jì)) 系數(shù), 燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁┕艿老?/p>

　　統(tǒng)的總體使用( 設(shè)計(jì)) 系統(tǒng)C≥2;

　　因此, PE80 和PE100 聚乙烯燃?xì)夤艿拇笤试S工作壓力就分別獲得, 見表3。

　　由表2 中PE80 和PE100 的低要求強(qiáng)度獲得:

　　對于PE80 級: SDR11 系列管道σt=8.0 /2=4MPa,

　　對于PE100 級: SDR11 系列管道P=10.0 /2=5MPa

　　( 四) PE80 與PE100 聚乙烯燃?xì)夤艿拇笤试S工作壓力的比較

　　根據(jù)國家強(qiáng)制性行業(yè)規(guī)范《聚乙烯燃?xì)夤艿拦こ碳夹g(shù)規(guī)程》CJJ- 95 條文說明1.0.2 中國際

　　上對聚乙烯燃?xì)夤艿莱袎?/p>

　　能力一般按下式計(jì)算:

　　P=2σ/[Fd(SDR- 1)] 式中: P—— 工作壓力(MPa); Fd—— 設(shè)計(jì)系數(shù)( 安全系數(shù)) 。燃?xì)夤苓x取范圍為25,一 般選Fd=4.0; SDR—— 標(biāo)準(zhǔn)尺寸比, 即公稱外徑與壁厚之比, 國家標(biāo)準(zhǔn)

　　中規(guī)定有SDR11 和SDR17.6。

　　由表2 中PE80 和PE100 的低要求強(qiáng)度獲得:

　　對于PE80 級: SDR11 系列管道P =2 ×8.0 /4 ×(11 - 1)=0.4Mpa; SDR17.6 系列管道P=2×8.0

　　/4×(17.6- 1)=0.24MPa;

　　對于PE100 級: SDR11 系列管道P=2×10.0 /4×(11- 1)=0.5Mpa; SDR17.6 系列管道P=2×10.0

　　/4×(17.6- 1)=0.30MPa。

　　因此, PE80 和PE100 聚乙烯燃?xì)夤艿赖拇笤试S工作

　　壓力見表2:

　　表2 PE80 和PE100 聚乙烯燃?xì)夤艿赖拇笤试S工作壓力

　　( 五) PE80 與PE100 聚乙烯燃?xì)夤懿煌瑴囟认碌拇笤试S工作壓力的比較

　　國家強(qiáng)制性行業(yè)規(guī)范《聚乙烯燃?xì)夤艿拦こ碳夹g(shù)規(guī)程》CJJ- 95 條文2.1.4 中: 聚乙烯燃?xì)?/p>

　　管使用壓力確定是根據(jù)管材在20℃( 或23℃) 時長期強(qiáng)度確定, 由于聚乙烯管道對溫度較

　　為敏感, 在較高溫度下其耐壓強(qiáng)度就要降低, 為了保證聚乙烯管道的安全性就要降低使用壓

　　力。在較低的溫度下使用時,管材的脆性破壞可能性提高, 而裂紋擴(kuò)展速度是與管材使用時的

　　應(yīng)用成正比的, 因此也應(yīng)降壓使用。由于玉林市地處我國南方地區(qū), 燃?xì)夤艿拦ぷ鳒囟仍?/p>

　　20℃30℃, 其允許工作壓力數(shù)值是根據(jù)中國建筑工業(yè)出版社出版的《塑料管道工程設(shè)計(jì)與

　　施工》介紹的在30℃工作溫度下, 允許工作壓力為20℃的65%確定, 因此分別得出PE80 和

　　PE100 聚乙烯燃?xì)夤艿涝谶@一溫度的大允許工作壓力, 見表3:

　　( 六) PE80 和PE100 聚乙烯燃?xì)夤苄阅苤笜?biāo)的比較

　　目前, 國標(biāo)《燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁? PE) 管道系統(tǒng)第1 部分: 管材》GB15558.1- 2003 對PE80

　　和PE100 聚乙烯管的力學(xué)性進(jìn)行了明確規(guī)定, 見表4:

　　三、玉林市天然氣管道選用PE100 聚乙烯管的原因

　　玉林市位于廣西東南部, 年平均氣溫21.6℃22.5℃, 所以聚乙烯管道工作溫度在20℃

　　30℃范圍內(nèi)。玉林市天然氣利用工程采用天然氣為氣源, 城區(qū)中壓管網(wǎng)設(shè)計(jì)壓力為0.2Mpa 0.4Mpa。聚乙烯管材有如下兩個方案選擇:

　　方案一: 選用PE80 聚乙烯管, 根據(jù)表3 得到城區(qū)中壓管網(wǎng)壓力大為0.2MPa( SDR11 系

　　列) , 其運(yùn)營壓力較低, 必會 大幅增加運(yùn)營成本。

　　方案二: 選用PE100 聚乙烯管, 根據(jù)表3 得到城區(qū)中壓管網(wǎng)壓力大為0.3MPa( SDR11 系

　　列) , 其運(yùn)營壓力較高, 運(yùn)營成本較為合理。

　　由于PE100 比PE80 的管材價格高5%, 但相同條件下,流量與壓力成正比, 即方案二所供應(yīng)

　　的用戶是方案一的1.5倍, 所以其運(yùn)營成本比方案一低, 并且PE100 的管材給將來管網(wǎng)的發(fā)

　　展留有很大的余地, 方案二優(yōu)于方案一, 所以選擇方( 六) PE80 和PE100 聚乙烯燃?xì)夤苄阅苤笜?biāo)的比較

　　目前, 國標(biāo)《燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁? PE) 管道系統(tǒng)第1 部分: 管材》GB15558.1- 2003 對PE80

　　和PE100 聚乙烯管的力學(xué)性進(jìn)行了明確規(guī)定, 見表4:

　　三、玉林市天然氣管道選用PE100 聚乙烯管的原因

　　玉林市位于廣西東南部, 年平均氣溫21.6℃22.5℃, 所以聚乙烯管道工作溫度在20℃

　　30℃范圍內(nèi)。玉林市天然氣利用工程采用天然氣為氣源, 城區(qū)中壓管網(wǎng)設(shè)計(jì)壓力為0.2Mpa

　　0.4Mpa。聚乙烯管材有如下兩個方案選擇:

　　方案一: 選用PE80 聚乙烯管, 根據(jù)表3 得到城區(qū)中壓管網(wǎng)壓力大為0.2MPa( SDR11 系

　　列) , 其運(yùn)營壓力較低, 必會 大幅增加運(yùn)營成本。

　　方案二: 選用PE100 聚乙烯管, 根據(jù)表3 得到城區(qū)中壓管網(wǎng)壓力大為0.3MPa( SDR11 系

　　列) , 其運(yùn)營壓力較高, 運(yùn)營成本較為合理。

　　由于PE100 比PE80 的管材價格高5%, 但相同條件下,流量與壓力成正比, 即方案二所供應(yīng)

　　的用戶是方案一的1.5倍, 所以其運(yùn)營成本比方案一低, 并且PE100 的管材給將來管網(wǎng)的發(fā)

　　展留有很大的余地, 方案二優(yōu)于方案一, 所以選擇方案二( 即選用PE100 管材) 。

　　四、PE100 聚乙烯燃?xì)夤艿膽?yīng)用

　　PE100 聚乙烯燃?xì)夤茉趪庖训玫搅藦V泛的應(yīng)用, 在使用壓力和管徑上都比PE80 高出一

　　截, 使和運(yùn)營成本更低。歐洲各國在PE100 級聚乙烯燃?xì)夤艿缹?shí)際使用壓力, 見表5。

　　由于PE100 聚乙烯管技術(shù)的應(yīng)用, 國外正在嘗試將SDR11 的聚乙烯燃?xì)夤艿氖褂脡毫μ?/p>

　　高到1.0Mpa。

　　PE100 聚乙烯燃?xì)夤茉趪鴥?nèi)各城市應(yīng)用還比較少, 這是由于PE100 聚乙烯燃?xì)夤懿募肮芗?/p>

　　還未能實(shí)行國產(chǎn)化, 并且還未制定出PE100 聚乙烯燃?xì)夤艿膶ｉT規(guī)范。但PE100 聚乙烯管

　　以其優(yōu)越的性能, 必會得到迅速發(fā)展。

　　五、結(jié)語

　　隨著“西氣東輸”工程的深化和沿海各省LNG 工程的逐步實(shí)施, PE100 聚乙烯燃?xì)夤軐?/p>

　　速發(fā)展, 使聚乙烯管材得到更廣泛的應(yīng)用。

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