PE管目前中国的市政管材市场,塑料管道正在稳步发展,PE管、PP-R管、Upvc管都占有一席之地,其中PE管强劲的发展势头最为令人瞩目。PE管的使用领域广泛。其中给水管和燃气管是其两个最大的应用市场。PE树脂,是由单体乙烯聚合而成,由于在聚合时因压力、温度等聚合反应条件不同,可得出不同密度的树脂,因而又有高密度聚乙烯、中密度聚乙烯和低密度聚乙烯之分。在加工不同类型PE管材时,根据其应用条件的不同,选用树脂牌号的同,同时对挤出机和模具的要求也有所不同。PE燃气管执行标准:GB 15558.1-2003
国际上把聚乙烯管(polythylene pipe)的材料分为PE32、PE40、PE63、PE80、PE100五个等级,而用于燃气管和给水管的材料主要是PE80和PE100。我国对聚乙烯管材专用料没有分级,这使得国内聚乙烯燃气管和给水管生产厂家选择原材料比较困难,也给聚乙烯管材的使用带来了不小的隐患。
因此国家标准局在GB/T13663-2000新标准中作了大量的修订,规定了给水管的不同级别PE80和PE100对应不同的压力强度,并且去掉旧标准中的拉伸强度性能,而增加了断裂伸长率(大于350%),即强调基本韧性。
PE燃气管执行标准:GB 15558.1-2003
燃气用PE管材是传统的钢铁管材、聚氯乙烯燃气的换代产品。
燃气管必须承受一定的压力,通常要选用分子量大、机械性能较好的PE树脂,如HDPE树脂。LDPE树脂的拉伸强度低,耐压差,刚性差,成型加工时尺寸稳定性差,并且连接困难,不适宜作为给水压力管的材料。但由于其卫生指标较高,LDPE特别是LLDPE树脂已成为燃气管的常用材料。LDPE、LLDPE 树脂的熔融粘度小,流动性好,易加工,因而对其熔体指数的选择范围也较宽,通常MI在0.3-3g/10min之间。
2性能特性
一种好的管道,不仅应具有良好的经济性,而且应具备接口稳定可靠、材料抗冲击、抗开裂、耐老化、耐腐蚀等一系列优点,同传统管材相比,HDPE管道系统具有以下一系列优点:
⑴连接可靠:聚乙烯管道系统之间采用电热熔方式连接,接头的强度高于管道本体强度。
⑵低温抗冲击性好:聚乙烯的低温脆化温度极低,可在-60-60℃温度范围内安全使用。冬季施工时,因材料抗冲击性好,不会发生管子脆裂。
⑶抗应力开裂性好:HDPE具有低的缺口敏感性、高的剪切强度和优异的抗刮痕能力,耐环境应力开裂性能也非常突出。
⑷耐化学腐蚀性好:HDPE管道可耐多种化学介质的腐蚀,土壤中存在的化学物质不会对管道造成任何降解作用。聚乙烯是电的绝缘体,因此不会发生腐烂、生锈或电化学腐蚀现象;此外它也不会促进藻类、细菌或真菌生长。
⑸耐老化,使用寿命长:含有2-2.5%的均匀分布的碳黑的聚乙烯管道能够在室外露天存放或使用50年,不会因遭受紫外线辐射而损害。
⑹耐磨性好:HDPE管道与钢管的耐磨性对比试验表明,HDPE管道的耐磨性为钢管的4倍。在泥浆输送领域,同钢管相比,HDPE管道具有更好的耐磨性,这意味着HDPE管道具有更长的使用寿命和更好的经济性。
⑺可挠性好: HDPE管道的柔性使得它容易弯曲,工程上可通过改变管道走向的方式绕过障碍物,在许多场合,管道的柔性能够减少管件用量并降低安装费用。
⑻水流阻力小:HDPE管道具有光滑的内表面,其曼宁系数为0.009。光滑的表现和非粘附特性保证HDPE管道具有较传统管材更高的输送能力,同时也降低了管路的压力损失和输水能耗。
⑼搬运方便:HDPE管道比混凝土管道、镀锌管和钢管更轻,它容易搬运和安装,更低的人力和设备需求,意味着工程的安装费用的大大降低。
⑽多种全新的施工方式:HDPE管道具有多种施工技术,除了可以采用传统的开挖方式进行施工外,还可以采用多种全新的非开挖技术如顶管、定向钻孔、衬管、裂管等方式进行施工,这对于一些不允许开挖的场所,是唯一的选择,因此HDPE管道应用领域更为广泛。
1、柔软性:由于PE-RT较为柔软。故施工时不需要特殊的工具,因此施工成本相对较低。
2、导热性:用于地板采暖的管材需要有好的导热性。PE-RT的导热性能较好,其导热系数为PP-R、PP-B管材的两倍。非常适合地板采暖使用。
3、 耐高温性:PE-RT耐高温可达到90℃,而PEX只能达到65℃。 4、低温耐热冲击性:PE--RT的耐低温冲击性能比较好。冬季施工时管材不易受到冲击而破裂,增加了施工安排的灵活性。
5、环保性:PE-RT及PP-R可以回收利用,不污染环境。而PEX不能回收会产生二次污染。
6、加工性能稳定性:PEX存在控制交联度和交联均匀度等问题,加工复杂且加工直接影响管材性能。而PE-RT、和PP-R加工简便,管材性能基本上由原料来决定,性能比较稳定。PE-RT是Polyethylene Raised Temperature的简称,它是由乙烯单体和1-辛烯单体共聚而成的,是专门为采暖系统而设计的中密度乙烯-辛烯共聚物,其具有分子量分布狭窄, 辛烯均匀分布在聚合物主链上的特殊分子结构,它既保留PE原有的卫生性能及加工性能等优点, 又强化了高温耐久性的一种新型管材专用料。用该原料生产的管材主要应用于建筑内的热水/采暖管领域,其耐久性能与建筑物的寿命相同,最低可达50年,同时也具有良好的回收性,附加值极高。
3产品特点
■ 良好的卫生性能:PE管加工时不添加重金属盐稳定剂,材质无毒性,无结垢层,不滋生细菌,很好地解决了城市饮用水的二次污染。
■ 卓越的耐腐蚀性能: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。
■ 长久的使用寿命:在额定温度、压力状况下,PE管道可安全使用50年以上。
■ 较好的耐冲击性:PE管韧性好,耐冲击强度高,重物直接压过管道,不会导致管道破烈。
■ 可靠的连接性能:PE管热熔或电熔接口的强度高于管材本体,接缝不会由于土壤移动或活载荷的作用断开。
■ 良好的施工性能:管道质轻,焊接工艺简单,施工方便,工程综合造价低。
管道的连接:
■ 电热熔接性:采用专用电热熔焊机将直管与直管、直管与管件连接起来。一般多用于160mm以下管。
■ 热熔对接连接:采用专用的对接焊机管道连接起来,一般多用于160mm以上管。
■ 钢塑连接:可采用法兰、螺纹丝扣等方法连接。
■ 为方便施工和保证施工质量、还应准备相应的工具。
如:旋转切刀一切割管材;旋转刮刀--刮除管子表面的氧化皮;爬壁刮刀--刮除大口径管子表面的化皮;断气工具--实现断气现场操作。
4性能要求
序号 |
性能 |
要求 |
试验参数 |
1 |
静液压强度(Hs) |
破坏时间≥100h |
20℃(环应力) |
PE80(9.0Mpa) PE100(12.4Mpa) |
|||
破坏时间≥165h |
80℃(环应力) |
||
PE80(4.5Mpa) PE100(5.4Mpa) |
|||
80℃(环应力) |
|||
PE80(4.0Mpa) PE100(5.04Mpa) |
|||
2 |
断裂伸长率 |
≥350 |
|
3 |
耐侯性(仅适用于非黑色管材) |
气候老化后,以下性能满足要求稳定性HS(65h/80℃)断裂伸长率 |
E+D3.5GJ/m2 |
4 |
耐裂纹扩展(RCP)b |
||
5 |
全尺寸(FS)试验:dn≥250mm或S4试验适用于所有直径 |
全尺寸试验的临界压力(Mpa)PC,FS≥1.5×MOP S4试验的临界压力PC,S4≥MOP/2.4-0.072 |
℃ |
6 |
耐慢速裂纹增长en>5mm |
165h |
80℃,0.8Mpa(试验压力)c |
80℃,0.92MPa(试验压力)d |
|||
7 |
a热稳定性(氧化诱导期) |
>20min |
200℃ |
8 |
纵向回缩率 |
≤3% |
110℃ |
9 |
熔体质量流动速率(MFR) |
加工前后MFR 变化0.01Mpa,dn≥250mm的输配系统; 最大工作压力MOP>0.4Mpa,dn≥90mm的输配系统。 |
5连接步骤
1.夹紧且清洁端口
2.调整且磨平端口
3.端口对直
4.施压熔接
5.卸压冷却
6应用领域
■ 城市自来水管网系统。
■ 城乡饮用水管道。
■ 化工、化纤、食品、林业、印染、制药、轻工、造纸、冶金等工业的料液输送管道。
■ 农用灌溉管道。
■ 邮电通讯线路、电力电线保护套管。
■ 矿山砂浆输送管道。
PE管的延伸与扩展:
因为目前大口径管道的需求大大增大,纯PE管道因要保证到SDR11压力等级,只有增加壁厚,随石油价格走高,聚乙烯原料价格节节攀高,所以为了降纸管材成本,又达到同压力等级的管道,现纯PE管已逐步走向钢塑复合聚乙烯管道发展的道路,例如:钢丝网增强聚乙烯复合管、孔网钢带增强聚乙烯复合管。
7产品规格
执行标准:GB 15558.1-2003 |
壁厚:mm 价格:元/米 |
|||
公 称 外 径 dn |
PE80 |
PE100 |
||
SDR17.6 |
SDR11 |
SDR17.6 |
SDR11 |
|
压力≤0.2MPa |
压力≤0.4MPa |
压力≤0.6MPa |
压力≤1.0MPa |
|
壁厚 |
壁厚 |
壁厚 |
壁厚 |
|
20 |
2.3 |
3.0 |
2.3 |
3.0 |
25 |
2.3 |
3.0 |
2.3 |
3.0 |
32 |
2.3 |
3.0 |
2.3 |
3.0 |
40 |
2.3 |
3.7 |
2.3 |
3.7 |
50 |
2.9 |
4.6 |
2.9 |
4.6 |
63 |
3.6 |
5.8 |
3.6 |
5.8 |
75 |
4.3 |
6.8 |
4.3 |
6.8 |
90 |
5.2 |
8.2 |
5.2 |
8.2 |
110 |
6.3 |
10.0 |
6.3 |
10.0 |
125 |
7.1 |
11.4 |
7.1 |
11.4 |
140 |
8.0 |
12.7 |
8.0 |
12.7 |
160 |
9.1 |
14.6 |
9.1 |
14.6 |
180 |
10.3 |
16.4 |
10.3 |
16.4 |
200 |
11.4 |
18.2 |
11.4 |
18.2 |
225 |
12.8 |
20.5 |
12.8 |
20.5 |
250 |
14.2 |
22.7 |
14.2 |
22.7 |
315 |
17.9 |
28.6 |
17.9 |
28.6 |
355 |
20.2 |
32.3 |
20.2 |
32.3 |
400 |
22.8 |
36.4 |
22.8 |
36.4 |
450 |
25.6 |
40.9 |
25.6 |
40.9 |
500 |
28.4 |
45.5 |
28.4 |
45.5 |
560 |
31.9 |
50.9 |
31.9 |
50.9 |
630 |
35.8 |
57.3 |
35.8 |
57.3 |
|4e'/H|:12.0pt;管
D50(ROLL)
42R/L
50R/L
D75(ROLL)
22R/L
27R/L
D75(6M)
500本
D100
350本
D125
130本
D150
175本
D200
110本
D250
66本
D300
52本
D350
37本
D400
27本
D450
20本
D500
16本
D600
12本
D700
8本
D800
6本
管道装载量
8TON=2.3m×7m
11Ton=2.3m×9m
(注:图表上的量词“本”到底是多少?译者不清楚,只供参考)。
PE给水管施工安装:管理/保管
10、管理
A、经常把管径最大的堆在底面。
B、PEM管道内外面很光滑,为了防止滑下,装载时要把它安全地固定。
C、小口径直管或轻的管可以用手装卸。[1]施工安装:管理/保管
11、保管
A、PEM管材要在干净的场地里保管。
B、长期保管时为了防止光线直射,应放置于室内或使用盖遮布。
C、把管堆在地面保管时,应除掉石头或其它锐利物,把地面整理平坦后堆放。
D、PEM管应远离热源,进行保管。
E、要注意在过高装载或堆积的情况下,管材会发生变形。
装载列数限制如下表
管径 |
装载列数 |
||
SDR18以下 |
SDR19—26 |
SDR26-32.5 |
|
D100 |
45 |
26 |
14 |
D150 |
31 |
17 |
10 |
D200 |
24 |
13 |
8 |
D250 |
17 |
10 |
6 |
D300 |
13 |
8 |
5 |
D350 |
12 |
7 |
4 |
D400 |
11 |
6 |
4 |
D450 |
10 |
6 |
4 |
D500 |
9 |
6 |
3 |
D600 |
7 |
4 |
3 |