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?；痉譃閮深惇康兔芏染垡蚁㎜DPE強度較低高密度聚乙烯HDPE。PE材料按照國際上統(tǒng)一的標準劃分為五個等級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)小要求強度Minimum Required Strength的縮寫MRS)。PE80的MRS達到8MPaPE100的MRS達到10MPa。MRS是指管受環(huán)向張應(yīng)力強度按國際標準測試計算值。
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
PESDR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。
標準尺寸率SDR(standard dimension ratio of a fitting)為管材公稱外徑de與公稱壁厚e的比值
亦叫標準尺寸比。 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60年代出現(xiàn)具有長期靜液壓強度和抗開殘裂能力的中
密度聚乙烯管材材料。PE100于20世紀80年代出現(xiàn)在20℃年件下在50年后仍能保持10MPa小要求強度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。
對熔接機連接步驟
隨著國家西氣東輸?shù)戎攸c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)用于燃氣、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。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、 焊接準備。熱熔焊接施工準備工作如下
?、賹⑴c管材規(guī)格一致的卡瓦裝入機架
?、跍蕚渥銐虻闹挝铼?保證待焊接管材可與機架中心線處于同一高度 并能方便移動
③設(shè)定加熱板溫度200230℃ 本數(shù)
二、PE80 與PE100 聚乙烯燃氣管的比較分析
( 一) 聚乙烯燃氣管發(fā)展簡史
聚乙烯管習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
0.9000.930g/cm3) , 中密度聚 乙烯(MDPE) 管( 密度為0.9300.940g/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度(MRS) 對管材及其原料進行分類和命名。長期靜液壓強度是指連續(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)計的基礎(chǔ)。聚乙烯管的工程設(shè)計概念與金屬管不同, 對于金屬管的設(shè)計, 廣泛的使用環(huán)境溫度下的屈服強度系數(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)計應(yīng)力應(yīng)根據(jù)長期強度來決定, 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 聚乙烯燃氣管結(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, 很強的蠕變抵抗能
力, 在提高長期靜液壓強度的同時, 也提高了耐慢速裂紋增長和耐快速開裂擴展性能, 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聚乙烯燃氣管混配料的低要求強度見表1:
表1 聚乙烯燃氣管混配料的分類
( 三)PE80 與PE100 聚乙烯燃氣管的大允許應(yīng)力的比較
根據(jù)國標《燃氣用埋地聚乙烯( 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 計算: σt=MDS/C 式中:MDS—— 小要求強度(MPa);
C—— 總體使用( 設(shè)計) 系數(shù), 燃氣用埋地聚乙烯管道系
統(tǒng)的總體使用( 設(shè)計) 系統(tǒng)C≥2;
因此, PE80 和PE100 聚乙烯燃氣管的大允許工作壓力就分別獲得, 見表3。
由表2 中PE80 和PE100 的低要求強度獲得:
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 聚乙烯燃氣管的大允許工作壓力的比較
根據(jù)國家強制性行業(yè)規(guī)范《聚乙烯燃氣管道工程技術(shù)規(guī)程》CJJ- 95 條文說明1.0.2 中國際
上對聚乙烯燃氣管道承壓
能力一般按下式計算:
P=2σ/[Fd(SDR- 1)] 式中: P—— 工作壓力(MPa); Fd—— 設(shè)計系數(shù)( 安全系數(shù)) 。燃氣管選取范圍為25,一 般選Fd=4.0; SDR—— 標準尺寸比, 即公稱外徑與壁厚之比, 國家標準
中規(guī)定有SDR11 和SDR17.6。
由表2 中PE80 和PE100 的低要求強度獲得:
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 聚乙烯燃氣管道的大允許工作
壓力見表2:
表2 PE80 和PE100 聚乙烯燃氣管道的大允許工作壓力
( 五) PE80 與PE100 聚乙烯燃氣管不同溫度下的大允許工作壓力的比較
國家強制性行業(yè)規(guī)范《聚乙烯燃氣管道工程技術(shù)規(guī)程》CJJ- 95 條文2.1.4 中: 聚乙烯燃氣
管使用壓力確定是根據(jù)管材在20℃( 或23℃) 時長期強度確定, 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), 燃氣管道工作溫度在
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 聚乙烯燃氣管道在這一溫度的大允許工作壓力, 見表3:
( 六) PE80 和PE100 聚乙烯燃氣管性能指標的比較
目前, 國標《燃氣用埋地聚乙烯( PE) 管道系統(tǒng)第1 部分: 管材》GB15558.1- 2003 對PE80
和PE100 聚乙烯管的力學性進行了明確規(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) , 其運營壓力較低, 必會 大幅增加運營成本。
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) , 其運營壓力較高, 運營成本較為合理。
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 聚乙烯燃氣管性能指標的比較
目前, 國標《燃氣用埋地聚乙烯( PE) 管道系統(tǒng)第1 部分: 管材》GB15558.1- 2003 對PE80
和PE100 聚乙烯管的力學性進行了明確規(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) , 其運營壓力較低, 必會 大幅增加運營成本。
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) , 其運營壓力較高, 運營成本較為合理。
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 聚乙烯燃氣管的應(yīng)用
PE100 聚乙烯燃氣管在國外已得到了廣泛的應(yīng)用, 在使用壓力和管徑上都比PE80 高出一
截, 使和運營成本更低。歐洲各國在PE100 級聚乙烯燃氣管道實際使用壓力, 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 的聚乙烯燃氣管的使用壓力提
高到1.0Mpa。
PE100 聚乙烯燃氣管在國內(nèi)各城市應(yīng)用還比較少, 這是由于PE100 聚乙烯燃氣管材及管件
還未能實行國產(chǎn)化, 并且還未制定出PE100 聚乙烯燃氣管的專門規(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 工程的逐步實施, PE100 聚乙烯燃氣管將會迅
速發(fā)展, 使聚乙烯管材得到更廣泛的應(yīng)用。
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