《2022年燃气用埋地聚乙烯管道基础知识.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年燃气用埋地聚乙烯管道基础知识.docx（33页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选学习资料 - - - - - - - - - 燃气用埋地聚乙烯管道元件监管工作基础学问讲座依据特种设备安全监察条例第五章监督检查第五十六条中“ 特种设 备安全监督治理部门的安全监察人员应当熟识相应的专业学问和工作体会”的规定,受国家质检总局的托付,有幸与在座的各位商讨监管燃气用埋地聚 乙烯管道元件工作内容；由于本人水平所限,错误在所难免,敬请斧正；第一部分聚乙烯塑料相关学问一、塑料的组成和分类 塑料的主要成分是树脂,约占塑料总量的 40%100%；树脂的分子量是不固定的,在常温下呈固态、半固态或半流淌态的有机 物质,但一般不包括沥青、树胶、蜡等；它们在受热时能软化或熔融,在外 力作用下能流
2、淌,一般不溶于水,能溶于有机溶剂；可分为自然树脂和合成 树脂两大类；在塑料工业中指用做塑料原料的未加填加协作剂的聚合物、预 聚物的总称；塑料是以合成的或自然的高分子化合物为基本成分,在其制造或加工过 程中的某一阶段能流淌成型或借原地聚合或固化而定型,其成品状态为柔顺 性或刚性固体,但非弹性体,含有填料、增塑剂、稳固剂及其他添加剂等配 合物；据其受热后性能变化可分为热塑性塑料和热固性塑料；按用途可分为 通用塑料、工程塑料和特种塑料；塑料一般具有质轻、绝缘、耐腐蚀、耐摩 檫、易加工、美观等特点；1、热塑性塑料：树脂为线型或支链型大分子链的结构；1 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -
3、第 1 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 聚乙烯 PE、聚丙烯 PP、聚苯乙烯 PS、聚氯乙烯 PVC、聚甲醛 POM、聚酰胺 俗称尼龙 PA 、聚碳酸酯 PC、丙烯腈 - 丁二烯 -苯乙烯共聚物 ABS、聚甲基丙烯酸甲酯 俗称有机玻璃 PMMA、丙烯腈 - 苯乙烯共聚物 A/S 、聚 对苯二甲酸乙二醇酯 PETP 2、热固性塑料 酚醛树脂 PF 、环氧树脂 EP、氨基树脂、醇酸树脂、烯丙基树脂、脲甲醛树脂 UF、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯 3、工程塑料UP、硅树脂、聚氨酯 PUR 广义：凡可作为工程材料即结构材料的塑料；狭义：具有某些金属性能,能承担肯定的外力作
4、用,并有良好的机械性 能、电性能和尺寸稳固性,在高、低温下仍能保持其优良性能的塑料；通用工程塑料：聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、丙烯腈- 丁二烯 - 苯乙烯共 聚物、聚苯醚 PPO、聚对苯二甲酸丁二醇酯 PBTP及其改性产品；特种工程塑料（高性能工程塑料）：耐高温、结构材料；聚砜 PSU、聚 酰亚胺 PI 、聚苯硫醚 PPS、聚醚砜 PES、聚芳酯 PAR、聚酰胺酰亚胺 PAI 、聚苯酯、聚四氟乙烯 PTFE、聚醚酮类、离子交换树脂、耐热环氧树 脂 4、功能塑料（特种塑料）具有耐辐射、超导电、导磁和感光等特殊功能的塑料；氟塑料、有机硅 塑料 5、结晶型塑料 PE、PP、PA 分子规整排列且保持其外
5、形的塑料；6、非结晶型塑料2 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 长链分子绕成一团（对热塑性塑料）或结成网状（对热固性塑料）,且 保持其外形的塑料； PS、PC、ABS 二、 聚乙烯树脂合成与概况1933 年英国 ICI 公司第一发觉了聚乙烯,进展至今聚乙烯已是一个由多 种工艺方法生产的、具有多种结构和特性及多种用途的系列品种树脂,已占世界合成树脂产量的 1/3 ,居第一位；生产聚乙烯的原料可以从原油、轻油 裂解分别中制得；聚乙烯塑料的相对分子质量在10 000 以上,依据密度的不同分为高密度聚乙烯、中密度
6、聚乙烯和低密度聚乙烯；低密度聚乙烯较软,多用高压聚 合；高密度聚乙烯较硬,多用低压聚合；大量使用的常为低密度（高压）聚 乙烯；聚乙烯是当今世界用量最多的一种塑料；聚乙烯为蜡状,有蜡一样的光滑感,不染色时,低密度聚乙烯透亮,而 高密度聚乙烯不透亮,最大用途是在农业大棚、食品袋等方面；它不怕水,也不怕油,抗化学腐蚀性强,且美观有用；什么是聚乙烯：聚乙烯是最结构 简洁的高分子,也是应用最广泛的高分子材料；它是由重复的CH2 单元连接而成的；聚乙烯是通过乙烯（ CH2=CH 2 ）的加成聚合而成的；聚乙烯的性能取决于它的聚合方式；在中等压力15-30大气压 ,有机化合物催化条件3 / 21 名师归纳总
7、结 - - - - - - -第 3 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 下进行 Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯HDPE；这种条件下聚合的聚乙烯分子是线性的,且分子链很长,分子量高达几十万；假如是在高压 力100-300MPa,高温190 210 C,过氧化物催化条件下自由基聚合,生 产出的就是低密度聚乙烯 LDPE,它是支化结构的；1聚乙烯的分类：按聚合压力大小分：高压、中压、低压；按聚合实施方法分：淤浆法、溶液法、气相法；按产品密度大小分：高密度、中密度、低密度、线性低密度；按产品分子量分：低分子量、一般分子量、超高分子量；2,聚乙烯特性
8、聚乙烯无臭,无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能 最低使用温度可 达-70 - 100 ,化学稳固性好, 能耐大多数酸碱的腐蚀 不耐具有氧化性质 的酸 ,常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良；但聚乙烯对于 环境应力 化学与机械作用 是很敏锐的,耐热老化性差；3,聚乙烯的性质因品种而异,主要取决于分子结构和密度；4,聚乙烯的种类（1） LDPE：低密度聚乙烯又称高压聚乙烯 密度为 0.91 0.925g cm 3,是聚乙烯中最轻的一个品种；分子中支链较 多、结晶度较低 60%80%,优点是具有优良的电性能和耐化学药品性能,在松软性、伸长率、耐冲击性和透亮性等方面均比中、低压聚乙烯好；缺
9、点 是易透气、透湿,机械强度比中、低压聚乙烯稍差,主要用作电线、电缆包皮、各种注射品、薄片、薄膜和涂层等方面；（2） LLDPE：线型低密度聚乙烯4 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 有肯定数量无规分布支链的较低密度的聚乙烯称为线型聚乙烯,密度为 0.9150.93gcm 3；（3） MDPE：中密度聚乙烯、双峰树脂中密度聚乙烯的密度为0.9260.940gcm3,MDPE 为乙烯与少量的 -烯烃如丙烯、 1-丁烯、 1-己烯或 1-辛烯的共聚物,与乙烯共聚的 -烯烃的用量和共聚物的密度相关；分子的主链中
10、平均每1000 个碳原子引入 20 个甲基支链或乙基支链,便可制得密度为 0.930gcm3的 MDPE ；（4） HDPE：高密度聚乙烯又称低压聚乙烯低压聚乙烯密度为0.941 0.96gcm 3,分子中支链较高压聚乙烯少,接近或略高于中压聚乙烯,结晶度达80%90%,机械强度和硬度介于中、高压聚乙烯之间,最高使用温度为 100,制品可进行煮沸消毒；耐寒性好,在-70 仍有松软性；耐溶剂性比高压聚乙烯好,比高压聚乙烯难透气和透湿；在高温下几乎不被任何溶剂腐蚀,并耐各种强酸 强碱的作用；吸湿性很小,有良好的绝缘性能；5 中压聚乙烯又称为高密度聚乙烯 除浓硝酸等氧化性酸外 和中压聚乙烯密度为 0
11、.95 0.98g cm 3,是各种聚乙烯中最重要的一种；分子中支链较少,结晶度高达90,耐热性和机械性能均优于其它聚乙烯,比高压和低压聚乙烯难透气、透湿,仍具有优良的电性能积化学稳固性；主 要用作电绝缘材料、汽车零件、管道、医用和日用瓶子、各种工业用板材和 鱼网等；（6） UHMWPE：超高分子量聚乙烯 分子量为 300600 万的线性聚乙烯称为超高分子量聚乙烯 UHMWPE；超 高分子量聚乙烯的强度特别高,可以用来做防弹衣；机械强度、抗冲性和耐5 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 磨性极佳,加工成型难
12、,一般采纳压缩与活塞挤出成型,主要用作齿轮、轴 承、星轮、汽车燃料槽及其它工业用容器等；（7）改性聚乙烯： CPE、交联聚乙烯（ PEX）（8）乙烯共聚物：乙烯 - 丙烯共聚物（塑料） 、EVA、乙烯 - 丁烯共聚物、乙烯- 其它烯烃（如辛烯 POE、环烯烃）的共聚物、乙烯- 不饱和酯共聚物 （EAA、EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH）5,聚乙烯合成主要方法：液相法（又分为溶液法和淤浆法）和气相法（物料在反应器中的相态类型）；我国主要采纳齐格勒催化剂的淤浆法；条件与过程描述：纯度99%以上的乙烯在催化剂四氯化钛和一氯二乙基铝存在下,在压力0.1-0.5MPa 和温度 65- 75
13、的汽油中聚合得到HDPE的淤浆；经醇解破坏残余的催化剂、中和、水洗,并回收汽油和未聚合的乙烯,经干燥、造粒得到产品其次部分 燃气用埋地聚乙烯管道系统简介一、塑料管材取代传统管材是不行抗拒的趋势1. 塑料管材的进展：在现代化社会中物流业日趋重要,相对于水运、大路、铁路、航空业来 说,在将来的社会中,管道输送将占据其次的位置；对于一个现代化国家,遍布城乡象人的血管一样的各种管道网是保证社会正常生产、生活,促进经 济进展的基础设施；依据世界各国的历史体会,在现代化的过程中塑料管的 进展速度都超过同期经济进展的速度,用塑料管代替传统管材是历史进展不6 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -
14、第 6 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 可抗拒的趋势；即使在已建成密布塑料管网的发达国家,塑料管的应用量仍然在逐年增长；例如,欧洲塑料管总用量1986 年是 213.4 万吨,到 1998 年达到 346.5 万吨,年均增长 5.2%超过同期国民经济增长速度；我国塑料管的市场在过去十年里,平均每年增长20%到 2000 年已达年产量 7080 万吨,2002 年达 130 万吨, 2003 年达 150 万吨,增速达 15%,其中 PVC管占 55%,PE管占 40%；估计到 2022 年以前,塑料管材仍旧达到年增长超过 20%的一个 历史性大进展时期；上世纪
15、在管道领域发生了一场革命性的进步,即“ 以塑代钢” ；随着高 分子材料科学技术的飞跃进步,塑料管材开发利用的深化,生产工艺的不断 改进,塑料管道详尽展现其杰出性能；在今日,塑料管材已不再被人们误认 为是金属管材的“ 廉价代用品” ；在这场革命中,聚乙烯管道倍受青睐,日 益发出夺目的光辉,广泛用于燃气输送、给水、排污、农业浇灌、矿山细颗 粒固体输送,以及油田、化工和邮电通讯等领域,特殊在燃气输送上得到了 普遍的应用；国外聚乙烯燃气管进展简介 2.其次次世界大战时期,由于铜与钢材的短缺,国外开头讨论在燃气输配 等领域使用塑料管；燃气输配用塑料管的材料按应用的起始岁月分别为：醋酸- 丁酸纤维素（ 1
16、949 年美国）,硬聚氯乙烯（1950 年原西国）,耐冲击聚氯乙烯（ 1952 年美国）,环氧玻璃钢（1955 年美国）,聚乙烯（ 1956 年美国）,涤纶（ 1963 年意大利）和尼龙（ 1969 年澳大利亚）；自 1956 年铺设第一条聚乙烯燃气管道以来,到 70 岁月,在欧洲和北美,聚乙烯管道在燃气领域得到快速的推广应用；聚乙烯管道在各国燃气管道上 的广泛应用已成为管道领域最为引人注目的成就；这一方面是由于聚乙烯材7 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 料制作管道具有特别独到的技术经济优势,另一方面是
17、由于聚乙烯管道的原 料性能,管材、管件制造工艺,连接方法,连接机具以及运行中的修理手段 等在多年的实践中,已达到完善的配套系统；时至今日,在燃气领域,无论 是对于新铺设或旧管道的修复和更新,聚乙烯管都是主要的挑选之一；欧洲的 PE燃气管道普及率极高,如英国、丹麦等国均超过90%,法国 1998 年新敷设燃气管道几乎 100%采纳聚乙烯管道；早在 1988 年,在慕尼黑召开的国际煤联 IGU 配气委员会会议, 委员们一样认为采纳聚乙烯 PE埋地燃气管道质量牢靠,运行安全,保护简便,费用经济；这种共识明显是五十年来聚乙烯管道与其它管道反复比较、竞争后达成的；应当指出,这不仅应归功于 PE管的优良的
18、综合性能,而且缘于PE管道的原料性能,管材、管件制造工艺,连接方法,连接机具以及运行中的修理手段等在多年的实践中,不断取得革 命性的进步； 如对 PE管道性能影响最大的因素之一的原料,随着聚合工艺的 改进,八十岁月水平 PE管材原料与七十岁月水平相比较, 已取得极大的进步；经过近半个世纪的不断进展,时至今日,聚乙烯管道已成为最成熟的塑料管 道品种之一；自六十岁月初,探究聚乙烯管道用于燃气输送以来,环绕聚乙 烯管道系统的各个方面的讨论和开发工作就始终未间断,且反常活跃；世界 上很多国家聚乙烯树脂制造商、管材制造商、管件及管路附件制造商、管材 挤出设备制造商、管道的施工和使用单位（如燃气公司和自来
19、水公司）、施 工机具的制造商、产品认证机构、有关高校和科研机构均以极大的热忱投入 到这项工作中来；讨论开发的广度、深度及速度,是其他类塑料管道所难与 比拟的；聚乙烯管道系统的高度成熟突出表现在：（1）聚乙烯管材级原料不断进展,八十岁月末第三代聚乙烯管材树脂（PE100）显现,使大口径管的使用也具有了优势；8 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - （2）严谨而科学的管道设计理念；对聚乙烯管材料长期使用性能的评判形成了系统科学的标准评判方法,从而在设计上保证了长期使用性能及使用 的安全性；（3）高度成熟的制造设备
20、和挤出工艺；（4）与管材同步进展,多品种配套的管件；（5）管道连接、施工和保护的成熟技术与设备；（6）丰富的讨论成果、大量胜利的工程实践和系统完备的标准体系；从 原料到工程施工,从产品要求到质量的掌握方法,聚乙烯管道系统均具有完 备的 ISO 标准；标准的高水平和系统化, 标志了聚乙烯管道进展的高度成熟； 3. 国内聚乙烯燃气管进展简介 我国是从上世纪 80 岁月初期开头聚乙烯燃气管的讨论工作 , 最早使用聚乙烯管输送城镇燃气是1982 年在上海；为使聚乙烯燃气管讨论工作受到重视并顺当进行, 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
21、项目,从专用原料 管材、管件加工 工程应用 标准规范制定进行系统讨论,取得丰硕成果；1995 年,国家质量技术监督局、 建设部分别颁发了 PE燃气管材、 管件的国家标准和工程技术的行业规程；目前, PE燃气管正在国内快速推广使用；在PE燃气管推动下,国内已基本把握 PE工程管道的生产与使用技术, 引进了相当数量的国际一流生 产线,形成了相当规模的生产才能；这对聚乙烯燃气管的进展奠定了坚实有力的基础； 1999 年国内聚乙烯燃气管材产量已近 率向前进展；1 万吨,并以 20%的年增长进入 21 世纪后人类将迎来能源消费结构的第三次大调整；从煤到石油,到 2022 年前后世界能源消耗第一大户将是自
22、然气,将从石油为主转向自然气为主；自然气是种优质、高效、清洁的能源和化工原料；从 1930 年世界自然9 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 气工业开头起步到现在自然气在世界能源中逐步进入鼎盛期,自然气取代石油步伐加快； 1999 年世界自然气消费量达2.29 10 12立方米,估计到 2022年将达到 4 10 12立方米水平, 届时将以压倒石油和煤炭的优势成为“ 首席能源” ；依据欧、美、日等国对各种塑料管材性能分析结果,适用于燃气输配系统的塑料管材以聚乙烯（ PE）管材最好,价格最低；发达国家八十岁月
23、开头相继使用 PE燃气管,荷兰是最早使用的国家, 90%是 PE燃气管,英国从 1997年埋设的干、支管中80%是 PE燃气管,美国 1983 年埋设的燃气管中88.6%为 PE管,而中国在 1998 年国内燃气管铺设中 吨；20%使用 PE管,数量仅为 3000在 21 世纪中国的能源需求极大, 中国的能源结构也已经转变,已经把天然气的使用放在首要位置上；依据国家进展方案,在21 世纪前 20 年中国将要开工建设四大自然气管网：第一条是把新疆、青海、陕西的自然气输送到上海,沿途经过 13 个省市的所谓“ 西气东输” 工程,已于 2003 年送到上海,干线工程竣工 , 仅干线工程消耗钢铁 17
24、2 万吨；其次条将要建设的自然气管网 工程将是“ 川气东输” 工程,将四川丰富的自然气输送到湖北、湖南等省；第三条将是实施从广东沿海进口自然气建设以珠江三角洲为中心的南方自然 气输气管网；第四条将要启动从俄罗斯进口自然气供应东北地区的输气管网；此外,仍有一些地方政府启动的输气管道工程；依据国际上成熟的和公认的体会,长期输送自然气的高压主干线目前仍 是使用大直径、高强度的涂塑钢管；但自然气输送到各个城市、地区后就要 铺设分送到用户的中压燃气管网,此时就是需要使用聚乙烯管；拿西气东输工程来说,主干线钢管使用量是172 万吨,那未铺设到各个城市的PE 燃气管10 / 21 名师归纳总结 - - -
25、- - - -第 10 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 就需要近 200 万吨 PE 管材（按 8：1 和 1：10 换算）；可以确定的是进入 21世纪后我国各地将要显现铺设PE 燃气管的高潮,特殊是铺设小口径钢管地区更应当剔除钢管, 使用 PE 燃气管；至于各个城市里的煤气公司它所铺设的中 压管网也应早日剔除钢管使用 PE 燃气管；二、聚乙烯燃气管原料特性及其进展 聚乙烯管习惯上依据密度分为低密度及线型低密度聚乙烯（LDPE 及 LLDPE）管（密度为 0.900-0.930g/cm 3）,中密度聚乙烯（ MDPE）管（密度 为 0.930-0.940g/c
26、m3）和高密度聚乙烯（HDPE）管（密度为 0.940-0.965g/cm3）；由于材料的不断进步, 依据进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,因此目前国际上依据聚乙烯管的 长期静液压强度（ MRS）对管材及其原料进行分类和命名；长期静液压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运算的在管壁上的环向张应力,该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,它受连续应力及温度变化的影响,因此聚 乙烯管的设计应力应依据长期强度来打算,
27、即通过绘制恒温下应力与破坏时间的曲线来确定；依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 PE100五个等级；目前国际上使用量 最大的管材树脂的 MRS值为 8.0MPaPE80级 ,而 MRS值为 10MPaPE100级 的管材树脂的已开发胜利,这种树脂采纳双峰分布、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 范畴制造了条件； 目前 PE100的管材使用量, 特殊是在大口径管材上的用量,11 / 21 名师归纳总结 -
28、- - - - - -第 11 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 正在快速上升； 表 1 列出了目前欧洲PE100级聚乙烯燃气管道实际使用压力；（表 1. 欧洲 PE100级聚乙烯燃气管道实际使用压力国 家 英国 比利时 法国 荷兰 西班牙尺寸比 SDR 11 17.6 17.6 11 11 使用压力 MPa 0.7 0.5 0.4 0.8 0.7 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 1.0Mpa；三、聚乙烯燃气管材的特点聚乙烯燃气管道具有很多杰出的特性,如耐低温,韧性好,刚柔相济；因而在一些特殊用途中更是大显身手,由于在这些领域中
29、,传统材料管子,不是不适用,就是费用大,而且仍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；聚乙烯管就具有明显的优点,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,往往为用户带来庞大的经济效益；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%,而穿插法又比聚乙烯管直接埋地法节省 点表达在：30%-40%；聚乙烯管的主要优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 的腐蚀；无电化学腐蚀,不需要防
30、腐层；2. 不泄漏；聚乙烯管道主要采纳熔接连接（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；12 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 试验证明,其接口的抗拉强度及爆破强度均高于管材本体,可有效地抗击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急；3. 高韧性；聚乙烯管是一种高韧性的管材,其断裂伸长率一般超过500%,对管基不匀称沉降的适应才能特别强； 也是一种抗震性能优良的管道； 在 1995年日
31、本的神户地震中,聚乙烯燃气管和供水管是唯独幸免的管道系统；正因为如此,日本震后大力推广PE管在燃气领域的使用；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；用于不开槽施工,聚乙烯 管道的走向简洁依照施工方法的要求进行转变；聚乙烯材料的挠性,使其可 在施工前转变管材的外形,插入旧管后复原原先的大小和尺寸；5. 聚乙烯管道具有良好的抗击刮痕才能；采纳不开槽施工技术,无论是 铺设新管或旧管道的修复或更新,刮痕是无法防止的；刮痕造成材料的应力 SCG 集中,引发管道的破
32、坏；管材抗击刮痕的才能,与管材的慢速裂纹增长 行为关系亲密,讨论证明,PE80等级的聚乙烯管具有较好的抗击 SCG的才能 和耐刮痕才能； PE100聚乙烯管材料就具有更加杰出的抗击刮痕才能；6. 良好的快速裂纹传递抗击才能；管道的快速开裂是指在管道偶然发生 开裂时,裂纹以几百米 / 秒的速度快速增长,瞬时造成几十米甚至上千米管道 破坏的大事故；快速开裂是一种偶发事故,但其后果是灾难性的；早在上世 纪五十岁月,美国输气钢管曾发生几起快速开裂事故；聚氯乙烯气管和水管 均曾发生过快速开裂事故；实际使用中尚未发觉聚乙烯燃气管的快速开裂；因而近 10 年来,国际上对塑料管道,特殊聚乙烯燃气管的快速裂纹传
33、递进行 了大量卓有成效的讨论工作；结果说明,在常用的塑料管材中,聚乙烯抗击13 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 裂纹快速传递的才能名列前茅；温度越低,管径和壁厚越大,工作压力越高,塑料管道快速开裂的危急性越大；因此,聚乙烯管道,特殊是 PE100管更适 宜做大口径管； 目前,国外的聚乙烯燃气管材标准 （ISO4437-1997 和 EN1555）已将耐快速开裂扩展（ RCP）列入标准之中；7. 聚乙烯管道使用寿命长,可达 向抗拉强度的长期静水压设计基础值50 年以上,这是国外依据聚乙烯管材环 HDB确
34、定的,已被国际标精确认；此外,聚乙烯管道重量轻也是一重要因素；第三部分 燃气用埋地聚乙烯管道元件制造过程中应留意的问题一、聚乙烯管材、管件的生产及种类1、聚乙烯管材的生产及型号规格聚乙烯管材的生产在挤诞生产线上进行,目前国内主要生产厂家都选用进口生产线,或国内厂家在吸取国外技术基础上的生产线,这些设备基本上实 现了全自动掌握,能够自动上料、自动计量进料、自动切割和卷曲,产品质 量更加稳固,生产效率明显提高；聚乙烯燃气管材国标目前分为 SDR11和 SDR17.6两个系列,管材的颜色有两种,一种为黄色管,一种是黑管加黄条；规格从 32mm630mm；目前国内已应用的最大规格到 400mm；最新发
35、布的ISO标准和欧洲标准和GB15558.1-2003已将管材的公称外径扩大到630mm；14 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2、聚乙烯管件的品种 聚乙烯管件依据施工方法、用途的不同,可分为电熔管件和热熔管件；依据生产方式的不同,可分为注塑管件和焊制管件两大类；大部分管件都可 以采纳注塑模具一次成型,但对于一些壁厚、体积、重量都较大的管件,可 采纳管材焊制加工的方法制造；采纳焊制方法生产的管件一般有三通、四通 和弯头,公称尺寸范畴随着管材扩大； 采纳注塑方法生产的热熔管件有法兰、变径、弯头、等径三通
36、、异径三通和端帽；电熔管件也是采纳注塑方法生产 的,其种类有电熔套筒、电熔变径、电熔弯头、电熔三通、电熔鞍型三通、电熔鞍型分支和端帽等；二、聚乙烯管材的性能指标及检测燃气管道作为城市的能源输送系统一旦显现质量问题,会直接影响到居 民的正常生活；再者,由于燃气的可燃性、易爆性,假如发生燃气泄露,极 易发生爆炸事故；聚乙烯管材取代钢管、铸铁管,作为城市燃气输配管线,同样要求其安全性；要保证产品质量满意标准要求,就必需具有完善的检测 手段；而且产品的质量掌握从原料进厂检验开头贯穿于整个生产过程,直至 产品最终出厂；质量掌握主要从以下几个方面进行： 1 原料的质量掌握 原料是生产聚乙烯管材、 管件的根
37、本, 原料的挑选直接影响管道产品的质 量；没有好的原料,后续工作再合理,生产技术再先进,也生产不出合格的 产品；因此原料的挑选及质量掌握特别重要；原料在生产前必需按标准要求进行检验,合格以后方可用于生产；原料只能是MDPE（中密度聚乙烯）,只能是 PE80HE和 PE100,目前国内产品仍不能达到要求,只能使用表 1 所列进口产品；15 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 表 1 符合标准的聚乙烯燃气管进口专用料牌号及厂家表；材料牌号颜色 BP生产厂家 TR418 黑色、黄色菲利浦（新加坡、比利时）黑色菲
38、纳（比利时） 3802B 黑色菲纳（比利时） 3802Y 黑色（英国） PC002 黄色北欧化工（奥地利） ME2421 黑色北欧化工（奥地利）ME2480 黑色三星（韩国） P200BL 原材料性能是制品性能的首要保证；原材料的长期强度高,可以保证燃 气管道足够长的使用寿命期间承担足够高的压力；原材料耐慢速开裂才能可 以保证热熔焊接接头的坚固；而防止裂纹的快速开裂才能是可以保证燃气管 道偶然开裂不会造成灾难事故；2生产过程的工艺掌握生产过程的工艺掌握特别重要,在生产时要留意对工艺参数的设置及对 物料熔体温度、熔体压力的监控；由于假如生产过程显现剪切过度,会导致 熔体温度的上升,过度的剪切会使
39、材料性能劣化,而这种劣化采纳常规的检 测是很难发觉的；目前国内一些引进的生产线已带有微机监测掌握系统,出 现问题会准时发出警报；对于管材的外观尺寸,一些先进的生产线带有在线 测量仪,管材的外形尺寸,可在屏幕上直接显示,如与主机相连,可实现自 动调整模具,自动掌握壁厚和外径；16 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3产品的出厂检验产品的检验包括外观、尺寸及物理性能,产品的外观主要检查是否有影 响管材性能的沟槽、划伤、凹陷和杂质等；尺寸需测量外径、壁厚和长度,测量值应在标准规定的答应偏差范畴内；外观尺寸检测
40、合格的管材在依据抽 样规章取样,进行物理性能的测试；测试的项目有短期静液压强度（80,165 小时）、断裂伸长率、热稳固性（氧化诱导时间）和熔体质量流淌速率；以上性能试验与外观、尺寸等一起作为每批产品的出厂检验项目；三、在埋地燃气聚乙烯管道元件制造方面几个特殊留意的问题 1、对燃气管道元件用聚乙烯混配料的熟识 燃气管道元件用聚乙烯选用混配料,由树脂厂直接出品,包含必要的稳定体系和颜料,有明确的材料等做如PE80,PE100,聚烯烃是非吸水性材料,通常水分含量相当低,可以满意挤出的需要；当加入含吸湿性颜料,如炭黑 时,由于其呈微孔态,且表面积特别之大,对湿度敏锐,吸水量增大；通常 对燃气用 PE
41、混配料应干燥处理, 否就水分不仅导致管材内外表面粗糙,而且 可能导致熔体显现气泡；干燥可采纳热风干燥或除湿干燥；干燥时间可依据详细情形调整, 原就是干燥后的水分含量应掌握在300mg/kg 以下；当室内环境湿度 70%时,必需使干燥过程（包括二次干燥）的原料处于封闭状态以防 暴露在湿度过高的空气中再度吸湿；冬季室内外温差大,原材料由室外移至 室内,或从室温低的仓库移至操作车间,即骤冷骤热时,应对原料进行干燥,以防止水汽凝聚；2、对挤出工艺过程各个区间温度的把握 挤出过程：17 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - -
42、- - 机 筒物料 进入螺旋杆 挤出 机头 口模 冷却 定型 牵引 喷码 定长切割 挤出成型温度是促使成型物料塑化和塑料熔体、流淌的必要条件,它对 挤出成型过程中物料塑化和物品的质量和产量都有特别重要,挤出机中用于 熔融的能源基本有两种,一种也是最重要的一种是螺杆供应的机械能,这种 能通过粘滞热生成过程转化为热能； 其次种能源是机筒外加热器供应的热能；在多数挤出机中约有 80%-90%或以上的能源由螺杆供应；通常挤出机的温度掌握由机身的加料段到挤出段逐步上升；物料到机头 的温度一般都掌握在流淌温度和分解温度之间,口模温度比机头温度略高；温度过低,塑化不好；温度过高,聚合物降解；各段工艺温度通常
43、考虑以下 几个方面：聚合物本身性能,如熔点、分子量大小和分布、熔融指数等；设备的性能,有的设备进料段的温度对主机电流影响很大；通过观看管 模头挤出的管坯表面是否光滑,有无气泡的现象来判定,温度的设立是否合 理；3、牵引速度与冷却 牵引速度直接影响产品壁厚、尺寸、公差、性能及外观；牵引速度必需 稳固,且牵引速度与管材料挤出速度相匹配；牵引速度与挤出线速度的比值 反映出制品可能发生的取向程度,该比值称为拉伸比,其数值必需等于或大 于 1；牵引速度增加、冷却定型的温度条件不变时,牵引速度快,就制品在 定径套、冷却水槽中停留的时间也就比较短,经过冷却定型后的制品内部仍 会残余较多热量,这些热量会使制品
44、在牵引过程中已经形成的取向结构发生 解取向,从而引起制品取向程度降低；牵引速度越快,管材壁越薄,冷却后 的制品其长度方面的收缩率也越大；牵引速度越慢,管材壁越厚,越简洁导18 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 致口模与定径套之间积料,破坏正常挤诞生产；所以在管材挤出成型中挤出 速度与牵引速度必需很好地掌握；另外,对冷却水流量的调剂也很重要,如 冷却水流量过大,管子表面就会粗糙,产生斑点凹坑；假如过小管子表面就 会产生亮斑；假如分布不均,管子就会产生椭圆度；PE管材一般下线后 24 小时,即可依据产品标准进行有关性能测试；4、对设备机具的治理要求 燃气用埋地聚乙烯管道元件依据制造工艺如管材的挤出要有系列规格的 机头口模或注塑成型的燃气用聚乙烯管件所用的模具；在使用终止,必需将 机头口模、模芯和注塑模具,在仍有余温的情