聚乙烯(PE)燃气管道的应用与发展(doc33)(1)dzht.docx
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聚乙烯(PE)燃气管道的应用与发展(doc33)(1)dzht.docx
聚乙烯(PE)燃气管管道的应应用与发发展一、 燃燃气用埋埋地聚乙乙烯管道道系统发发展简史史 本世纪在在管道领领域发生生了一场场革命性性的进步步,即“以塑代代钢”。随着着高分子子材料科科学技术术的飞跃跃进步,塑塑料管材材开发利利用的深深化,生生产工艺艺的不断断改进,塑塑料管道道淋漓尽尽致地展展示其卓卓越性能能。在今今天,塑塑料管材材已不再再被人们们误认为为是金属属管材的的“廉价代代用品”。在这这场革命命中,聚聚乙烯管管道倍受受青睐,日日益发出出夺目的的光辉,广广泛用于于燃气输输送、给给水、排排污、农农业灌溉溉、矿山山细颗粒粒固体输输送,以以及油田田、化工工和邮电电通讯等等领域,特特别在燃燃气输送送上得到到了普遍遍的应用用。1. 国国外聚乙乙烯燃气气管发展展简史19333年英国国ICII公司首首先发现现了聚乙乙烯(PPE)。发发展至今今,聚乙乙烯已是是由多种种工艺方方法生产产的、具具有多种种结构和和特性及及多种用用途的系系列品种种树脂,已已占世界界合成树树脂产量量的三分分之一,居居第一位位。第二次世世界大战战时期,由由于铜与与钢材的的短缺,国国外开始始研究在在燃气输输配等领领域使用用塑料管管。燃气气输配用用塑料管管的材料料按应用用的起始始年代分分别为:醋酸-丁酸纤纤维素(119499年美国国),硬硬聚氯乙乙烯(119500年原西西国),耐耐冲击聚聚氯乙烯烯(19952年年美国),环环氧玻璃璃钢(119555年美国国),聚聚乙烯(119566年美国国),涤涤纶(119633年意大大利)和和尼龙(119699年澳大大利亚)。随随着时间间的推移移和对燃燃气工程程运行经经验的不不断总结结,人们们逐渐认认识到在在应用塑塑料管时时应考虑虑以下几几个方面面的因素素:a.经济济性b.接口口稳定、严严密性c.耐环环境应力力开裂d.耐腐腐蚀和耐耐化学性性e.耐老老化性f.韧性性g.柔软软、可挠挠性h.耐久久性i.强度度与温度度的关系系j.长期期静液压压强度的的大小经过顺序序淘汰,到到60年年代后期期,只剩剩下聚氯氯乙烯管管和聚乙乙烯管。聚聚氯乙烯烯管虽然然强度大大,成本本低廉,但但与聚乙乙烯相比比有如下下缺点:a.脆性性,易产产生断裂裂现象;b.缺乏乏可挠性性,不能能盘卷等等;c.接触触溶剂的的可靠性性差等。因此,采采用聚氯氯乙烯管管的数量量大幅减减少,而而使用聚聚乙烯管管显著上上升。自自19556年铺铺设第一一条聚乙乙烯燃气气管道以以来,到到70年年代,在在欧洲和和北美,聚聚乙烯管管道在燃燃气领域域得到迅迅速的推推广应用用。聚乙乙烯管道道在各国国燃气管管道上的的广泛应应用已成成为管道道领域最最为引人人注目的的成就。这这一方面面是由于于聚乙烯烯材料制制作管道道具有非非常独到到的技术术经济优优势,另另一方面面是由于于聚乙烯烯管道的的原料性性能,管管材、管管件制造造工艺,连连接方法法,连接接机具以以及运行行中的维维修手段段等在多多年的实实践中,已已达到完完善的配配套系统统。时至至今日,在在燃气领领域,无无论是对对于新铺铺设或旧旧管道的的修复和和更新,聚聚乙烯管管都是主主要的选选择之一一。欧洲洲的PEE燃气管管道普及及率极高高,如英英国、丹丹麦等国国均超过过90%,法国国19998年新新敷设燃燃气管道道几乎1100%采用聚聚乙烯管管道。早早在19988年年,在慕慕尼黑召召开的国国际煤联联(IGGU)配配气委员员会会议议,委员员们一致致认为采采用聚乙乙烯(PPE)埋埋地燃气气管道质质量可靠靠,运行行安全,维维护简便便,费用用经济。这这种共识识显然是是五十年年来聚乙乙烯管道道与其它它管道反反复比较较、竞争争后达成成的。应应该指出出,这不不仅应归归功于PPE管的的优良的的综合性性能,而而且缘于于PE管管道的原原料性能能,管材材、管件件制造工工艺,连连接方法法,连接接机具以以及运行行中的维维修手段段等在多多年的实实践中,不不断取得得革命性性的进步步。如对对PE管管道性能能影响最最大的因因素之一一的原料料,随着着聚合工工艺的改改进,八八十年代代水平PPE管材材原料与与七十年年代水平平相比较较,即取取得极大大的进步步。 经经过近半半个世纪纪的不断断发展,时时至今日日,聚乙乙烯管道道已成为为最成熟熟的塑料料管道品品种之一一。自六六十年代代初,探探索聚乙乙烯管道道用于燃燃气输送送以来,围围绕聚乙乙烯管道道系统的的各个方方面的研研究和开开发工作作就一直直未间断断,且异异常活跃跃。世界界上很多多国家聚聚乙烯树树脂制造造商、管管材制造造商、管管件及管管路附件件制造商商、管材材挤出设设备制造造商、管管道的施施工和使使用单位位(如燃燃气公司司和自来来水公司司)、施施工机具具的制造造商、产产品认证证机构、有有关大学学和科研研机构均均以极大大的热情情投入到到这项工工作中来来。研究究开发的的广度、深深度及速速度,是是其他类类塑料管管道所难难与比拟拟的。聚聚乙烯管管道系统统的高度度成熟突突出表现现在:(1) 聚乙烯烯管材级级原料不不断发展展,八十十年代末末第三代代聚乙烯烯管材树树脂(PPE1000)出出现,使使大口径径管的使使用也具具有了优优势。(2) 严谨而而科学的的管道设设计理念念。对聚聚乙烯管管材料长长期使用用性能的的评价形形成了系系统科学学的标准准评价方方法,从从而在设设计上保保证了长长期使用用性能及及使用的的安全性性。(3)高高度成熟熟的制造造设备和和挤出工工艺。(4)与与管材同同步发展展,多品品种配套套的管件件。(5)管管道连接接、施工工和维护护的成熟熟技术与与设备。(6)丰丰富的研研究成果果、大量量成功的的工程实实践和系系统完备备的标准准体系。从从原料到到工程施施工,从从产品要要求到质质量的控控制方法法,聚乙乙烯管道道系统均均具有完完备的IISO标标准。标标准的高高水平和和系统化化,标志志了聚乙乙烯管道道发展的的高度成成熟。2. 国国内聚乙乙烯燃气气管发展展简史我国是从从80年年代初期期开始聚聚乙烯燃燃气管的的研究工工作,最最早使用用聚乙烯烯管输送送城镇燃燃气是119822年在上上海。为为使聚乙乙烯燃气气管研究究工作受受到重视视并顺利利进行,国国家科委委19887年把把“聚乙烯烯燃气管管专用料料研制和和加工应应用技术术开发”列为国国家“七五”科技攻攻关项目目,从专专用原料料管材、管管件加工工工程应应用标准规规范制定定进行系系统研究究,取得得丰硕成成果。119955年,国国家技术术监督局局、建设设部分别别颁发了了PE燃燃气管材材、管件件的国家家标准和和工程技技术的行行业规程程。目前前,PEE燃气管管正在国国内迅速速推广使使用。在在PE燃燃气管推推动下,国国内已基基本掌握握PE工工程管道道的生产产与使用用技术,引引进了相相当数量量的国际际一流生生产线,形形成了相相当规模模的生产产能力。这这对聚乙乙烯燃气气管的发发展奠定定了坚实实有力的的基础。999年国国内聚乙乙烯燃气气管材产产量已近近1万吨吨,并以以20%的年增增长率向向前发展展。二、 聚聚乙烯燃燃气管原原料特性性及其发发展聚乙烯管管习惯上上按照密密度分为为低密度度及线型型低密度度聚乙烯烯(LDDPE及及LLDDPE)管管(密度度为0.9000-0.9300g/ccm3),中中密度聚聚乙烯(MMDPEE)管(密密度为00.9330-00.9440g/cm33)和高高密度聚聚乙烯(HHDPEE)管(密密度为00.9440-00.9665g/cm33)。由由于材料料的不断断进步,根根据发展展阶段和和性能的的不同,产产生了材材料的等等级分化化,密度度不能反反映聚乙乙烯作为为管材的的本质性性能,因因此目前前国际上上根据聚聚乙烯管管的长期期静液压压强度(MMRS)对对管材及及其原料料进行分分类和命命名。长长期静液液压强度度是指连连续施加加在该聚聚乙烯树树脂制管管管壁上上50年年时引起起管材破破坏时所所计算的的在管壁壁上的环环向张应应力,该该值是管管材结构构设计的的基础。聚聚乙烯管管的工程程设计概概念与金金属管不不同,对对于金属属管的设设计,广广泛的使使用环境境温度下下的屈服服强度系系数。而而聚乙烯烯管与金金属管不不同,它它受持续续应力及及温度变变化的影影响,因因此聚乙乙烯管的的设计应应力应根根据长期期强度来来决定,即即通过绘绘制恒温温下应力力与破坏坏时间的的曲线来来确定。根根据聚乙乙烯管的的长期静静液压强强度(MMRS),国国际上将将聚乙烯烯管材料料分为PPE322、PEE40、PPE633、PEE80和和PE1100五五个等级级。目前前国际上上使用量量最大的的管材树树脂的MMRS值值为8.0MPPa(PPE800级),而而MRSS值为110MPPa(PPE1000级)的管材材树脂的的已开发发成功,这这种树脂脂采用双双峰分布布、己烯烯共聚技技术,在在提高长长期静液液压强度度的同时时,也提提高了耐耐慢速裂裂纹增长长和耐快快速开裂裂扩展性性能,并并具有良良好的加加工性,为为提高管管网输送送压力、增增大管道道口径、扩扩大管道道应用范范围创造造了条件件。目前前PE1100的的管材使使用量,特特别是在在大口径径管材上上的用量量,正在在迅速上上升。表表1列出出了目前前欧洲PPE1000级聚聚乙烯燃燃气管道道实际使使用压力力。表1. 欧洲PPE1000级聚聚乙烯燃燃气管道道实际使使用压力力国家 英英国 比比利时 法国 荷兰 西班牙牙 尺寸比(SDRR) 111 117.66 177.6 11 11 使用压力力(Mppa) 0.77 0.5 00.4 0.88 0.7 目前,国国外正在在尝试将将SDRR11的的聚乙烯烯燃气管管的使用用压力提提高到11.0MMpa。三、 聚聚乙烯燃燃气管材材的特点点聚乙烯燃燃气管道道具有许许多卓越越的特性性,如耐耐低温,韧韧性好,刚刚柔相济济。因而而在一些些特殊用用途中更更是大显显身手,因因为在这这些领域域中,传传统材料料管子,不不是不适适用,就就是费用用大,而而且还不不能保证证管道的的安全使使用。如如钢管、铸铸铁管最最大的问问题是在在使用期期内,普普遍发生生的腐蚀蚀和接头头泄漏。聚聚乙烯管管则具有有明显的的优点,圆圆满地解解决了传传统管道道的腐蚀蚀和接头头泄漏两两大难题题。如作作为室外外线路管管敷设在在腐蚀性性的土壤壤中,地地震地区区、山地地和沼泽泽地区;作为承承插管插插入旧管管道中修修复、更更新旧管管道。由由于与众众不同的的施工特特点,往往往为用用户带来来巨大的的经济效效益。如如美国资资料报导导,聚乙乙烯管安安装费用用低于钢钢管道安安装费用用50%,而穿穿插法又又比聚乙乙烯管直直接埋地地法节约约30-40%。聚乙乙烯管的的主要优优点体现现在:1.耐腐腐蚀。聚聚乙烯为为惰性材材料,除除少数强强氧化剂剂外,可可耐多种种化学介介质的侵侵蚀。无无电化学学腐蚀,不不需要防防腐层。2.不泄泄漏。聚聚乙烯管管道主要要采用熔熔接连接接(热熔熔连接或或电熔连连接),本本质上保保证接口口材质、结结构与管管体本身身的同一一性,实实现了接接头与管管材的一一体化。试试验证实实,其接接口的抗抗拉强度度及爆破破强度均均高于管管材本体体,可有有效地抵抵抗内压压力产生生的环向向应力及及轴向的的拉伸应应力。因因此与橡橡胶圈类类接头或或其他机机械接头头相比,不不存在因因接头扭扭曲造成成泄漏的的危险。3.高韧韧性。聚聚乙烯管管是一种种高韧性性的管材材,其断断裂伸长长率一般般超过5500%,对管管基不均均匀沉降降的适应应能力非非常强。也也是一种种抗震性性能优良良的管道道。在119955年日本本的神户户地震中中,聚乙乙烯燃气气管和供供水管是是唯一幸幸免的管管道系统统。正因因为如此此,日本本震后大大力推广广PE管管在燃气气领域的的使用。4.聚乙乙烯管具具有优良良的挠性性。聚乙乙烯的挠挠性是一一个重要要的性质质,它极极大地增增强了该该材料对对于管线线工程的的价值。聚聚乙烯的的挠性使使聚乙烯烯管可以以进行盘盘卷,并并以较长长的长度度供应,不不需要各各种连接接管件。用用于不开开槽施工工,聚乙乙烯管道道的走向向容易依依照施工工方法的的要求进进行改变变;聚乙乙烯材料料的挠性性,使其其可在施施工前改改变管材材的形状状,插入入旧管后后恢复原原来的大大小和尺尺寸。5. 聚聚乙烯管管道具有有良好的的抵抗刮刮痕能力力。采用用不开槽槽施工技技术,无无论是铺铺设新管管或旧管管道的修修复或更更新,刮刮痕是无无法避免免的。刮刮痕造成成材料的的应力集集中,引引发管道道的破坏坏。管材材抵抗刮刮痕的能能力,与与管材的的慢速裂裂纹增长长(SCCG)行行为关系系密切,研研究证明明,PEE80等等级的聚聚乙烯管管具有较较好的抵抵抗SCCG的能能力和耐耐刮痕能能力。PPE1000聚乙乙烯管材材料则具具有更加加出色的的抵抗刮刮痕能力力。6. 良良好的快快速裂纹纹传递抵抵抗能力力。管道道的快速速开裂是是指在管管道偶然然发生开开裂时,裂裂纹以几几百m/秒的速速度迅速速增长,瞬瞬间造成成几十mm甚至上上千m管管道破坏坏的大事事故。快快速开裂裂是一种种偶发事事故,但但其后果果是灾难难性的。早早在五十十年代,美美国输气气钢管曾曾发生几几起快速速开裂事事故。聚聚氯乙烯烯气管和和水管均均曾发生生过快速速开裂事事故。实实际使用用中尚未未发现聚聚乙烯燃燃气管的的快速开开裂。因因而近110年来来,国际际上对塑塑料管道道,特别别聚乙烯烯燃气管管的快速速裂纹传传递进行行了大量量卓有成成效的研研究工作作。结果果表明,在在常用的的塑料管管材中,聚聚乙烯抵抵抗裂纹纹快速传传递的能能力名列列前茅。如如UPVVC的动动态断裂裂韧性KKD为11.8MMNm-3/22,PPP-R的的KD为为1.66MNmm-3/2,而而PE880的KKD则为为2.99MNmm-3/2,PPE1000的KKD则高高达3.8MNNm-33/2。温温度越低低,管径径和壁厚厚越大,工工作压力力越高,塑塑料管道道快速开开裂的危危险性越越大。因因此,聚聚乙烯管管道,特特别是PPE1000管更更适宜做做大口径径管。目目前,国国外的聚聚乙烯燃燃气管材材标准(IISO444377-19997和和EN115555)已将将耐快速速开裂扩扩展(RRCP)列列入标准准之中。7. 聚聚乙烯管管道使用用寿命长长,可达达50年年以上,这这是国外外根据聚聚乙烯管管材环向向抗拉强强度的长长期静水水压设计计基础值值(HDDB)确确定的,已已被国际际标准确确认。此外,聚聚乙烯管管道重量量轻也是是一重要要因素。四、 聚聚乙烯燃燃气管道道系统的的设计(一)、聚聚乙烯燃燃气管道道强度计计算做为工程程管道,应应有两个个重要的的指标,即即长期使使用性能能及使用用的安全全性。当当代聚乙乙烯管道道的生产产者完全全可以提提供真正正称之为为工程塑塑料的管管材和管管件,是是缘于两两个极为为有力的的后盾。一一个是原原材料供供应者的的高度先先进技术术的支持持;一个个是科学学而严谨谨的设计计思想。在在当代高高分子材材料科学学技术进进步支持持下,聚聚乙烯管管材树脂脂的合成成技术和和性能不不断取得得进展,管管材长期期使用性性能日益益提高,如如19889年分分子量分分布呈双双峰型的的PE1100级级管材树树脂的出出现,将将聚乙烯烯管材料料推到了了一个崭崭新的高高度。同同时,对对聚乙烯烯管材料料长期使使用性能能的评价价形成了了系统科科学的标标准评价价方法,即即对管材材树脂最最低要求求的静液液压强度度MRRS的测测量。所所谓MRRS是指指连续施施加在该该聚乙烯烯树脂制制管管壁壁上500年时引引起管材材破坏时时所计算算的在管管壁上的的环向张张应力。该该值是管管材结构构设计的的基础。聚聚乙烯管管材结构构设计的的ISOO方程:(SDRR=dee/e) 公式式(1) P 公公称压力力(MPPa) 设计应应力(MMPa)SDRR 标准准尺寸比比de 管公称称外径ee 管公公称规定定壁厚管管材设计计应力的的求取:公式(22)设计计系数(C):保证管管道满负负载运行行时还有有一定的的安全度度。(二二)、我我国聚乙乙烯燃气气管道工工程技术术规程设设计系数数我国聚聚乙烯燃燃气管道道工程技技术规程程是根据据PE880级管管材来考考虑,对对不同种种类燃气气的设计计系数做做出如下下规定:表2.不同种种类燃气气的设计计系数 燃气种类类SDR111SDR117.66天然气48液化石油油气(气气态)16/不含冷凝凝液的气气态液化化石油气气5.333/人工煤气气320/不含冷凝凝液的人人工煤气气8/根据以上上设计系系数,在在我国聚聚乙烯管管道输送送不同种种类燃气气的最大大允许工工作压力力如下:表3.不同种种类燃气气的最大大允许工工作压力力燃气种类类最大允许许工作压压力(MMpa)SDR111SDR117.66天然气0.40.2液化石油油气(气气态)0.1/不含冷凝凝液的气气态液化化石油气气0.3/人工煤气气0.0005/不含冷凝凝液的人人工煤气气0.2/我国燃气气管道的的施工技技术规程程的编制制说明中中也明确确:我国国允许使使用压力力时按工工作温度度20,使用用寿命550年,管管道环向向应力为为8.00 Mppa(长长期静液液压强度度),安安全系数数不小于于4等44个条件件来确定定的。在在安全性性能得到到保证的的情况下下,改变变以上条条件中的的任意一一个,最最大允许许工作压压力可以以提高,也也就是,经经过充分分论证,设设计系数数可以调调整。五五、 聚聚乙烯管管材、管管件的生生产、型型号规格格及种类类(一)、聚聚乙烯管管材的生生产及型型号规格格聚乙烯烯管材的的生产在在挤出生生产线上上进行,目前国内几个主要生产厂家都选用进口生产线,基本上实现了全自动控制,能够自动上料、自动计量进料、自动切割和卷曲,产品质量更加稳定,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20mm250mm;目前国内已应用的最大规格到400mm。最新发布的ISO标准和欧洲标准已将管材的公称外径扩大到630 mm。管材的规格及尺寸偏差见下表:表4 聚乙烯管材的规格尺寸表 单位:mm公称外径径De壁厚e备注基本尺寸寸允许偏差差SDR117.66SDR111基本尺寸寸允许偏差差基本尺寸寸允许偏差差20<+0.302.3+0.4403.0+0.440 25+0.3302.3+0.4403.0+0.440 32+0.3302.3+0.4403.0+0.440*40+0.4402.3+0.4403.7+0.550*50+0.4402.9<+0.404.6<+0.60*63+0.4403.6+0.5505.8+0.770*75+0.5504.3+0.6606.8+0.880 90+0.6605.2+0.7708.2+1.000*110+0.6606.3+0.88010.00+1.110*125+0.6607.1+0.99011.44+1.330 140+0.9908.0+0.99012.77+1.440 160<+1.009.1+1.11014.66+1.660*180+1.00010.33+1.22016.44+1.880 200+1.22011.44+1.33018.22+2.000*225+1.44012.88+1.44020.55+2.220 250+1.55014.22+1.66022.77+2.440*315+1.88017.99+1.99028.77+3.000*355+2.00020.22+2.22032.33+3.440 400+2.22022.88+2.44036.44+3.880 注:备注注栏中带带*号的的为目前前国内常常用规格格(二)、聚聚乙烯管管件的品品种聚乙乙烯管件件根据施施工方法法、用途途的不同同,可分分为电熔熔管件和和热熔管管件。根根据生产产方式的的不同,可可分为注注塑管件件和焊制制管件两两大类。大大部分管管件都可可以采用用注塑模模具一次次成型,但但对于一一些壁厚厚、体积积、重量量都较大大的管件件,可采采用管材材焊制加加工的方方法制造造。采用用焊制方方法生产产的管件件一般有有三通、四四通和弯弯头,公公称尺寸寸范围随随着管材材扩大;采用注注塑方法法生产的的热熔管管件有法法兰、变变径、弯弯头、等等径三通通、异径径三通和和端帽;电熔管管件也是是采用注注塑方法法生产的的,其种种类有电电熔套筒筒、电熔熔变径、电电熔弯头头、电熔熔三通、电电熔鞍型型三通、电电熔鞍型型分支和和端帽等等;目前前,国内内常用的的管件规规格见下下表:表表5.聚聚乙烯管管件规格格型号单单位:mmm管件名称称规 格热熔管件件法兰头324050637590110125160200225250315三通324050637590110125160 900弯弯头324050637590110125160 端帽324050637590110125160200225250315变径40/332,550/332,550/440,663/332,663/440,663/550,775/550,775/663,990/663,1110/50,1110/63,1110/90,1125/1100,1660/990,1160/1100,2000/1160,2225/1600,2225/2200,2250/2000,2550/2225,3315/2255,3115/2250电熔管件件套筒324050637590110125160200225250315三通324050637590110 900弯弯头324050637590110 修补马鞍鞍 637590110125160200225250 变径40/332,550/332,550/440,663/332,663/440,663/550,990/663, 1100/633,1110/990鞍型三通通63/332,663/440,990/332,990/440,990/663,1110/32,1110/40,1110/63,1160/32,1160/40,1160/63,2200,440,2200/63,2225/40,2225/63,2250/40,2250/63鞍型分支支125/63,1160/63,2200/63,2200/90,2250/63,2250/90六、 聚聚乙烯管管材的性性能指标标及检测测目前我国国对聚乙乙烯燃气气管材按按PE880级原原料按照照GB1155558.11燃气气用聚乙乙烯管材材标准准来生产产,管材材的性能能指标见见下表:表6.聚乙烯烯燃气管管材的性性能指标标 序号项目性能要求求1长期静液液压试验验,MPPa(220,500年,995%)8.002短期静液液压强度度,MPPa209.0韧韧性破坏坏时间(hh)>1100804.6脆脆性破坏坏时间(hh)>11654.0破破坏时间间(h)>>100002)3热稳定性性,miin(2200)>204耐应力开开裂,hh(800,4.0MPPa)1000017003)5压缩复原原,h(880,4.0MPPa)>17006纵向回缩缩率,%(1110)37断裂伸长长率,%>35008耐候性(管管材累计计接受3.55kMJJ/m22老化能能量后)仍能满足足本表第第2、33、7项项性能要要求,并并保持良良好的焊焊接性能能燃气管道道作为城城市的能能源输送送系统一一旦出现现质量问问题,会会直接影影响到居居民的正正常生活活。再者者,由于于燃气的的可燃性性、易爆爆性,如如果发生生燃气泄泄露,极极易发生生爆炸事事故。聚聚乙烯管管材取代代钢管、铸铸铁管,作作为城市市燃气输输配管线线,同样样要求其其安全性性。要保保证产品品质量满满足标准准要求,就就必须具具有完善善的检测测手段。而而且产品品的质量量控制从从原料进进厂检验验开始贯贯穿于整整个生产产过程,直直至产品品最终出出厂。质质量控制制主要从从以下几几个方面面进行:1 原料的的质量控控制原料料是生产产聚乙烯烯管材、管管件的根根本,原原料的选选择直接接影响管管道产品品的质量量。没有有好的原原料,后后续工作作再合理理,生产产技术再再先进,也也生产不不出合格格的产品品。因此此原料的的选择及及质量控控制十分分重要。原原料在生生产前必必须按标标准要求求进行检检验,合合格以后后方可用用于生产产。聚乙乙烯原料料性能指指标见下下表:表表7.PPE燃气气管材专专用料基基本技术术指标要要求序号项 目IItemms技术要求求Typpicaal VValuue单位Unnitss1密度Deensiity9300kg/mm32断裂伸长长率Ellonggatiion at Breeak>5000%3热稳定性性(2000 )Oxiidattionn Innducctioon TTimee (2200 )>20min4耐环境应应力开裂裂(F550)EEnviironnmenntall Sttresss ccracck RResiistaancee10000h5炭黑含量量1)CCarbbon Blaack Conntennt2.255±0.25%6水分含量量Watter Conntennt <3000mg/kkg7挥发份含含量Voolattilee Coonteent<3500mg/kkg8耐气体组组分Reesisstannce to Gass Coonsttituuentts30h9长期静液液压强度度(MRRS )8.00MPa2 生生产过程程的工艺艺控制生生产过程程的工艺艺控制非非常重要要,在生生产时要要注意对对工艺参参数的设设置及对对物料熔熔体温度度、熔体体压力的的监控。因因为如果果生产过过程出现现剪切过过度,会会导致熔熔体温度度的升高高,过度度的剪切切会使材材料性能能劣化,而而这种劣劣化采用用常规的的检测是是很难发发现的。目目前国内内一些引引进的生生产线已已带有微微机监测测控制系系统,出出现问题题会及时时发出警警报。对对于管材材的外观观尺寸,一一些先进进的生产产线带有有在线测测量仪,管管材的外外形尺寸寸,可在在屏幕上上直接显显示,如如与主机机相连,可可实现自自动调整整模具,自自动控制制壁厚和和外径。3 产品的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允许偏差范围内。外观尺寸检测合格的管材在按照抽样规则取样,进行物理性能的测试。测试的项目有断裂伸长率、短期静液压强度(20,环向应力9.0Mpa,韧性破坏时间>100h;80,环向应力4.0Mpa,脆性破坏时间>165h)、热稳定性、耐应力开裂(80,环向应力4.0Mpa,破坏时间>170h)、压缩复原(80,环向应力4.0MPa,破坏时间>170h)和纵向回缩率(110)。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。七、 聚乙烯燃气管道的配套产品1 警示带为保护管道在日后运行中,不受到人为的意外破坏,应在管道的上方,距管顶不小于300mm处敷设一条警示带,警示带上应有醒目的提示字样。对警示带的基本要求是宽度100mm或150mm,颜色为金黄色,警示带应能抗击回填土的冲击、压迫及土壤中化学物质的腐蚀。该警示带应与管道一样,具有不低于50年的寿命。2 示踪线由于聚乙烯管道是绝缘体,因此常规的电磁法无法探测到管道的位置和深度。为能采用常规方法进行探测,要求在敷设聚乙烯管的同时,敷设一条金属示踪线。对示踪线的基本要求是:示踪线要与聚乙烯管道在同一位置或有固定的相对位置;用常规仪器能探测到;寿命与聚乙烯管道相同,不低于50年。目前一般采用聚乙烯包覆金属丝(即电线),也有在警示带内夹放金属铝箔,将警示带与示踪线合二为一。3 聚乙烯(PE)球阀聚乙烯(PE)球阀的工作压力可与SDR11的聚乙烯管材相匹配,其使用寿命与聚乙烯管材一样按50年进行设计。聚乙烯(PE)球阀与金属球阀相比,其优点见下表:表8.聚乙烯(PE)球阀与金属球阀的比较金属球阀阀聚乙烯(PPE)球球阀需要钢塑塑转换接接头,法法兰,螺螺栓螺母母垫片等等直接热熔熔或电熔熔连接需要防腐腐处理和和定期检检查不需要需要定期期维护和和备品备备件不需要需要阀门门井不需要阀门的操操作对聚聚乙烯管管施加很很大的应应力,长长期作用用会减少少聚乙烯烯管的使使用寿命命因聚乙烯烯阀门直直埋于地地下,对对阀门所所施加的的力均匀匀传递给给了土壤壤,对聚聚乙烯管管寿命无无影响。聚乙烯阀阀门的开开闭用专专用扳手手在地面面上完成成,不同同规格的的阀门只只要用同同一规格格的专用用扳手便便可完成成阀门的的开闭。聚聚乙烯阀阀门的使使用寿命命为500年。阀阀门的工工作压力力可与SSDR111的聚聚乙烯管管相匹配配。聚乙乙烯(PPE)球球阀从结结构形式式上分为为两种通径径孔球阀阀和。通通径孔球球阀的通通孔内径径与相应应管材的的内径大大小一致致,而缩缩径孔球球阀通孔孔内径比比相应管管材的内内径要小小。因此此,从输输气量上上缩径孔孔球阀较较通径孔孔球阀要要小,但但体积也也较小,重重量轻,价价格也相相对较低低。两种种球阀内内孔直径径的比较较见下表表:表99. 缩缩径孔球球阀较通通径孔球球阀内孔孔直径的的比较 单位:mm规格(SSDR111)63110016002255通径孔4792132169缩径孔34.3364921214. 钢钢塑过渡渡接头在在聚乙烯烯管道系系统中,当当聚乙烯烯管道与与金属管管道系统统连接时时,常需需使用钢钢塑过渡渡接头连连接,这这在聚乙乙烯燃气气管道系系统的应应用中是是经常见见到的。如如聚乙烯烯管道出出地面进进户前与与流量表表、压力力表、减减压阀等等的连接接。钢塑塑过渡接接头一端端为聚乙乙烯管材材,另一一端为钢钢管,两两者靠丝丝扣锁紧紧,之间间靠密封封圈来密密封,可可保证结结合处不不泄露。八、 HHDPEE管材及及管件的的运输、堆堆放、装装卸管材材一般以以卡车运运输,运运输时不不得受到到划伤、抛抛摔、剧剧烈的撞撞击、曝曝晒、雨雨淋、油油污及化化学品的的污染。存存储时,管材的的两端应应堵封,堆放在在远离热热源、油油品及化化学品污污染地、温温度不超超过400、地面面平整、通通风良好好的库房房内;室室外堆放放应有遮遮盖物,避免雨雨淋及曝曝晒。管管材应整整齐堆放放,高度度一般不不超过11.5米米。当管管材捆扎扎成1mm×1mm的方捆捆,并且且两侧加加支撑保保护时,堆放高高度可适适当提高高,但不不宜超过过3m。管件应放入密封塑料袋中,批量或单一包装,并放入厚纸箱内存放。管材可以使用吊网、叉车或非金属吊索装卸,但不能使用可能刮伤管面的链、钩、钢丝等工具。装卸时应注意以下事项:(1) 重的管子放在下层。(2) 以光滑的材料包在卡车的外缘,保护悬空的管子不受损害。(3) 由于管材内外壁均很光滑,因而必须仔细固定,以免在运输过程中滑落。九、 聚乙烯管材的连接技术及施工应注意的问题(一)聚乙烯管材的连接技术聚乙烯管道系统连接技术的优劣,直接关系到燃气管网系统的运行效果和使用寿命。按焊接方式的不同,聚乙烯管道的连接一般分为两种热熔连接和电熔连接。聚乙烯管道焊接通用原理是聚乙烯一般可在190240之间的范围内被熔化(不同原料牌号的熔化温度一般也不相同),此时若将管材(或管件)两熔化的部分充分接触,并保持有适当的压力(电熔焊接的压力来源于焊接过程中聚乙烯自身产生的热膨胀),冷却后便可牢固地融为一体。由于是聚乙烯材料之间的本体熔接,因此接头处的强度与管材的本身的强度相同,此外与金属管道连接需采用钢塑过渡接头或法兰连接。热熔连接和电熔连接方式的优缺点比较见下表:表10.热熔连接和电熔连接方式的对比 名称要求电熔连接接1. 需需要有专专用的电电熔焊机机。2. 适用用于所有有规格尺尺寸的管管材。33. 可可用于不不同牌号号、材质质的管材材与管材材、管材材与管件件连接。4. 不易受环境、人为因素影响。5. 设备投资低,维修费用低。6. 连接操作简单易掌握。热熔连接接1. 需需要有专专用的热热熔焊机机。2. 一般般适用