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PE给水管性能概述

发表时间:2016-05-11

PE给水管

 

PE(聚乙烯)材料由于其强度高、耐腐蚀、无毒等特点,被广泛应用于给水管制造领域。因为它不会生锈,所以,是替代普通铁给水管的理想管材。

 
PE管由于其自身独特的优点被广泛的应用于建筑给水,建筑排水,埋地排水管,建筑采暖、输气管,电工与电讯保护套管、工业用管、农业用管等。其主要应用于城市供水、城市燃气供应及农田灌溉等领域。
 
耐腐蚀性
 
(1)聚乙烯具有优良的耐腐蚀性、较好的卫生性能和较长的使用寿命聚乙烯为无惰性材料,除少量强氧化剂外,可耐多种化学药品侵蚀,且不易滋生细菌。众所周知钢管、铸铁管被塑料管所取代的原因不仅是因为塑料管材比其输水能耗低、生活能耗低、重量轻、水流阻力小、安装简便迅速、造价低、寿命长、具有保温功能等,还因为塑料管耐腐蚀、不易滋生微生物等性能优于钢管及铸铁管。
 
聚乙烯管材的使用寿命为50年以上,这一点不仅已为国际标准和国外的一些先进标准所确认,而且已经被实践所证明。
 
聚乙烯能够推广应用的另一个原因是因为聚氯乙烯日益受到环境保护方面的压力。首先是聚氯乙烯本身的卫生性能问题:众所周知,在正规生产和严格控制下生产聚氯乙烯管是可以保证卫生性能的,容许应用在饮用水领域。但是还是有人担心在控制不严的地方可能会发生问题:如聚氯乙烯树脂中氯乙烯单体的超标,在给水用聚氯乙烯管的配方中误用了有毒的助剂。把不保证无毒的排水用聚氯乙烯管和管件误用到了给水管和管件等。其次是聚氯乙烯管的回收问题:聚氯乙烯和聚乙烯一样是热塑性塑料,从理论上讲都是可以利用的,但是各国的证明,旧塑料制品能回收再生的比例有限,主要的处理方式是焚烧回收能源,聚氯乙烯因为含氯,在焚烧时控制不好就可能产生有害物质,而聚乙烯仅含碳氢,焚烧后生成水和二氧化碳。
 
柔韧性
 
聚乙烯具有独特的柔韧性和优良的耐刮痕的能力
 
聚乙烯管道系统的挠性有着巨大的技术经济价值。聚乙烯的挠性是一个重要的性质,它极大的提高了该材料对于管线工程的价值。良好的挠性使聚乙烯管可以盘卷,以较长的长度进行供应,避免了大量的接头和管件。例如在全国城市改水示范单位——南通自来水公司在一户一表改造中选材时便充分利用了PE小口径管材可盘卷的特性,从水表至用户一根管材到底,中间无须管接头,既节约了成本,又提高了工效。PE小口径管的这种特性已得到全国各城市有水表出户工程的自来水公司的认可,成为其改水作业的首选产品。同时,挠性和重量轻及具有优良的耐刮痕能力,使之可采用多种可减轻对环境和社会生活的影响且费用经济的安装方法,如免开挖施工技术。免开挖施工技术是指利用各种岩土钻掘的技术手段,在地表不开沟(槽)的条件下铺设、更换或修复各种地下管线的施工技术。多种免开挖施工技术非常适宜采用聚乙烯管材,如铺设新管线的水平定向钻进和导向钻进法,原位更换旧管线的胀管法及修复旧管线的穿插更新内衬法及各种改进的内衬法(折叠变形法、热拔法和冷轧法)。
 
PE独特的柔韧性还使其能够有效的抵抗地下运动和端载荷。从表面上看,强度和刚性方面,塑料埋地管不及水泥管及金属管道,但从实际应用看,塑料埋地管是属于“柔性管”,在正确设计和铺设施工下塑料埋地管是和周围土壤共同承受负载的。所以塑料埋地管不需要达到“钢性管”一样的强度和刚性就可以满足埋地使用中的力学性能的要求。同时,聚乙烯的压力松弛特性可有效地通过形变而消耗应力,其实际轴向应力水平远比理论计算值低,而且其断裂伸长率一般都大于500%,弯曲半径可以小到管直径的20~25倍,是一种高韧性材料,对地基不均匀沉降的适应能力非常强,这些特点使其成为抵御地震、地基沉降以及温差伸缩的最为优秀的管道。例如在1995年日本神户大地震中,PE给水管及燃气管就是唯一幸免的管道系统。
 
耐低温
 
聚乙烯具有非常突出的耐低温性能
 
PE管的低温脆化点为-70℃,优于其他管道。在冬季野外施工时聚氯乙烯(PVC-U)管容易脆裂,我国北京地区铺设聚氯乙烯(PVC-U)埋地给水管试点工程中总结的一条经验是温度在零度以下就不适宜进行聚氯乙烯(PVC-U)管的铺设施工了。还有一个明显的佐证,为改进PP的韧性和低温耐冲击性能,可将乙烯与丙烯单体共聚制成无规共聚聚丙烯(PP-R),其一般采用iPP的工艺路线和方法,使丙烯和乙烯的混合气体进行共聚合,得到主链中无规则地分布着丙烯和乙烯段的共聚物(即PP-R管材料),PP-R管材料中的乙烯含量大多在3%左右。但改善后的PP-R耐低温性能仍不尽人意,其脆化点约为-15℃,远高于聚乙烯管的脆化点温度-70℃。
 
断裂韧性
 
聚乙烯具有良好的快速裂纹增长断裂韧性
 
发生快速裂纹增长破坏时,裂纹可以100~45m/s速度快速扩展几百米至十几公里,造成长距离管路损坏,发生大规模泄漏事故,以及后续的燃烧爆炸(输天然气)或洪水(输水)事故。这种事故发生概率不大,一旦发生,危害极大。对塑料压力管的持续发展来讲,防止发生快速裂纹增长破坏要求的重要性已经超过了对长期寿命强度性能的要求。其原因为:在同一SDR(管材直径与其厚度之比)时,计算的长期寿命—长期强度与增大管径无关(实际上大口径管可能比小口径管安全),但快速裂纹增长危险随管径增大而增加。在现有大品种塑实验方法料管中,如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯管等,达到一定管径时,由防止快速裂纹增长破坏所决定的许用压力,总是比由长期强度问题所决定的许用压力低。也就是说,按防止快速裂纹增长破坏的要求决定了许用压力后,长期寿命(如20℃,50年)要求可自行得到满足;快速裂纹增长断裂韧性差的材料将遭到淘汰,不管它的长期强度性能好或坏。如聚氯乙烯(PVC-U)燃气管已经基本上全部被聚乙烯(PE)燃气管所取代。欧洲聚氯乙烯(PVC-U)给水管被聚乙烯(PE)管取代的趋势已经明朗。
 
粘接方法
 
1.管材、管件粘接前,应用干布将承口侧和插口外侧擦拭处理,当表面粘有油污时须用丙酮擦拭干净。
 
2.管材断面应平整、垂直管轴线并进行倒角处理;粘接前应画好插入标线并进行试插,试插深度只能插到原定深度的的1/3~1/2,间隙过大于时严禁使用粘接方法[1]  。
 
3.涂抹粘接剂时,应先涂抹承口内侧,后涂抹插口外侧,涂抹承。
 
口时应顺轴向由里向外均匀涂抹适量,不得漏涂或涂抹过量(200g/m2)。
 
4.粘接剂涂抹后,宜在1分钟内保持施加的外力不变,保持接口的直度和位置正确。
 
5.粘接完毕后及时将挤出的多余粘接剂擦净,在固化时间内不得受力或强行加载。
 
6.粘接接头不得在雨中或水中施工,不得在5℃以下操作。
 
7.连接程序:准备→清理工作面→试插→刷粘接剂→粘接→养护。
 
PE给水管的焊接步骤
 
PE给水管是以专用聚乙烯为原材料经塑料挤出机一次挤出成型,应用于城镇给水管网、灌溉引水工程及农业喷灌工程,特别适用于耐酸碱、耐腐蚀环境的塑料管材.由于PE管道采用热熔、电热熔连接,实现了接口与管材的一体化,并可有效抵抗压力产生的环向应力及轴向的抗冲应力,而且PE管材不添加重金属盐稳定剂,材质无毒,不结垢、不滋生细菌,避免了饮水的二次污染.PE给水管的焊接可以分为下面这几步,这几步至关重要.大家一定要留心看了.
 
(1)PE给水管焊接时,将两管轴线对中,先将两管端部点焊固定[2]  .
 
(2)PE给水管与法兰盘焊接,应先将给水管插入法兰盘内,点焊后用角尺找正,找平后再焊接.法兰盘应两面焊接,其内侧焊接不得突出法兰盘封闭面.
 
(3)PE给水管壁厚在5mm以上时,应切割坡口,保证充分焊透.坡口成形可采用气焊切割或坡口机加工,但应清除渣屑和氧化铁,并用锉刀打磨,直至露出金属光(4)钢管切割时,其割断面应与管子中心线垂直,以保证管子焊接完毕的同心度.
 
(5)法兰要垂直于管子中心线,表面要互相平行,法兰衬垫不得凸入管内,连接法兰的螺栓规格应与法兰配套,螺杆凸出螺母长度不得大于螺杆直径的1/2.
 
(6)焊接给水管时,管子接口要清除浮锈、污垢及油脂.
 
(7)法兰衬垫要按照图纸和规范要求选用,冷水系统采用橡胶垫,热水系统采用石棉橡胶垫.
 
PE给水管技术要求:
1、熔接:热熔连接时,温度必须到210±10℃,应注意避免过火烧焦。
2、埋地:在管沟内工作时,必须考虑必要的安全措施。
3、测试:推荐以水为压力测试介质,在测试时,应采取措施防止管道运动或损坏。[3] 
4、定位:聚乙烯材料不能被磁性定位设备所控制,可采用其它方法检测聚乙烯管线,包括示踪线、标示带、检测带、画线标示、电子标示系统和声控管线示踪方法进行探测。
5、气压:HDPE管道不能应用于高压气体输送领域。
6、应用范围:有些场合不推荐使用HDPE管道,请向供货商咨询其耐化学腐蚀性能。
7、静电:HDPE管道拌有高的静电,在易燃易爆气体场合,应采取相应的消除静电的措施。
8、冲击性能:HDPE管道抗冲性好,用锤子去敲打管道,应注意管道会产生一定的回弹力。
9、盘卷:盘卷的小口径HDPE管道象弹簧一样储存有能量,如果切开包装带,会产生较大的回弹力。
10、储存:如果管材必须堆积储存,那么应避免过高堆积,并且应直排堆放,如果管道的堆放不适当,管材可能会发生变形。
11、重量:尽管HDPE管道较其它传统管材轻,但仍具有一定的重量,因此在搬运和施工时应小心谨慎。
12、卸货:必须使用正确的卸货设施,应检查所有用于搬运的工具是否符合要求。
 
PE给水管热熔承插安装流程:
(1)同时加热管材、管件,然后承插(承插到位后待片刻松手,在加热、承插、冷却过程中禁止扭动;
(2)将热熔机模头加温至20左右;
(3)用管剪根据安装需要将管材剪断;
(4)自然冷却;
(5)在管材待承插深度处标记号;
(6)施工完毕经试验压验收合格后投入使用。
 
PE给水管热熔连接施工步骤:
1、材料准备:将管道或管件置于平坦位置,放于对接机上,留足10-20mm的切削余量。
2、切削:切削所焊管段、管件端面杂质和氧化层,保证两对接端面平整、光洁、无杂质。
3、对中:两焊管段端面要完全对中,错边越小越好,错边不能超过壁厚的10%。否则,将影响对接质量。
4、加热:对接温度一般在210-230℃之间为宜,加热板加热时间冬夏有别,以两端面熔融长度为1-2mm为佳。
5、熔融对接:是焊接的关键,对接过程应始终处于熔融压力下进行,卷边宽度以2-4mm为宜。
6、冷却:保持对接压力不变,让接口缓慢冷却,冷却时间长短以手摸卷边生硬,感觉不到热为准。
7、对接完成:冷却好后松开卡瓦,移开对接机,重新准备下一接口连接。

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