聚乙烯給水管道系統(tǒng)發(fā)展與應(yīng)用

時間：2019-11-16作者：淄博鼎昌信隆塑膠科技有限公司瀏覽：143

聚乙烯給水管道系統(tǒng)發(fā)展與應(yīng)用
摘要：
介紹了塑料管道系統(tǒng)發(fā)展，分析與管道系統(tǒng)相關(guān)的材料、產(chǎn)品，系統(tǒng)適用性等各項技術(shù)要求，重大技術(shù)修改點以及對管道系統(tǒng)的影響，智能焊機對焊口*追蹤與質(zhì)量**，管道快速修復(fù)的廣泛應(yīng)用等，保證與提升整個管道系統(tǒng)質(zhì)量，進而推動給水用聚乙烯（PE）輸配系統(tǒng)的良好發(fā)展。
關(guān)鍵詞：聚乙烯、性能發(fā)展、智能、適用性
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1?前言
早在20世紀(jì)30年代歐洲等發(fā)達國家就開始生產(chǎn)應(yīng)用塑料管道，我國80年代初期開始系統(tǒng)地研究聚乙烯管道在**工程中應(yīng)用并逐步擴展，雖起步較晚，但隨著高分子材料的發(fā)展及產(chǎn)品技術(shù)性能提高，在我國發(fā)展十分迅速，但近年來隨著個別問題工程的出現(xiàn)，行業(yè)對聚乙烯給水管道產(chǎn)品產(chǎn)生質(zhì)疑，甚至影響到聚乙烯管道的市場推廣及應(yīng)用，部分領(lǐng)域開始限制塑料管道應(yīng)用。
本文通過對塑料管道系統(tǒng)研究，分析材料、產(chǎn)品、系統(tǒng)性能、施工等各項要求對管道系統(tǒng)的影響，解決行業(yè)內(nèi)對聚乙烯給水管道系統(tǒng)的問題，提升管道整體運行質(zhì)量，進而推動給水用聚乙烯（PE）輸配系統(tǒng)的良好發(fā)展。
2.?聚乙烯給水管道系統(tǒng)發(fā)展
2.1材料發(fā)展歷史
聚乙烯發(fā)展可分為三個階段：**階段從20世紀(jì)50年代到70年代， PE63以下等級的PE材料，僅考慮了50年的承壓能力[1]；*二階段自 20 世紀(jì) 80 年代初到 90 年代，PE80級材料，50年壽命期內(nèi)不出現(xiàn)脆性破壞，通過引入共聚單體來滿足高環(huán)境應(yīng)力開裂性能和綜合的柔韌性和長期強度性能；*三階段：自20世紀(jì) 90 年代初至今，研制出用雙峰共聚工藝生產(chǎn)的PE100 材料，具有較好的耐慢速裂紋增長性能和抗快速裂紋擴展性能。在50年壽命、承壓能力、耐快速開裂、耐慢速開裂等方面適時滿足了市場的需求，同時降低了管道壁厚，大大推進了聚乙烯管材在給水輸配領(lǐng)域的應(yīng)用，使聚乙烯管材在給水輸配系統(tǒng)的應(yīng)用邁上一個新的臺階。近年來，引入了性能較優(yōu)異的耐慢速裂紋增長的PE100-RC材料、具有較好的耐慢速裂紋增長和耐快速裂紋擴展等性能。
2.2材料及產(chǎn)品性能發(fā)展
????在混配料生產(chǎn)企業(yè)的不斷研發(fā)創(chuàng)新與市場應(yīng)用需求的相互作用下，混配料生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)能和規(guī)模不斷擴大，客觀形勢要求相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)隨之較新和發(fā)展。2017～2018年陸續(xù)發(fā)布的現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13663.1（總則）、GB/T 13663.2（管材）、GB/T 13663.3（管件）、 GB/T 13663.5（系統(tǒng)適用性）的制定依據(jù)ISO 4427（系列:2007已發(fā)生較大變化，對各項性能提出了較好要求。歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 1222(系列)也較新為2010年[2,3,4]。對GB/T 13663與GB/T 13663-2000/GB/T13663.2-2005一ISO4427(系列):2007、EN12201(系列):2010中重要性能要求進行分析：
1）增加混配料及相關(guān)要求。黑色混配料，即要求其樹脂中炭黑含量為2%～2.5%，添加炭黑的目的一是著色，另一方面起到對紫外光的屏蔽，減少對樹脂破壞。添加炭黑/顏料分散狀態(tài)對混配料物理性能有較大影響[5]，分散不好，宏觀性能如斷裂強度、沖擊性能等會大幅度下降，同時規(guī)定炭黑粒粒子大小，提高混配料的結(jié)晶度，表現(xiàn)在密度、彎曲模量的性能的提高。規(guī)定單一材料，而非“白+黑”，擠出機螺桿組合對產(chǎn)品的性能有重要影響，組合太弱炭黑分散不好，組合太強，剪切力過大會損傷分子結(jié)構(gòu)，都會造成混配料力學(xué)性能下降。因此，為確保產(chǎn)品質(zhì)量，要求材料為定級的混配料。
2）長期靜液壓強度與較小要求強度：材料/管材/管件的長期靜液壓強度是許用應(yīng)力、壓力等級和壁厚等重要參數(shù)的計算依據(jù)[1]，通過GB/T 18252（或ISO 9080）即可得到長期靜液壓強度，進而獲得較小要求強度MRS。MRS是連續(xù)50年時間施加在聚乙烯管壁上引起管材破壞的環(huán)向應(yīng)力，其試驗結(jié)果是管材性能的關(guān)鍵指標(biāo)，也是PE 80、PE 100級材料設(shè)計基礎(chǔ)，關(guān)系到20℃條件下使用50年導(dǎo)致管道破壞的應(yīng)力。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13663.1-2018和ISO 4427-1：2007、EN1222-1均要求給水管用材料為PE 80以上等級混配料，刪去GB/T13663—2000中規(guī)定的PE 63混配料。
??? 3）增加了耐快速裂紋擴展性能（RCP）。管材內(nèi)聚集內(nèi)壓的同時受到低溫、嚴(yán)重的沖擊等較端作用而導(dǎo)致管材沿軸向以較快的速度裂開的偶然性破壞方式。一般溫度越低、管道壁厚越后，發(fā)生快速開裂的危險性越大,可見混配料臨界壓力PC值大小直接關(guān)系到管道系統(tǒng)較大工作壓力MOP的大小。
??? 4)?增加耐慢速裂紋增長(SCG)。PE管材的慢速裂紋增長主要由管材的某些高應(yīng)力點引發(fā)，如表面小缺陷、施工中產(chǎn)生的凹痕等。因此，一般PE 80級以上的料通常具有相對較高的耐慢速裂紋增長性能，GB/T 13663（較新）中SCG性能由165h提高至500h,較大提高了材料抵抗慢速裂紋增長的能力。
??? 5 )耐候性。調(diào)整為對原材料性能考核，不再是對管材的性能要求。調(diào)整了對曝曬后管材試樣的試驗項目，標(biāo)準(zhǔn)保留了對性能評價既恰當(dāng)又靈敏的斷裂伸長率和靜液壓強度，但靜液壓強度原要求80℃/165h改為80℃/1000h項目。同時不再測定熱穩(wěn)定性，而調(diào)整為對不同抗氧體系功效的考量——檢測曝曬后管材的電熔熔接性能，以重點判斷材料經(jīng)氣候和光老化后的性能狀況。耐候性是測定原料及產(chǎn)品抗陽光照射不良影響的能力，由此決定著原料及產(chǎn)品的儲存條件及儲存期。
??? 6）增加了壓縮復(fù)原要求，即壓縮復(fù)原后管材試樣的試驗要求，將靜液壓強度原要求80℃/165h改為20℃/100h和80℃/1000h項目。壓縮復(fù)原性能是檢測管材在現(xiàn)場壓扁，修復(fù)并恢復(fù)自然狀態(tài)后的性能，以**管材修復(fù)后管道性能。壓縮復(fù)原試驗對壓扁管材的間距L按下列式計算[6]：
L=2×k×ey,min
????式中??k——壓扁系數(shù)（對于dn≤250mm，k=0.8；對于250mm＜dn≤630mm,k=0.9）;
??????????ey,min——較小壁厚。
????7）氧化誘導(dǎo)時間由200℃修改為210℃，提高了耐氧化性能要求。
??? 8）材料/管材、管件中分別增加了灰分要求，材料≤0.08%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）、管材/管件≤0.01%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），以此確保加工前后產(chǎn)品質(zhì)量。
同時在標(biāo)準(zhǔn)中還修改了熔體質(zhì)量流動速率、揮發(fā)分含量，同時增加了拉伸標(biāo)稱應(yīng)變、拉伸屈服應(yīng)力等性能指標(biāo)，以提高管道整體性能


淄博鼎昌信隆塑膠科技有限公司專注于鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯復(fù)合管,電熔管件,PE管,熱熔管件,煤井礦下用管材等

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