聚乙烯（PE）燃?xì)夤艿赖膽?yīng)用與開(kāi)展

一、燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁┕艿老到y(tǒng)開(kāi)展簡(jiǎn)史

本世紀(jì)在管道領(lǐng)域發(fā)生了一場(chǎng)革命性的進(jìn)步，即“以塑代鋼〃。

隨著高分子材料科學(xué)技術(shù)的飛躍進(jìn)步，塑料管材開(kāi)發(fā)利用的深化,

生產(chǎn)工藝的不斷改良，塑料管道淋漓盡致地展示其卓越性能。在

今天，塑料管材已不再被人們誤認(rèn)為是金屬管材的“廉價(jià)代用

品〃。在這場(chǎng)革命中，聚乙烯管道倍受青睞，日益發(fā)出奪目的光

芒，廣泛用于燃?xì)廨斔?、給水、排污、農(nóng)業(yè)灌溉、礦山細(xì)顆粒固

體輸送，以及油田、化工和郵電通訊等領(lǐng)域，特別在燃?xì)廨斔蜕?/p>

得到了普遍的應(yīng)月。

1.國(guó)外聚乙烯燃?xì)夤荛_(kāi)展簡(jiǎn)史

1933年英國(guó)ICI公司首先發(fā)現(xiàn)了聚乙烯（PE）。開(kāi)展至今，聚乙烯

已是由多種工藝方法生產(chǎn)的、具有多種結(jié)構(gòu)和特性及多種用途的

系列品種樹(shù)脂，已占世界合成樹(shù)脂產(chǎn)量的三分之一，居第一位。

第二次世界大戰(zhàn)時(shí)期，由于銅與鋼材的短缺，國(guó)外開(kāi)始研究在燃

氣輸配等領(lǐng)域使月塑料管。燃?xì)廨斉溆盟芰瞎艿牟牧习磻?yīng)用的起

始年代分別為：醋酸-丁酸纖維素（1949年美國(guó)），硬聚氯乙烯（1950

年原西國(guó)），耐沖擊聚氯乙烯（1952年美國(guó)），環(huán)氧玻璃鋼（1955

年美國(guó)），聚乙烯（1956年美國(guó)），滌綸（1963年意大利）和尼

龍（1969年澳大利亞）。隨著時(shí)間的推移和對(duì)燃?xì)夤こ踢\(yùn)行經(jīng)驗(yàn)

的不斷總結(jié)，人們逐漸認(rèn)識(shí)到在應(yīng)用塑料管時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)方

面的因素：

a.經(jīng)濟(jì)性

b.接口穩(wěn)定、嚴(yán)密性

c.耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂

d.耐腐蝕和耐化學(xué)性

e.耐老化性

￡韌性

g.柔軟、可撓性

h.耐久性

i.強(qiáng)度與溫度的關(guān)系

j.長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)度的大小

經(jīng)過(guò)順序淘汰，到6（）年代后期，只剩下聚氯乙烯管和聚乙烯管。

聚氯乙烯管雖然強(qiáng)度大，本錢(qián)低廉，但與聚乙烯相比有如下缺點(diǎn):

a.脆性，易產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象;

b.缺乏可撓性，不能盤(pán)卷等；

c.接觸溶劑的可靠性差等。

因此，采用聚氯乙烯管的數(shù)量大幅減少，而使用聚乙烯管顯著上

升。自1956年鋪設(shè)第一條聚乙烯燃?xì)夤艿酪詠?lái)，到70年代，在

歐洲和北美，聚乙烯管道在燃?xì)忸I(lǐng)域得到迅速的推廣應(yīng)用。聚乙

烯管道在各國(guó)燃?xì)夤艿郎系膹V泛應(yīng)用已成為管道領(lǐng)域最為引人注

目的成就。這一方面是由于聚乙烯材料制作管道具有非常獨(dú)到的

技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，另一方面是由于聚乙烯管道的原料性能，管材、

管件制造工藝，連接方法，連接機(jī)具以及運(yùn)行中的維修手段等在

多年的實(shí)踐中，已到達(dá)完善的配套系統(tǒng)。時(shí)至今日，在燃?xì)忸I(lǐng)域,

無(wú)論是對(duì)于新鋪設(shè)或舊管道的修復(fù)和更新，聚乙烯管都是主要的

選擇之一。歐洲的PE燃?xì)夤艿榔占奥蕵O高，如英國(guó)、丹麥等國(guó)均

超過(guò)90%,法國(guó)1998年新敷設(shè)燃?xì)夤艿缼缀?00%采用聚乙烯管

道。早在1988年，在慕尼黑召開(kāi)的國(guó)際煤聯(lián)(IGU)配氣委員會(huì)會(huì)

議，委員們一致認(rèn)為采用聚乙烯(PE)埋地燃?xì)夤艿蕾|(zhì)量可靠，運(yùn)行

平安，維護(hù)簡(jiǎn)便，費(fèi)用經(jīng)濟(jì)。這種共識(shí)顯然是五十年來(lái)聚乙烯管

道與其它管道反復(fù)比較、競(jìng)爭(zhēng)后達(dá)成的。應(yīng)該指出，這不僅應(yīng)歸

功于PE管的優(yōu)良的綜合性能，而且緣于PE管道的原料性能，管

(4)與管材同步開(kāi)展，多品種配套的管件。

(5)管道連接、施工和維護(hù)的成熟技術(shù)與設(shè)備。

(6)豐富的研究成果、大量成功的工程實(shí)踐和系統(tǒng)完備的標(biāo)準(zhǔn)體

系。從原料到工程施工，從產(chǎn)品要求到質(zhì)量的控制方法，聚乙烯

管道系統(tǒng)均具有完備的ISO標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的高水平和系統(tǒng)化，標(biāo)志

了聚乙烯管道開(kāi)展的高度成熟。

2.國(guó)內(nèi)聚乙烯燃?xì)夤荛_(kāi)展簡(jiǎn)史

我國(guó)是從80年代初期開(kāi)始聚乙烯燃?xì)夤艿难芯抗ぷ?，最早使用?/p>

乙烯管輸送城鎮(zhèn)燃?xì)馐?982年在上海。為使聚乙烯燃?xì)夤苎芯抗?/p>

作受到重視并順利進(jìn)行，國(guó)家科委1987年把“聚乙烯燃?xì)夤軐?zhuān)用

料研制和加工應(yīng)月技術(shù)開(kāi)發(fā)〃列為國(guó)家“七五〃科技攻關(guān)工程，

從專(zhuān)用原料一管材、管件加工一工程應(yīng)用一標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)制定進(jìn)行系

統(tǒng)研究，取得豐碩成果。1995年，國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局、建設(shè)局部別

頒發(fā)了PE燃?xì)夤懿?、管件的?guó)家標(biāo)準(zhǔn)和工程技術(shù)的行業(yè)規(guī)程。目

前，PE燃?xì)夤苷趪?guó)內(nèi)迅速推廣使用。在PE燃?xì)夤芡苿?dòng)下，國(guó)

內(nèi)已根本掌握PE工程管道的生產(chǎn)與使用技術(shù)，引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的

國(guó)際一流生產(chǎn)線，形成了相當(dāng)規(guī)模的生產(chǎn)能力。這對(duì)聚乙烯燃?xì)?/p>

管的開(kāi)展奠定了堅(jiān)實(shí)有力的根底。99年國(guó)內(nèi)聚乙烯燃?xì)夤懿漠a(chǎn)量

已近1萬(wàn)噸，并以20%的年增長(zhǎng)率向前開(kāi)展。

二、聚乙烯燃?xì)夤茉咸匦约捌溟_(kāi)展

聚乙烯管習(xí)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0.900-0.930g/cm3）,中密度聚乙烯（MDPE）

管（密度為0.930~0.940g/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(jìn)步，根據(jù)開(kāi)展階段和

性能的不同，產(chǎn)生了材料的等級(jí)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(guó)際上根據(jù)聚乙烯管的長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)

度（MRS）對(duì)管材及其原料進(jìn)行分類(lèi)和命名。長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)度是

指連續(xù)施加在該娶乙烯樹(shù)脂制管管壁上50年時(shí)引起管材破壞時(shí)所

計(jì)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(jì)的根底。聚

乙烯管的工程設(shè)計(jì)概念與金屬管不同，對(duì)于金屬管的設(shè)計(jì)，廣泛

的使用環(huán)境溫度下的屈服強(qiáng)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(jì)應(yīng)力應(yīng)根

據(jù)長(zhǎng)期強(qiáng)度來(lái)決定，即通過(guò)繪制恒溫下應(yīng)力與破壞時(shí)間的曲線來(lái)

確定。根據(jù)聚乙烯管的長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)度（MRS）,國(guó)際上將聚乙

烯管材料分為PE32、PE40、PE63、PE80和PE100五個(gè)等級(jí)。目

前國(guó)際上使用量最大的管材樹(shù)脂的MRS值為8.0MPa（PE80級(jí)），

而MRS值為10MPa（PE100級(jí)）的管材樹(shù)脂的己開(kāi)發(fā)成功，這種樹(shù)

脂采用雙峰分布、己烯共聚技術(shù)，在提高長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)度的同時(shí)，

也提高了耐慢速裂紋增長(zhǎng)和耐快速開(kāi)裂擴(kuò)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(kuò)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。表1列出了目前歐洲PE100級(jí)聚乙烯

燃?xì)夤艿缹?shí)際使月壓力。

表1.歐洲PE100級(jí)聚乙烯燃?xì)夤艿缹?shí)際使用壓力

國(guó)家英國(guó)比利時(shí)法國(guó)荷蘭西班牙

尺寸比(SDR)1117.617.61111

使用壓力(Mpa)0.70.50.40.80.7

目前，國(guó)外正在嘗試將SDR11的聚乙烯燃?xì)夤艿氖褂脡毫μ岣叩?/p>

l.OMpao

三、聚乙烯燃?xì)夤懿牡奶攸c(diǎn)

聚乙烯燃?xì)夤艿谰哂性S多卓越的特性，如耐低溫，韌性好，剛?cè)?/p>

相濟(jì)。因而在一些特殊用途中更是大顯身手，因?yàn)樵谶@些領(lǐng)域中,

傳統(tǒng)材料管子，不是不適用，就是費(fèi)用大，而且還不能保證管道

的平安使用。如鋼管、鑄鐵管最大的問(wèn)題是在使用期內(nèi)，普遍發(fā)

生的腐蝕和接頭泄漏。聚乙烯管那么具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，圓滿地解

決了傳統(tǒng)管道的腐蝕和接頭泄漏兩大難題。如作為室外線路管敷

設(shè)在腐蝕性的土壤中，地震地區(qū)、山地和沼澤地區(qū)；作為承插管

插入舊管道中修復(fù)、更新舊管道。由于與眾不同的施工特點(diǎn)，往

往為用戶帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。如美國(guó)資料報(bào)導(dǎo)，聚乙烯管安裝

費(fèi)用低于鋼管道安裝費(fèi)用50%,而穿插法又比聚乙烯管直接埋地

法節(jié)約30-40%。聚乙烯管的主要優(yōu)點(diǎn)表達(dá)在：

1.耐腐蝕。聚乙烯為惰性材料，除少數(shù)強(qiáng)氧化劑外，可耐多種化學(xué)

介質(zhì)的侵蝕。無(wú)電化學(xué)腐蝕，不需要防腐層。

2.不泄漏。聚乙烯管道主要采用熔接連接（熱熔連接或電熔連接），

本質(zhì)上保證接口材質(zhì)、結(jié)構(gòu)與管體本身的同一性，實(shí)現(xiàn)了接頭與

管材的一體化。試驗(yàn)證實(shí)，其接口的抗拉強(qiáng)度及爆破強(qiáng)度均高于

管材本體，可有效地抵抗內(nèi)壓力產(chǎn)生的環(huán)向應(yīng)力及軸向的拉伸應(yīng)

力。因此與橡膠圈類(lèi)接頭或其他機(jī)械接頭相比，不存在因接頭扭

曲造成泄漏的危險(xiǎn)。

3.高韌性。聚乙烯管是一種高韌性的管材，其斷裂伸長(zhǎng)率一般超過(guò)

500%,對(duì)管基不均勻沉降的適應(yīng)能力非常強(qiáng)。也是一種抗震性能

優(yōu)良的管道。在1995年日本的神戶地震中，聚乙烯燃?xì)夤芎凸┧?/p>

管是唯一幸免的管道系統(tǒng)。正因?yàn)槿绱耍毡緞『蟠罅ν茝VPE管

在燃?xì)忸I(lǐng)域的使月。

4.聚乙烯管具有優(yōu)良的撓性。聚乙烯的撓性是一個(gè)重要的性質(zhì)，它

極大地增強(qiáng)了該材料對(duì)于管線工程的價(jià)值。聚乙烯的撓性使聚乙

烯管可以進(jìn)行盤(pán)卷，并以較長(zhǎng)的長(zhǎng)度供給，不需要各種連接管件。

用于不開(kāi)槽施工，聚乙烯管道的走向容易依照施工方法的要求進(jìn)

行改變；聚乙烯材料的撓性，使其可在施工前改變管材的形狀，

插入舊管后恢復(fù)原來(lái)的大小和尺寸。

5.聚乙烯管道具有良好的抵抗刮痕能力。采用不開(kāi)槽施工技術(shù)，

無(wú)論是鋪設(shè)新管或舊管道的修復(fù)或更新，刮痕是無(wú)法防止的。刮

痕造成材料的應(yīng)力集中，引發(fā)管道的破壞。管材抵抗刮痕的能力,

與管材的慢速裂紋增長(zhǎng)(SCG)行為關(guān)系密切，研究證明，PE80等

級(jí)的聚乙烯管具有較好的抵抗SCG的能力和耐刮痕能力。PE100

聚乙烯管材料那么具有更加出色的抵抗刮痕能力。

6.良好的快速裂紋傳遞抵抗能力。管道的快速開(kāi)裂是指在管道偶

然發(fā)生開(kāi)裂時(shí)，裂紋以幾百m/秒的速度迅速增長(zhǎng)，瞬間造成幾十

m甚至上千m管道破壞的大事故。快速開(kāi)裂是一種偶發(fā)事故，但

其后果是災(zāi)難性的。早在五十年代，美國(guó)輸氣鋼管曾發(fā)生兒起快

速開(kāi)裂事故。聚氯乙烯氣管和水管均曾發(fā)生過(guò)快速開(kāi)裂事故。實(shí)

際使用中尚未發(fā)現(xiàn)聚乙烯燃?xì)夤艿目焖匍_(kāi)裂。因而近10年來(lái)，國(guó)

際上對(duì)塑料管道，特別聚乙烯燃?xì)夤艿目焖倭鸭y傳遞進(jìn)行了大量

卓有成效的研究工作。結(jié)果說(shuō)明，在常用的塑料管材中，聚乙烯

抵抗裂紋快速傳遞的能力名列前茅。如UPVC的動(dòng)態(tài)斷裂韌性KD

為1.8MNm-3/2,PP-R的KD為1.6MNm-3/2,而PE80的KD那

么為2.9MNm-3/2,PE100的KD那么高達(dá)3.8MNm-3N。溫度越

低，管徑和壁厚越大，工作壓力越高，塑料管道快速開(kāi)裂的危險(xiǎn)

性越大。因此，聚乙烯管道，特別是PE100管更適宜做大口徑管。

目前,國(guó)外的聚乙烯燃?xì)夤懿臉?biāo)準(zhǔn)(ISO4437J997和EN1555)已

將耐快速開(kāi)裂擴(kuò)展(RCP)列入標(biāo)準(zhǔn)之中。

7.聚乙烯管道使用壽命長(zhǎng)，可達(dá)5()年以上，這是國(guó)外根據(jù)聚乙烯

管材環(huán)向抗拉強(qiáng)度的長(zhǎng)期靜水壓設(shè)計(jì)根底值(HDB)確定的，已被國(guó)

際標(biāo)準(zhǔn)確認(rèn)。

此外，聚乙烯管道重量輕也是一重要因素。

四、聚乙烯燃?xì)夤艿老到y(tǒng)的設(shè)計(jì)

(一)、聚乙烯燃?xì)夤艿缽?qiáng)度計(jì)算

做為工程管道，應(yīng)有兩個(gè)重要的指標(biāo)，即長(zhǎng)期使用性能及使用的

平安性。當(dāng)代聚乙烯管道的生產(chǎn)者完全可以提供真正稱之為工程

塑料的管材和管件，是緣于兩個(gè)極為有力的后盾。一個(gè)是原材料

供給者的高度先進(jìn)技術(shù)的支持；一個(gè)是科學(xué)而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)思想。

在當(dāng)代高分子材料科學(xué)技術(shù)進(jìn)步支持下，聚乙烯管材樹(shù)脂的合成

技術(shù)和性能不斷取得進(jìn)展，管材長(zhǎng)期使用性能日益提高，如1989

年分子量分布呈雙峰型的PE100級(jí)管材樹(shù)脂的出現(xiàn)，將聚乙烯管

材料推到了一個(gè)嶄新的高度。同時(shí)，對(duì)聚乙烯管材料長(zhǎng)期使用性

能的評(píng)價(jià)形成了系統(tǒng)科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)方法，即對(duì)管材樹(shù)脂最低要

求的靜液壓強(qiáng)度——MRS的測(cè)量。所謂MRS是指連續(xù)施加在該

聚乙烯樹(shù)脂制管管壁上50年時(shí)引起管材破壞時(shí)所計(jì)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(jì)的根底。聚乙烯管材結(jié)構(gòu)沒(méi)

計(jì)的ISO方程：

(SDR=de/e)公式(1)

P公稱壓力(MPa)

[8]設(shè)計(jì)應(yīng)力(MPa)

SDR標(biāo)準(zhǔn)尺寸比

de管公稱外徑

e管公稱規(guī)定壁厚

管材設(shè)計(jì)應(yīng)力的求?。?/p>

公式⑵

設(shè)計(jì)系數(shù)(C)：保證管道滿負(fù)載運(yùn)行時(shí)還有一定的平安度。

(二)、我國(guó)聚乙烯燃?xì)夤艿拦こ碳夹g(shù)規(guī)程設(shè)計(jì)系數(shù)

我國(guó)聚乙烯燃?xì)夤艿拦こ碳夹g(shù)規(guī)程是根據(jù)PE80級(jí)管材來(lái)考慮，對(duì)

不同種類(lèi)燃?xì)獾脑O(shè)計(jì)系數(shù)做出如下規(guī)定:

表2.不同種類(lèi)燃?xì)獾脑O(shè)計(jì)系數(shù)

燃?xì)夥N類(lèi)SDR11SDR17.6

天然氣48

液化石油氣（氣態(tài)）16/

不含冷凝液的氣態(tài)液化

5.33/

石油氣

人工煤氣320/

不含冷凝液的人工煤氣8/

根據(jù)以上設(shè)計(jì)系數(shù)，在我國(guó)聚乙烯管道輸送不同種類(lèi)燃?xì)獾淖畲?/p>

允許工作壓力如下：

表3.不同種類(lèi)燃?xì)獾淖畲笤试S工作壓力

最大允許工作壓力（Mpa）

燃?xì)夥N類(lèi)

SDR11SDR17.6

天然氣0.40.2

液化石油氣（氣態(tài)）0.1/

不含冷凝液的氣態(tài)液化

0.3/

石油氣

人工煤氣0.005/

不含冷凝液的人工煤氣0.2/

我國(guó)燃?xì)夤艿赖氖┕ぜ夹g(shù)規(guī)程的編制說(shuō)明中也明確：我國(guó)允許使

用壓力時(shí)按工作溫度20C,使用壽命50年，管道環(huán)向應(yīng)力為8.0

Mpa（長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)度），平安系數(shù)不小于4等4個(gè)條件來(lái)確定的。

在平安性能得到保證的情況下，改變以上條件中的任意一個(gè)，最

大允許工作壓力可以提高，也就是，經(jīng)過(guò)充分論證，設(shè)計(jì)系數(shù)可

以調(diào)整。

五、聚乙烯管材、管件的生產(chǎn)、型號(hào)規(guī)格及種類(lèi)

（一）、聚乙烯管材的生產(chǎn)及型號(hào)規(guī)格

聚乙烯管材的生產(chǎn)在擠出生產(chǎn)線上進(jìn)行，目前國(guó)內(nèi)幾個(gè)主要生產(chǎn)

廠家都選用進(jìn)口生產(chǎn)線，根本上實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)控制，能夠自動(dòng)上

料、自動(dòng)計(jì)量進(jìn)料、自動(dòng)切割和卷曲，產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定，生產(chǎn)

效率明顯提高。聚乙烯燃?xì)夤懿膰?guó)標(biāo)目前分為SDR11和SDR17.6

兩個(gè)系列，管材的顏色有兩種，一種為黃色管，一種是黑管加黃

條。規(guī)格從20mm?250mm；目前國(guó)內(nèi)已應(yīng)用的最大規(guī)格到

最新發(fā)布的ISO標(biāo)準(zhǔn)和歐洲標(biāo)準(zhǔn)已將管材的公稱外徑擴(kuò)

大到630mm。管材的規(guī)格及尺寸偏差見(jiàn)下表：

表4聚乙烯管材的規(guī)格尺寸表單位：mm

公稱外徑De壁厚e

SDR17.6SDR11備注

根本尺寸允許偏差

根本尺寸允許偏差根本尺寸允許偏差

<+0.3+0.4+0.4

202.33.0

000

+0.3+0.4+0.4

252.33.0

000

+0.3+0.4+0.4

322.33.0*

000

+0.4+0.4+0.5

402.33.7*

000

+0.4<+0.4<+0.6

5()2.94.6*

000

+0.4+0.5+0.7

633.65.8*

000

+0.5+0.6+0.8

754.36.8

000

+0.6+0.7+1.0

905.28.2*

000

+0.6+0.8+1.1

1106.310.0*

000

+0.6+0.9+1.3

1257.111.4

000

+0.9+0.9+1.4

1408.012.7

000

<+1.0+1.1+1.6

1609.114.6*

000

+1.0+1.2+1.8

18010.316.4

000

+1.2+1.3+2.0

20011.418.2*

000

+1.4+1.4+2.2

22512.820.5

000

+1.5+1.6+2.4

25014.222.7*

000

+1.8+1.9+3.0

31517.928.7*

000

+2.()+2.2+3.4

35520.232.3

000

+2.2+2.4+3.8

40022.836.4

000

注：備注欄中帶*號(hào)的為目前國(guó)內(nèi)常用規(guī)格

（二）、聚乙烯管件的品種

聚乙烯管件根據(jù)施工方法、用途的不同，可分為電熔管件和熱熔

管件。根據(jù)生產(chǎn)方式的不同，可分為注塑管件和焊制管件兩大類(lèi)。

大局部管件都可以采用注塑模具一次成型，但對(duì)于一些壁厚、體

積、重量都較大的管件，可采用管材焊制加工的方法制造。采用

焊制方法生產(chǎn)的管件一般有三通、四通和彎頭，公稱尺寸范圍隨

著管材擴(kuò)大；采用注塑方法生產(chǎn)的熱熔管件有法蘭、變徑、彎頭、

等徑三通、異徑三通和端帽；電熔管件也是采用注塑方法生產(chǎn)的,

其種類(lèi)有電熔套筒、電熔變徑、電熔彎頭、電熔三通、電熔鞍型

三通、電熔鞍型分支和端帽等；目前，國(guó)內(nèi)常用的管件規(guī)格見(jiàn)下

表：

表5.聚乙烯管件規(guī)格型號(hào)單位：mm

管件名

規(guī)格

稱

法

蘭

324050637590110125160200225250315

頭

施324050637590110125160

熱

熔900

管彎32405()63759011()125160

件頭

端

帽324050637590110125160200225250315

變40/32,50/32,50/40,63/32,63/40,63/50,75/50,75/63,90/63,

徑110/50,110/63,110/90,125/110,160/90,160/110,200/160,225/160,

225/200,250/200,250/225,315/225,315/250

電套

324050637590110125160200225250315

熔筒

三324050637590110

900

彎324050637590110

頭

修

補(bǔ)

馬637590110125160200225250

鞍

變

40/32,50/32,50/40,63/32,63/40,63/50,90/63,110/63,110/90

徑

鞍

型63/32,63/40,90/32,90/40,90/63,110/32,110/40,110/63,160/32,

160/40,160/63,200,40,200/63,225/40,225/63,250/40,250/63

通

鞍

型

分125/63,160/63,200/63,200/90,250/63,250/90

支

六、聚乙烯管材的性能指標(biāo)及檢測(cè)

目前我國(guó)對(duì)聚乙烯燃?xì)夤懿陌碢E80級(jí)原料按照GB15558.1?燃?xì)?/p>

用聚乙烯管材?標(biāo)準(zhǔn)來(lái)生產(chǎn)，管材的性能指標(biāo)見(jiàn)下表：

表6,聚乙烯燃?xì)夤懿牡男阅苤笜?biāo)

序號(hào)工程性能要求

長(zhǎng)期靜液壓試驗(yàn)，MPa(20C,50年，

1>8.0

95%)

9.0

20℃

短期靜液壓強(qiáng)度，

2韌性破壞時(shí)間(h)>100

MPa

4.6

80℃

脆性破壞時(shí)間(h)>165

4.0

破壞時(shí)間(h)>10002)

3熱穩(wěn)定性，min(200℃)>2()

耐應(yīng)力開(kāi)裂，h>1000

4

>1703)

(80℃,4.0MPa)

壓縮復(fù)原，h

5>170

(80C,4.0MPa)

6縱向回縮率，%(110℃)<3

7斷裂伸長(zhǎng)率，%>350

耐候性(管材累計(jì)接受N3.5kMJ/m2老仍能滿足本表第2、3、7項(xiàng)性能

8

化能量后)要求，并保持良好的焊接性能

燃?xì)夤艿雷鳛槌鞘械哪茉摧斔拖到y(tǒng)一旦出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，會(huì)直接影

響到居民的正常生活。再者，由于燃?xì)獾目扇夹?、易爆性，如?/p>

發(fā)生燃?xì)庑孤叮瑯O易發(fā)生爆炸事故。聚乙烯管材取代鋼管、鑄鐵

管，作為城市燃?xì)廨斉涔芫€，同樣要求其平安性。要保證產(chǎn)品質(zhì)

量滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，就必須具有完善的檢測(cè)手段。而且產(chǎn)品的質(zhì)量

控制從原料進(jìn)廠檢驗(yàn)開(kāi)始貫穿于整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，直至產(chǎn)品最終出

廠。質(zhì)量控制主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：

1.原料的質(zhì)量控制

原料是生產(chǎn)聚乙烯管材、管件的根本，原料的選擇直接影響管道

產(chǎn)品的質(zhì)量。沒(méi)有好的原料，后續(xù)工作再合理，生產(chǎn)技術(shù)再先進(jìn),

也生產(chǎn)不出合格的產(chǎn)品。因此原料的選擇及質(zhì)量控制十分重要。

原料在生產(chǎn)前必須按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行檢驗(yàn)，合格以前方可用于生產(chǎn)。

聚乙烯原料性能指標(biāo)見(jiàn)下表：

表7.PE燃?xì)夤懿膶?zhuān)用料根本技術(shù)指標(biāo)要求

項(xiàng)目技術(shù)要求單位

序號(hào)

ItemsTypicalValueUnits

密度

I>930kg/m3

Density

斷裂伸長(zhǎng)率

2>500%

Elongationat

Break

熱穩(wěn)定性

(200℃)

3>20min

Oxidation

InductionTime

(200℃)

耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂

(F50)

4>1000h

Environmental

Stresscrack

Resistance

炭黑含量1)

52.25+0.25%

CarbonBlack

Content

水分含量

6<300mg/kg

WaterContent

揮發(fā)份含量

7<350mg/kg

VolatileContent

耐氣體組分

8>30h

ResistancetoGas

Constituents

長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)度

9>8.0MPa

(MRS)

2.生產(chǎn)過(guò)程的工藝控制

生產(chǎn)過(guò)程的工藝控制非常重要，在生產(chǎn)時(shí)要注意對(duì)工藝參數(shù)的沒(méi)

置及對(duì)物料熔體溫度、熔體壓力的監(jiān)控。因?yàn)槿绻a(chǎn)過(guò)程出現(xiàn)

剪切過(guò)度，會(huì)導(dǎo)致熔體溫度的升高，過(guò)度的剪切會(huì)使材料性能劣

化，而這種劣化采用常規(guī)的檢測(cè)是很難發(fā)現(xiàn)的。目前國(guó)內(nèi)一些引

進(jìn)的生產(chǎn)線已帶有微機(jī)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，出現(xiàn)問(wèn)題會(huì)及時(shí)發(fā)出警報(bào)。

對(duì)于管材的外觀尺寸，一些先進(jìn)的生產(chǎn)線帶有在線測(cè)量?jī)x，管材

的外形尺寸，可在屏幕上直接顯示，如與主機(jī)相連，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)

調(diào)整模具，自動(dòng)控制壁厚和外徑。

3.產(chǎn)品的檢驗(yàn)

產(chǎn)品的檢驗(yàn)包括外觀、尺寸及物理性能，產(chǎn)品的外觀主要檢查是

否有影響管材性能的溝槽、劃傷、凹陷和雜質(zhì)等；尺、」需測(cè)量外

徑、壁厚和長(zhǎng)度，測(cè)量值應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的允許偏差范圍內(nèi)。外觀

尺寸檢測(cè)合格的管材在按照抽樣規(guī)則取樣，進(jìn)行物理性能的測(cè)

試。測(cè)試的工程有斷裂伸長(zhǎng)率、短期靜液壓強(qiáng)度（20℃,環(huán)向應(yīng)

力9.0Mpa,韌性破壞時(shí)間＞100h；80℃,環(huán)向應(yīng)力4.0Mpa,脆性

破壞時(shí)間＞165h）、熱穩(wěn)定性、耐應(yīng)力開(kāi)裂（80℃,環(huán)向應(yīng)力4.0Mpa,

破壞時(shí)間＞170h）、壓縮復(fù)原（80℃,環(huán)向應(yīng)力4.0MPa,破壞時(shí)

間＞170h）和縱向回縮率（110C）。以上性能試驗(yàn)與外觀、尺寸

等一起作為每批產(chǎn)品的出廠檢驗(yàn)工程。

七、聚乙烯燃?xì)夤艿赖呐涮桩a(chǎn)品

1.警示帶

為保護(hù)管道在日后運(yùn)行中，不受到人為的意外破壞，應(yīng)在管道的

上方，距管頂不小于300mm處敷設(shè)一條警示帶，警示帶上應(yīng)有醒

目的提示字樣。對(duì)警示帶的根本要求是寬度l（）（）mm或15（）mm,

顏色為金黃色，警示帶應(yīng)能抗擊回填土的沖擊、壓迫及土壤中化

學(xué)物質(zhì)的腐蝕。該警示帶應(yīng)與管道一樣，具有不低于50年的壽命。

2.示蹤線

由于聚乙烯管道是絕緣體，因此常規(guī)的電磁法無(wú)法探測(cè)到管道的

位置和深度。為能采用常規(guī)方法進(jìn)行探測(cè)，要求在敷設(shè)聚乙烯管

的同時(shí)，敷設(shè)一條金屬示蹤線。對(duì)示蹤線的根本要求是：示蹤線

要與聚乙烯管道在同一位置或有固定的相對(duì)位置；用常規(guī)儀器能

探測(cè)到；壽命與聚乙烯管道相同，不低于50年。目前一般采用聚

乙烯包覆金屬絲（即電線），也有在警示帶內(nèi)夾放金屬鋁箔，將

警示帶與示蹤線合二為一。

3.聚乙烯（PE）球閥

聚乙烯（PE）球閥的工作壓力可與SDR11的聚乙烯管材相匹配，

其使用壽命與聚乙烯管材一樣按50年進(jìn)行設(shè)計(jì)。聚乙烯（PE）球

閥與金屬球閥相比，其優(yōu)點(diǎn)見(jiàn)下表：

表8.聚乙烯（PE）球閥與金屬球閥的比較

金屬球閥聚乙烯（PE）球閥

需要鋼塑轉(zhuǎn)換接頭，法蘭，螺栓螺母

直接熱熔或電熔連接

墊片等

需要防腐處理和定期檢查不需要

需要定期維護(hù)和備品備件不需要

需要閥門(mén)井不需要

閥門(mén)的操作對(duì)聚乙烯管施加很大的應(yīng)因聚乙烯閥門(mén)直埋于地下，對(duì)閥門(mén)所

力，長(zhǎng)期作用會(huì)減少聚乙烯管的使用施加的力均勻傳遞給了土壤，對(duì)聚乙

壽令烯管壽命無(wú)影響。

聚乙烯閥門(mén)的開(kāi)閉用專(zhuān)用扳手在地面上完成，不同規(guī)格的閥門(mén)只

要用同一規(guī)格的專(zhuān)用扳手便可完成閥門(mén)的開(kāi)閉。聚乙烯閥門(mén)的使

用壽命為50年。閥門(mén)的工作壓力可與SDR11的聚乙烯管相匹配。

聚乙烯（PE）球閥從結(jié)構(gòu)形式上分為兩種——通徑孔球閥和。通

徑孔球閥的通孔內(nèi)徑與相應(yīng)管材的內(nèi)徑大小一致，而縮徑孔球閥

通孔內(nèi)徑比相應(yīng)管材的內(nèi)徑要小。因此，從輸氣量上縮徑孔球閥

較通徑孔球閥要小，但體積也較小，重量輕，價(jià)格也相對(duì)較低。

兩種球閥內(nèi)孔直徑的比較見(jiàn)下表：

表9.縮徑孔球閥較通徑孔球閥內(nèi)孔直徑的比較單位：mm

規(guī)格(SDR11)063①110(D160①225

通徑孔4792132169

縮徑孔34.36492121

4.鋼塑過(guò)渡接頭

在聚乙烯管道系統(tǒng)中，當(dāng)聚乙烯管道與金屬管道系統(tǒng)連接時(shí)，常

需使用鋼塑過(guò)渡接頭連接，這在聚乙烯燃?xì)夤艿老到y(tǒng)的應(yīng)用中是

經(jīng)常見(jiàn)到的。如炎乙烯管道出地面進(jìn)戶前與流量表、壓力表、減

壓閥等的連接。鋼塑過(guò)渡接頭一端為聚乙烯管材，另一端為鋼管,

兩者靠絲扣鎖緊，之間靠密封圈來(lái)密封，可保證結(jié)合處不泄露.

八、HDPE管材及管件的運(yùn)輸、堆放、裝卸

管材一般以卡車(chē)運(yùn)輸，運(yùn)輸時(shí)不得受到劃傷、拋摔、劇烈的撞擊、

曝曬、雨淋、油污及化學(xué)品的污染。存儲(chǔ)時(shí)，管材的兩端應(yīng)堵封，

堆放在遠(yuǎn)離熱源、油品及化學(xué)品污染地、溫度不超過(guò)40℃、地面

平整、通風(fēng)良好的庫(kù)房?jī)?nèi)；室外堆放應(yīng)有遮蓋物，防止雨淋及曝曬。

管材應(yīng)整齊堆放，高度一般不超過(guò)1.5米。當(dāng)管材捆扎成Imxlm的

方捆，并且兩側(cè)加支撐保護(hù)時(shí),堆放高度可適當(dāng)提高，但不宜超過(guò)

3m。

管件應(yīng)放入密封塑料袋中，批量或單一包裝，并放入厚紙箱內(nèi)存放。

管材可以使用吊網(wǎng)、叉車(chē)或非金屬吊索裝卸,但不能使用可能刮傷

管面的鏈、鉤、鋼絲等工具。裝卸時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

(1)重的管子放在下層。

(2)以光滑的材料包在卡車(chē)的外緣,保護(hù)懸空的管子不受損害。

(3)由于管材內(nèi)外壁均很光滑，因而必須仔細(xì)固定，以免在運(yùn)輸過(guò)

程中滑落。

九、聚乙烯管材的連接技術(shù)及施工應(yīng)注意的問(wèn)題

(一)聚乙烯管材的連接技術(shù)

聚乙烯管道系統(tǒng)連接技術(shù)的優(yōu)劣，直接關(guān)系到燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)

行效果和使用壽命。按焊接方式的不同，聚乙烯管道的連接一般

分為兩種——熱熔連接和電熔連接。聚乙烯管道焊接通用原理是

聚乙烯一般可在190?240c之間的范圍內(nèi)被熔化（不同原料牌號(hào)

的熔化溫度一般也不相同），此時(shí)假設(shè)將管材（或管件）兩熔化

的局部充分接觸，并保持有適當(dāng)?shù)膲毫Γ娙酆附拥膲毫?lái)源于

焊接過(guò)程中聚乙烯自身產(chǎn)生的熱膨脹），冷卻后便可牢固地融為

一體。由于是聚乙烯材料之間的本體熔接，因此接頭處的強(qiáng)度與

管材的本身的強(qiáng)度相同，此外與金屬管道連接需采用鋼塑過(guò)渡接

頭或法蘭連接。熱熔連接和電熔連接方式的優(yōu)缺點(diǎn)比較見(jiàn)下表：

表10.熱熔連接和電熔連接方式的比照

名稱要求

1.需要有專(zhuān)用的電熔焊機(jī)。

2.適用于所有規(guī)格尺寸的管材。

3.可用于不同牌號(hào)、材質(zhì)的管材與管材、管材與管件連接。

電熔連接

4.不易受環(huán)境、人為因素影響。

5.設(shè)備投資低，維修費(fèi)用低。

6.連接操作簡(jiǎn)單易掌握。

1.需要有專(zhuān)用的熱熔焊機(jī)。

2.一般適用于公稱直徑大于63mm的管材。

熱熔連接

3.適月于同牌號(hào)、材質(zhì)的管材與管材、管材與管件連接。性能

相似，不同牌號(hào)、材質(zhì)的管材與管材、管材與管件連接，需試

驗(yàn)驗(yàn)證。

4.易受環(huán)境、人為因素影響。

5.設(shè)備投資高

6.連接費(fèi)用低。

7.操作人員需進(jìn)行專(zhuān)門(mén)培訓(xùn)，具有二定的經(jīng)驗(yàn)。

聚乙烯管道連接時(shí)應(yīng)注意如下事項(xiàng)：

(1)管道連接前應(yīng)對(duì)管材、管件及附屬設(shè)備、閥門(mén)、儀表按設(shè)計(jì)要

求進(jìn)行校對(duì)，并應(yīng)在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行外觀檢查,符合要求方準(zhǔn)使用。

(2)每次連接完成后,應(yīng)進(jìn)行外觀質(zhì)量檢驗(yàn)，不符合要求的必須切開(kāi)

返工。

(3)操作人員應(yīng)培訓(xùn)上崗。

(4)每次收工時(shí)，管口應(yīng)臨時(shí)堵封。

(5)在寒冷氣候(-5℃以下)和大風(fēng)環(huán)境下進(jìn)行連接操作時(shí),應(yīng)采取

保護(hù)措施或調(diào)整施工工藝。

1.熱熔對(duì)接

熱熔對(duì)接是采用熱熔對(duì)焊機(jī)來(lái)加熱管端，使其熔化，迅速將其貼

合，保持有一定的壓力，經(jīng)冷卻到達(dá)熔接的目的。各尺寸的PE管

均可采取熱熔對(duì)接方式連接(公稱直徑小于63mm的管材推薦采

用電熔連接)，該方法經(jīng)濟(jì)可靠,其接口在承拉和承壓時(shí)都比管材本

身具有更高強(qiáng)度，勝