塑料管材质说明.docx
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塑料管材质说明
PVC聚氯乙烯
U-PVC硬质承压聚氯乙烯
C-PVC氯化聚氯乙烯
PE聚乙烯
PE-X交联聚乙烯
PE-RT耐热聚乙烯
LDPE低密度聚乙烯
MDPE中密度聚乙烯
HDPE高密度聚乙烯
LLDPE低密度线性聚乙烯
PP聚丙烯
PPR无规共聚聚丙烯
PPB改性聚丙烯
PPH均聚聚丙烯
PB聚丁烯
不是管径,是所用的聚乙烯原材料的级别
PE80(8.00~9.99Mpa)、是在聚乙烯基底上三氧化二锑含量为80%的母料,可同时主要在浇铸和制膜中应用。
是一种颗粒状的可自由流动的无尘母料,在生产过程中比传统的粉末更加安全,易于掌握剂量,也被认为是通用母料,颗粒状可自由流动。
PE100(10.00~11.19Mpa)是聚乙烯原料的最小要求强度(MRS)经过圆整后得的分级数,按照GB/T18252确定材料的与20℃、50年、预测概率97.5%相应的静液压强度σLPL,再换算出MRS,将MRS乘以10即得到材料的分级数。
新修订的给水用PE管产品国标中,采用高密度聚乙烯管,管材分PE63、PE80、PE100三个级别,它们在20℃下,在50年后还能保持最小强度达6.3MPa、8.0MPa、10.0Mpa,对于允许最大设计应力分别为5MPa、6.3MPa、8MPa。
(PE)习惯上按照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/cm3),中密度聚乙烯(MDPE)管(密度为0.930~0.940g/cm3)和高密度聚乙烯(HDPE)管(密度为0.940-0.965g/cm3)。
根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。
新修订的给水用PE管产品国标中,采用高密度聚乙烯管,管材分PE63、PE80、PE100三个级别,它们在20℃下,在50年后还能保持最小强度达6.3MPa、8.0MPa、10.0Mpa,对于允许最大设计应力分别为5MPa、6.3MPa、8MPa
国际标准ISO4427-1996根据长期强度把管材用聚乙烯分成不同的等级PE32、PE40、PE63、PE80、PE100(等级是国际统一的,经过严格试验达到标准要求后才可以标识达到的等级)。
在同样使用压力下高等级PE材料可以减少壁厚,增加输送截面(例如在10Mpa压力下输送水,用PE100的聚乙烯管比用PE80的聚乙烯管壁厚减少33%,输送截面增加16%,输送能力可以增加35%);或者在同样壁厚下增加所用的压力,提高输送能力(例如在同样壁厚管输送天然气,用PE100的聚乙烯管输送压力可以到10Mpa,用PE80聚乙烯管输送压力只可以到4Mpa)。
即同样是聚乙烯管(PE),就有许多等级划分,其质量效果、价格等方面均有许多区别
标准尺寸率SDR(standarddimensionratioofafitting):
为管材公称外径de与公称壁厚e的比值。
可由下式表示:
SDR=2S+1≈de/e
管系列(或管级)S:
用于表示管材规格的无量纲数值系列(优先数)。
它与管材公称外径(de)和公称壁厚(e)相关。
用下式表示:
(de/e)-1
S=—————
2
PE材料是聚乙烯,是塑料材料中用量最大的品种,它是由聚乙烯合成的高分子材料。
基本分为两类:
低密度聚乙烯LDPE(强度较低);高密度聚乙烯HDPE。
PE材料按照国际上统一的标准划分为五个等级:
PE32级、PE40级、PE63级、PE80级和PE100级。
用于给水管道PE管的生产为高密度聚乙烯HDPE,其等级是PE80、PE100两种(依据最小要求强度MinimumRequiredStrength的缩写MRS)。
PE80的MRS达到8MPa;PE100的MRS达到10MPa。
MRS是指管
受环向张应力强度(按国际标准测试计算值)。
一、PE管的特点
1、管材内壁光滑、表面张力低、不结垢、不生锈、水阻小、无毒且水质好、耐腐蚀、耐环境应力开裂性优良、质轻、搬运与安装方便;
2、良好的柔韧性、易成型、易弯曲;
3、抗内压强度高、抗震、抗冲击性能良好;
4、耐低温、抗冻地埋管道的适应温度在-20℃~40℃范围内使用;
5、可耐多种化学介质的侵蚀,不需防腐处理;
6、抗磨性能优于金属管道。
二、PE原料与产品标准
1、给水用PE管的生产原料现来自于北欧国家、美国、韩国和国内生产四种渠道,目前数北欧国家生产的PE原料为最好(欧洲国家应用PE管最多);
2、PE原料与成品管的颜色均为黑色,不透光、不滋生细菌;成品PE给水管轴向有三道兰色色条(黄色色条的PE管为燃气管,耐压低);
3、PE管的生产:
产品执行国家标准(GB/T13663-2000)。
三、PE管的连接方式
1、电热熔对接(dn≥90mm);
2、承插热熔连接(dn≤63mm);
3、活络接口(dn≤63mm);
4、承插柔性接口(200mm≥dn≥90mm)。
四、PE管材
1、建筑给水用(应使用直管),标准长度为6米,特殊长度可根据使用方的要求生产;
2、埋地dn≤160mm的用管(若管线长且道路弯曲或不规则地带)及喷管也可使用盘管,每卷长度为dn20/300m、dn25/200m、dn32/150m、dn40/100m、dn50/100m、dn63/100m等。
五、PE管件
系列产品材料为PE80或PE100、标准尺寸比SDR11;公称压力(PN)1.25MPa;颜色为黑色。
六、主要工具
1、切割机;
2、电热熔器(dn≤63mm;160mm≥dn≥90mm及各种规格的电热熔器
室外给水管道安装工程
一、施工准备
(一)作业条件
1.地下管道必须在地沟砌筑完毕,盖板安装前。
2.沿管线安装位置的杂物清理干净,托架均已安装牢固,位置正确。
(二)材料要求
1.聚乙烯(PE)给水管材,其规格符合设计要求,管材、管件应是管材厂家配套产品。
并有产品质量合格证、相关检验报告及说明书。
管材内外表层应光滑,无气泡、裂纹,管壁厚度均匀,色泽一致。
管件造型应规矩、光滑、无毛刺,管材表面无划伤、油污和污染。
承口应有梢度,并与插口配套。
管材储存应远离热源及油污和化学品污染地,地面平整、通风良好的库房内,不宜室外存放。
若室外存放,应有遮盖物。
2.水表的规格应符合设计图纸要求,其中每户使用DN15水表。
热水系统选用温度要求的水表。
表壳铸造规矩,无砂眼、裂纹,表玻璃盖无损坏,铅封完整。
3.阀门的规格型号应符合设计图纸要求,热水系统阀门符合温度要求。
阀体铸造规矩,表面光洁,无裂纹,开关灵活,关闭严密,填料密封完好无渗漏,手轮完整无损坏,干管上的阀门全部试压检验,一般阀门抽查10%。
若有不合格的,则抽查20%,还有不合格的则逐个检验。
4.以上工程物资都应有产品质量合格证及相关检验报告。
(三)施工机具
套丝机、砂轮锯、电锤、电焊机、手动试压泵、套丝扳、管钳、台钳、钢锯、手锤、活扳手、煨弯器、捻凿、断管器、射钉枪、水平尺、线坠、钢卷尺、小线、压力表等工具。
二、质量要求
质量要求符合《建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范》(GB50242—2002)的规定。
项检查项目允许偏差或允许值
主控项目给水管道水压试验第4.2.1条
给水系统通水试验第4.2.2条
生活给水系统管道冲洗和消毒第4.2.3条
直埋金属给水管道防腐第4.2.4条
一般项目给水排水管铺设的平行、垂直净距第4.2.5条
金属给水管道及管件焊接第4.2.6条
给水水平管道坡度方向第4.2.7条
管道支、架第4.2.9条
水表安装第4.2.10条
水平管道纵、横方向弯曲允许偏差钢管每米1mm
全长25m以上≯25mm
塑料管
复合管每米1.5mm
全长25m以上≯25mm
立管垂直度允许偏差钢管每米3mm
5m以上≯8mm
塑料管
复合管每米2mm
5m以上≯8mm
成排管段和成排阀门在同一平面上的间距3mm
三、工艺流程
安装准备→预制加工→干管安装→立管安装→支管安装→管道试压→管道防腐和保温→管道冲洗→通水试验
四、操作工艺
(一)安装准备
按设计图纸画出管道分路、管径、预留管口、阀门位置等施工草图,在实际安装的结构位置做上标记,按标记分段量出实际安装的标准尺寸,记录在施工草图上,然后按草图测得的尺寸预制加工
(二)室外给水干管PE管安装
安装时一般从进入口开始操作,入户管应有2‰坡度,坡向水表井。
把预制完的管道运到安装部位按编号依次排开。
给水PE管采用热融连接,热融连接前、后,清洁焊接表面和加热工具。
焊接表面污物应用洁净棉布檫净,加热工具上的聚乙烯残留物只能用木质刮刀切除。
检查对接焊机是否与管材直径和规定的对焊周期匹配。
热熔连接加热时间和加热温度应符合热融工具生产厂和管材、管件生产厂的规定,对接焊温度通常在200—235℃之间。
热熔连接保压、冷却时间,应符合热融连接工具生产厂和管材、管件生产厂的规定,在保压、冷却时间不得移动连接件或在连接件上施加外力。
热熔对接应符合以下规定:
在对接焊机上夹紧管材和管件的插口端,清洁插口端。
移动可动夹具,将管材、管件连接面在铣刀上刨平,取下铣刀,检查管端连接面,使其间隙不大于0.3mm。
校直对焊机上两对应的对接件,使其在同一轴线上,错边不宜大于壁厚的10%。
将加热工具放在两连接面之间,使对焊机上的管材靠近加热工具并施加一定的压力,直到融化形成沿管材整个外圆周平滑对称的翻边为止。
加热完毕,连接件应迅速脱离对接连接加热工具,并应用均匀外力使其完全接触,形成均匀凸缘。
热熔承插连接应符合以下规定:
热熔承插适用于直径125mm以下聚乙烯管材管件的连接,直径大于等于63mm以上,应使用承插焊机,直径小于63mm可用手动承插焊接。
热熔承插连接管材的连接端应切割垂直,并应用洁净布檫净管材和管件连接面上的污物,标出插入深度,刮除其表皮。
承插连接前,应校直两对应的待连接处,使其在同一轴线上。
插口外表面和承口内表面应用热熔承插连接工具加热。
加热完毕,待连接件应迅速脱离承插连接加热工具,并应用均匀外力插至标记深度,在焊接时间内保持该位置不变,在至少10分钟的附加冷却时间内,不能让接头承受过大的应力。
PE80和PE100聚乙烯燃气管的比较
——玉林市天然气管道选用PE100聚乙烯管的原因分析
苏孙勇
(玉林中燃城市燃气发展有限公司,广西玉林537000)
【摘要】随着聚乙烯管技术应用的发展,新材料PE100聚乙烯燃气管也在我国得到迅速发展,使得聚乙烯管在城市燃气输
配管网中得到了更广泛的应用。
文章通过对PE80和PE100聚乙烯燃气管的比较,分析了玉林市选用PE100的原因。
【关键词】PE管;PE100;聚乙烯管;天然气管道;燃气管道
【中图分类号】TE8【文献标识码】A【文章编号】1008-1151(2006)02-0109-02
【收稿日期】2005-11-06
一、前言
玉林市天然气利用工程采用天然气为气源,城区中压管网设计压力为0.2~0.4Mpa,根据城镇燃气输送压力分级,属于中压A级。
由于聚乙烯燃气管具有良好的柔韧性和耐腐蚀性,同时重量轻、施工方便、寿命长、投资小、管道的气密性较好、管道表面光滑、输送流体阻力小等优越性能,玉林市中压管网采用了大量材质为PE100聚乙烯管。
由于国内应用的聚乙烯燃气管大部分为PE80,而PE100的应用还比较少,现就PE80和PE100聚乙烯燃气管进行比较,分析玉林市天然气
管道选用PE100聚乙烯管的原因。
二、PE80与PE100聚乙烯燃气管的比较分析
(一)聚乙烯燃气管发展简史
聚乙烯管习惯上按照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/cm3),中密度聚
乙烯(MDPE)管(密度为0.930~0.940g/cm3)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,根据发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,因此目前国际上根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计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,它受持续应力及温度变化的影响,因此聚乙烯管的设计应力应根据长期强度来决定,即通过绘制恒温下应力与破坏时间的曲线来确定。
根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。
(二)PE80与PE100聚乙烯燃气管结构和混配料的比较
目前国际上使用量最大的管材树脂的MRS值为8.0MPa(PE80级),其树脂共聚单体含量比较高,具有较高的长期静液压强度和耐环境应力开裂性能。
而MRS值为10MPa(PE100级)的管材树脂具有双峰型分子分布、己烯共聚物,具有较高的密度和刚度,很强的蠕变抵抗能力,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、扩大管道应用范围创造了条件。
目前PE100的管材使用量,特
别是在大口径管材上的用量,正在迅速上升。
PE80与PE100聚乙烯燃气管混配料的最低要求强度见表1:
表1聚乙烯燃气管混配料的分类
(三)PE80与PE100聚乙烯燃气管的最大允许应力的比较
根据国标《燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统第1部分:
管材》GB15558.1-2003中3.24规定条件下的允许应力,按下式
计算:
σt=MDS/C
式中:
MDS——最小要求强度(MPa);
C——总体使用(设计)系数,燃气用埋地聚乙烯管道系
统的总体使用(设计)系统C≥2;
因此,PE80和PE100聚乙烯燃气管的最大允许工作压力就分别获得,见表3。
由表2中PE80和PE100的最低要求强度获得:
对于PE80级:
SDR11系列管道σt=8.0/2=4MPa,
对于PE100级:
SDR11系列管道P=10.0/2=5MPa。
(四)PE80与PE100聚乙烯燃气管的最大允许工作压力的比较
根据国家强制性行业规范《聚乙烯燃气管道工程技术规程》CJJ-95条文说明1.0.2中国际上对聚乙烯燃气管道承压
能力一般按下式计算:
P=2σ/[Fd(SDR-1)]
式中:
P——工作压力(MPa);
Fd——设计系数(安全系数)。
燃气管选取范围为2~5,一
般选Fd=4.0;
SDR——标准尺寸比,即公称外径与壁厚之比,国家标准
中规定有SDR11和SDR17.6。
由表2中PE80和PE100的最低要求强度获得:
对于PE80级:
SDR11系列管道P=2×8.0/4×(11-1)=0.4Mpa;SDR17.6系列管道P=2×8.0/4×(17.6-1)=0.24MPa;
对于PE100级:
SDR11系列管道P=2×10.0/4×(11-1)=0.5Mpa;SDR17.6系列管道P=2×10.0/4×(17.6-1)=0.30MPa。
因此,PE80和PE100聚乙烯燃气管道的最大允许工作
压力见表2:
表2PE80和PE100聚乙烯燃气管道的最大允许工作压力
(五)PE80与PE100聚乙烯燃气管不同温度下的最大允许工作压力的比较
国家强制性行业规范《聚乙烯燃气管道工程技术规程》CJJ-95条文2.1.4中:
聚乙烯燃气管使用压力确定是根据管材在20℃(或23℃)时长期强度确定,由于聚乙烯管道对温度较为敏感,在较高温度下其耐压强度就要降低,为了保证聚乙烯管道的安全性就要降低使用压力。
在较低的温度下使用时,管材的脆性破坏可能性提高,而裂纹扩展速度是与管材使用时的应用成正比的,因此也应降压使用。
由于玉林市地处我国南方地区,燃气管道工作温度在20℃~30℃,其允许工作压力数值是根据中国建筑工业出版社出版的《塑料管道工程设计与施工》介绍的在30℃工作温度下,允许工作压力为20℃的65%确定,因此分别得出PE80和PE100聚乙烯燃气管道在这一温度的最大允许工作压力,见表3:
(六)PE80和PE100聚乙烯燃气管性能指标的比较
目前,国标《燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统第1部分:
管材》GB15558.1-2003对PE80和PE100聚乙烯管的力学性进行了明确规定,见表4:
三、玉林市天然气管道选用PE100聚乙烯管的原因
玉林市位于广西东南部,年平均气温21.6℃~22.5℃,所以聚乙烯管道工作温度在20℃~30℃范围内。
玉林市天然气利用工程采用天然气为气源,城区中压管网设计压力为0.2Mpa~0.4Mpa。
聚乙烯管材有如下两个方案选择:
方案一:
选用PE80聚乙烯管,根据表3得到城区中压管网压力最大为0.2MPa(SDR11系列),其运营压力较低,必会
大幅增加运营成本。
方案二:
选用PE100聚乙烯管,根据表3得到城区中压管网压力最大为0.3MPa(SDR11系列),其运营压力较高,运
营成本较为合理。
由于PE100比PE80的管材价格高5%,但相同条件下,流量与压力成正比,即方案二所供应的用户是方案一的1.5倍,所以其运营成本比方案一低,并且PE100的管材给将来管网的发展留有很大的余地,方案二优于方案一,所以选择方
案二(即选用PE100管材)。
四、PE100聚乙烯燃气管的应用
PE100聚乙烯燃气管在国外已得到了广泛的应用,在使用压力和管径上都比PE80高出一截,使投资和运营成本更低。
欧洲各国在PE100级聚乙烯燃气管道实际使用压力,见表5。
由于PE100聚乙烯管技术的应用,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。
PE100聚乙烯燃气管在国内各城市应用还比较少,这是由于PE100聚乙烯燃气管材及管件还未能实行国产化,并且还未制定出PE100聚乙烯燃气管的专门规范。
但PE100聚乙烯管以其优越的性能,必会得到迅速发展。
五、结语
随着“西气东输”工程的深化和沿海各省LNG工程的逐步实施,PE100聚乙烯燃气管将会迅速发展,使聚乙烯管材得到更广泛的应用。
【参考文献】
[1]华北设计研究院.玉林市天然气利用工程专项规划[S].
[2]聚乙烯燃气管道工程技术规程[S].
[3]燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统第1部分:
管材[S].