市政給水係統改造選用pe給水管的諸多優勢
具有優良(liáng)的(de)耐腐蝕性
(1)聚乙烯具有(yǒu)優(yōu)良的耐腐蝕性、較好(hǎo)的衛生性能和較(jiào)長的(de)使用壽命
聚(jù)乙烯為無惰性材料,除少量(liàng)強氧化劑外(wài),可耐多種化(huà)學藥品侵蝕,且不易(yì)滋生細菌。眾所周知鋼管(guǎn)、鑄鐵(tiě)管被塑料管(guǎn)所取代的原因不僅是因為塑料管(guǎn)材比其輸水(shuǐ)能耗低、生活能耗低、重(chóng)量(liàng)輕、水流阻力小、安裝(zhuāng)簡便迅速、造價低、壽命長、具有保溫功能(néng)等,還因為塑料管(guǎn)耐腐蝕、不易滋生微生物等性能優於鋼管及鑄鐵管。
聚乙烯管材的使用壽命為50年以上,這一點不僅已為國際標準和國外的一些(xiē)先進標準所確認,而且已經(jīng)被實踐所證明。
聚乙(yǐ)烯能夠(gòu)推(tuī)廣應用的另一個(gè)原因是因(yīn)為聚氯乙烯日益受到環境保護方麵的(de)壓力。首先是聚氯乙烯本身的衛生性能問題:眾所周知,在正(zhèng)規生產和嚴格控製下生產聚氯乙烯(xī)管是可以保證(zhèng)衛生性能的,容許(xǔ)應用在飲用水領域。但是還是有人擔心在控製不嚴的地方可能會(huì)發生問題:如聚(jù)氯乙烯樹脂中(zhōng)氯乙烯單體的超(chāo)標,在給水用聚氯乙烯管的配方中誤用了有毒的助劑。把不保證無毒的排水用聚氯乙烯管和管件誤用到了(le)給水管和管件等。其次(cì)是聚氯乙烯(xī)管的(de)回收(shōu)問(wèn)題:聚氯乙烯和聚乙烯一樣是熱塑性塑料,從理論上講都是可以利用的(de),但是各國的證明,舊塑料製品能回收再生的比例有(yǒu)限,主要(yào)的處理方式是焚(fén)燒回收能源,聚氯乙烯(xī)因(yīn)為含氯,在(zài)焚燒時控製不好就可能產(chǎn)生有害物質(zhì),而(ér)聚(jù)乙烯僅含碳氫,焚燒後生成水和二氧化碳。所以在歐(ōu)美等國家(jiā),現在(zài)聚氯乙烯的應(yīng)用正受到一些環境保護組織日益加重的壓力。
具有獨特的柔(róu)韌性和(hé)優良的耐刮痕的能力
(2)聚乙(yǐ)烯具有獨特的柔韌性和優良的耐刮痕的能力
聚(jù)乙烯(xī)管道係統的撓性有著巨大的技術經濟價值。聚乙烯的撓性是一個重要的性質,它極大的提高(gāo)了該材料對於(yú)管線工程的(de)價值。良(liáng)好的撓性使聚乙烯管(guǎn)可以盤(pán)卷,以較長的長度進(jìn)行供應,避免了大量的接頭和管件(jiàn)。例如在(zài)全國城市改水示(shì)範單位——南通自(zì)來水公司在一戶一表改(gǎi)造中選材時便充分利用了(le)PE小口徑管材(cái)可盤卷(juàn)的特性,從水表(biǎo)至用戶一根管材到底,中(zhōng)間無須管接頭,既節約了成本,又提高了工效。PE小口徑管的這種特性已得到(dào)全國各城市有水表出戶工程的自來水公司的(de)認可,成為其改水作業的產品。同時,撓性和重量輕及具有優良的耐刮痕能力,使之可采用多種(zhǒng)可減輕對環境和社會生活的影響且費用經濟的(de)安裝方法,如免開挖施工技術(shù)。免開挖施工技術是指利用各種岩土鑽(zuàn)掘的技術手段,在地表不開溝(gōu)(槽)的條件下鋪設、更換或修複各種地下管(guǎn)線的施工技術。多種免開(kāi)挖施工技術非常適宜采用聚(jù)乙烯(xī)管材,如鋪設新管線(xiàn)的水平定向鑽進和導向鑽進法,原位更換舊(jiù)管線的脹管(guǎn)法及修複舊管(guǎn)線的穿(chuān)插(chā)更新內襯法及各種(zhǒng)改進的內襯法(折疊變形法、熱(rè)拔法和(hé)冷軋法)。
PE獨特的柔韌性還使其(qí)能夠(gòu)有效的抵抗地下運動和端載(zǎi)荷。從(cóng)表麵上看,強(qiáng)強度(dù)和剛性方麵,塑料(liào)埋地管不(bú)及水泥管及金(jīn)屬管道,但從實際應用看,塑料埋地管(guǎn)是屬於“柔性管”,在(zài)正確設計和(hé)鋪設(shè)施工下塑料埋地管是和周圍土壤共同承受負載的。所以塑料埋地管(guǎn)不(bú)需要達到“鋼性(xìng)管(guǎn)”一樣的強度(dù)和剛性就可(kě)以滿足埋地使用中的力學性能的要求。同時,聚乙烯的壓力(lì)鬆弛特性可有效地通過形變而消耗應力,其實際軸向應力水平遠(yuǎn)比理論計算值低,而且其斷(duàn)裂伸長率一般都大於500%,彎曲半徑可以小到管直(zhí)徑(jìng)的20~25倍,是一種(zhǒng)高韌性材料(liào),對地基不均勻(yún)沉(chén)降的適應能力非常強,這些(xiē)特點使其成為抵禦地震、地基沉(chén)降以(yǐ)及溫差(chà)伸縮的為優秀的(de)管道。例如在(zài)1995年日本神戶(hù)大地震中(zhōng),PE給水管及燃氣管就是幸免的管道係(xì)統。
具有非常突出的耐低溫性(xìng)能
(3)聚乙烯具有非常突出的耐低溫性能
pe給水管的低溫脆化點為-70℃,優於其他管道。在冬(dōng)季野外施工(gōng)時聚氯乙烯(PVC-U)管容易脆(cuì)裂,我國北京地區鋪設(shè)聚氯乙烯(PVC-U)埋地給水管試點工程中總結(jié)的一條經驗是溫度在零度以下就不適(shì)宜進行聚氯乙烯(PVC-U)管的鋪設施工了。還有一個明(míng)顯的(de)佐證,為(wéi)改進(jìn)PP的韌性和低溫耐衝擊性能,可將乙烯與丙烯單體共(gòng)聚製成無規共聚聚丙烯(PP-R),其一般采用(yòng)iPP的工藝路線和方法,使丙(bǐng)烯和乙烯的混合氣體進行共(gòng)聚合,得到主鏈中無規則地分布著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(zài)3%左右。但改(gǎi)善後的(de)PP-R耐低(dī)溫(wēn)性能仍不盡人意,其脆化點約為-15℃,遠(yuǎn)高於聚乙(yǐ)烯管的脆化點溫度-70℃。
具有良好的快速裂紋增長斷裂韌性(xìng)
(4)聚乙烯具有良好的快速裂(liè)紋增長斷裂韌性
發生快速裂紋(wén)增長破壞時,裂紋可以100~45m/s速度快速擴展幾百米至十幾公裏,造成長距離管路損壞,發生大規模泄漏事(shì)故,以及後續的燃燒爆炸(輸天然氣)或洪水(輸水)事故。這種事故發生概率不大,一旦發生,危害極大。近(jìn)十幾年來,這種破壞方式已被認為是塑料燃氣輸送管中需要絕對防止的具危險性的事故。對塑料壓(yā)力管的持續發展來講,防止發生快速裂紋增長破(pò)壞要求的重要性已經超過了(le)對長期壽命強度性能的要求。其原因為:在同一SDR(管材直徑與其厚度之比)時,計算的長期壽命—長期強(qiáng)度與增大管徑無關(實際上大口徑管可能比小口徑管安全(quán)),但快速裂紋(wén)增長危險隨管徑增大而增加。在(zài)現有大品種塑實驗方法料管中,如聚乙烯(xī)、聚丙烯、聚氯乙烯管等,達到一定管徑(jìng)時,由防止快速(sù)裂紋增長破壞所決定的許(xǔ)用壓力,總(zǒng)是(shì)比由長(zhǎng)期強度問題所決定的許用壓力(lì)低。也就是說,按防(fáng)止快速裂紋增長破壞的要求決定了許用壓力後,長期壽命(如20℃,50年)要求可(kě)自行得到滿足;快速裂紋(wén)增長斷(duàn)裂(liè)韌性差的材料將遭到淘汰,不管它的長期強度性能好或壞。如(rú)聚(jù)氯乙烯(xī)(PVC-U)燃氣管已經基本上全(quán)部被聚乙烯(PE)燃氣管所取代。歐洲聚氯(lǜ)乙烯(PVC-U)給水管被聚乙烯(PE)管取代的趨勢已經明(míng)朗。
我(wǒ)國尚未建立監控快速裂紋增長破壞的試驗裝置。我國的塑料(liào)壓(yā)力管標準都未涉及這一(yī)問題,這表明我國的塑料壓(yā)力管水平比世界一般水平至少(shǎo)落後一個發展階(jiē)段。
聚乙烯管道安裝連接方(fāng)便可靠
(5)聚乙烯管道安裝連接方便、可靠
聚乙烯(xī)管(guǎn)可以用比較(jiào)方(fāng)便的熱(rè)熔對接、承(chéng)插方法得到可靠的、內表麵與原管材接近的牢固連接(連接處有不大的熔接凸起環),或采(cǎi)用專門的電熔管件連接(jiē)聚乙烯管。對於小口徑(jìng)管材還可以(yǐ)采用我們公司(sī)生產的卡壓式連接,連接方便可靠(此種產品是我們(men)公司引進的(de)專(zhuān)利技術,廣泛應用於我國(guó)許多水司的一戶(hù)一表工程)。聚(jù)乙烯管的熔接(jiē)接頭可以承受軸向負荷(hé)而不(bú)發生泄露和脫開。