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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].