市政給水係統改造選用pe給水管的諸多優勢
具有優(yōu)良的耐腐蝕(shí)性
(1)聚乙烯具有優良的耐腐蝕性、較(jiào)好的(de)衛生性能和較長的使用壽命
聚(jù)乙烯(xī)為無惰性材(cái)料,除少量(liàng)強氧化(huà)劑外,可(kě)耐多種化學藥品侵蝕,且不易滋生細菌。眾所周知鋼管、鑄鐵管被塑料管所取代(dài)的(de)原因不僅是因為塑料管材比其輸水能耗低、生活能耗低、重量(liàng)輕、水流(liú)阻力小、安裝簡便迅速、造價低、壽命長(zhǎng)、具有保溫功能等,還(hái)因為塑料管耐腐蝕、不易滋生微生物等性能優於鋼管及鑄鐵管。
聚乙(yǐ)烯管材的使用壽(shòu)命為50年以上,這一點不僅已為(wéi)國際標準和國外的(de)一些先進標準所確認,而且已經被實踐所證明。
聚乙烯能夠推廣應用的(de)另一個原因是(shì)因為(wéi)聚氯乙烯日益受到環境保護(hù)方麵的壓力。首先是聚氯乙烯本身的衛生性能問題:眾所周知,在正規生產和嚴格控製下生產聚氯乙烯管是可以保證衛(wèi)生性能的,容許應用在飲用水(shuǐ)領域。但是還是有人擔心在控製不嚴的地方可能會發生問題:如聚(jù)氯(lǜ)乙烯樹脂中氯乙烯單體的超標,在給水用聚氯乙烯管的配方中誤用了(le)有毒的(de)助劑。把不保證無毒的排水用聚氯乙烯管和(hé)管件誤用到了給水(shuǐ)管和管(guǎn)件等。其次是聚(jù)氯乙烯(xī)管的回收問題: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,但是各國的(de)證明,舊塑料(liào)製品能回收再生的(de)比例有(yǒu)限,主要的處理方式是焚燒回收能源,聚氯乙烯因為含氯,在焚燒時控製不好就可能產生有害物質,而聚乙烯僅含碳氫,焚燒後生成水和二氧化碳。所以在歐美等國家,現(xiàn)在聚氯乙烯的應用(yòng)正受到一些環境保護組(zǔ)織日益加重的壓力。
具有獨特的柔韌性和優良的耐刮痕的能力(lì)
(2)聚乙烯具有獨特的柔韌性和優良的耐刮(guā)痕的能(néng)力
聚乙烯管道係統的撓性(xìng)有著巨大的技術(shù)經濟價值。聚乙烯的撓性是一個重要(yào)的性質(zhì),它極大的提高了該(gāi)材料對於管線(xiàn)工(gōng)程的價(jià)值。良(liáng)好(hǎo)的(de)撓性使聚(jù)乙烯管(guǎn)可以盤(pán)卷,以較長的長度進行供應,避免了大量(liàng)的接(jiē)頭和(hé)管件。例如在全國城市改水示範單位——南通自來水公司在一戶一表改造(zào)中選材(cái)時(shí)便充分(fèn)利(lì)用了PE小(xiǎo)口徑管材可盤卷的特性,從水表至用戶(hù)一根管材(cái)到底,中間無須管接頭,既節約了(le)成本,又提高了工效。PE小口徑管的這種特性(xìng)已(yǐ)得到(dào)全國各城市有水表出戶工(gōng)程的自來(lái)水公司的認可,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(shǐ)之可采用多(duō)種可(kě)減輕(qīng)對環境和社會生活(huó)的(de)影響且費用經濟的安裝方法,如免開挖施工技術。免開挖施工技術是指利(lì)用各種岩土鑽掘的技術手段,在(zài)地表不開溝(槽)的(de)條件下鋪設、更換或(huò)修複各種地下管線的施工技術。多種免開挖施工技術非常適宜采用(yòng)聚乙(yǐ)烯管材,如鋪設新(xīn)管(guǎn)線的(de)水平定向鑽進和導向鑽進法(fǎ),原位更(gèng)換(huàn)舊管線的脹管法及修複(fù)舊管(guǎn)線的穿插(chā)更新內襯法及各種改進的內襯法(折疊變形法、熱拔法和冷軋法)。
PE獨特的柔韌性還使其能夠有效的抵抗(kàng)地下運動和端載荷。從表麵上看,強強度和剛性方(fāng)麵,塑料埋地管不及水泥管及金屬(shǔ)管道,但(dàn)從實際應用看,塑料埋(mái)地管是屬(shǔ)於“柔性管”,在正確設計和鋪設施工下塑料埋地管是和周圍土壤共同承受負載的。所(suǒ)以塑料埋地管不需要達到“鋼性管”一樣的強(qiáng)度和剛性就可以滿足埋地使用中的力學性能的要求。同時,聚乙烯的壓力鬆弛特(tè)性可有(yǒu)效地通過形變而消耗應力,其實際軸向應力水平(píng)遠比理(lǐ)論(lùn)計(jì)算值低,而且其斷裂伸長率一般(bān)都(dōu)大於500%,彎曲半徑可以小到管直徑的20~25倍,是(shì)一種高韌性材(cái)料,對地基不均勻沉降的適應能力(lì)非常強,這些特點使其(qí)成為抵禦地震、地基沉降以及溫差伸縮的(de)為優秀(xiù)的管道。例(lì)如(rú)在1995年日(rì)本神戶大地震中,PE給水管及燃氣管就是幸免的管道係統。
具有(yǒu)非常突(tū)出的耐低溫(wēn)性能
(3)聚乙烯(xī)具有非常突出(chū)的耐低溫性能
pe給水管的低溫脆化點為(wéi)-70℃,優於其他管道。在冬季野(yě)外施工時(shí)聚氯(lǜ)乙烯(xī)(PVC-U)管容易脆裂,我國北京地區鋪設聚氯乙烯(PVC-U)埋地給水管(guǎn)試點工程中總結的一條經驗是溫度在零度以下就(jiù)不適宜進行聚氯乙烯(PVC-U)管的鋪設施(shī)工(gōng)了(le)。還有一個明顯的佐證,為改進PP的韌性和低溫耐衝擊(jī)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iPP的工藝路線和(hé)方法,使丙烯和(hé)乙烯的混合氣(qì)體進行共聚合,得到主鏈中無規則地分布著丙烯和乙烯段的共聚物(即(jí)PP-R管材料),PP-R管材料(liào)中的乙烯含量大多在3%左(zuǒ)右。但改善後的(de)PP-R耐(nài)低溫性能仍不盡人(rén)意,其(qí)脆化點約為-15℃,遠高(gāo)於聚乙烯管的脆化點溫度-70℃。
具有良好的快速裂紋增長斷裂(liè)韌性
(4)聚乙烯(xī)具有(yǒu)良好的快速裂紋增長斷裂韌性
發生快速裂紋增長破壞時,裂紋(wén)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(fā)生大規模泄漏事故,以及後續的燃燒爆炸(輸天(tiān)然氣)或洪水(輸水)事故。這種事故發生概率不大(dà),一旦發生,危害極大。近十幾年來,這種破壞(huài)方式已被認(rèn)為是塑(sù)料(liào)燃氣輸送管中需(xū)要絕對防止的(de)具危險(xiǎn)性的事故。對塑料壓力管的持續發展來講(jiǎng),防止發生快速裂紋增長破壞要求的重要(yào)性已經超(chāo)過了對長期(qī)壽命(mìng)強度性能(néng)的要(yào)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(mìng)—長(zhǎng)期(qī)強度與增大管徑無關(實際上大口徑管可(kě)能比小口徑管(guǎn)安全),但快速裂紋增長危險(xiǎn)隨管(guǎn)徑增大而增加。在現有大品種塑實驗方法料管中,如聚乙(yǐ)烯、聚丙烯、聚氯(lǜ)乙烯管(guǎn)等,達到一定管徑時,由(yóu)防止快速裂紋增長破壞所決定的許用壓力,總是(shì)比由長期強(qiáng)度問題所決定的許用壓力低。也就是說,按防止快(kuài)速裂紋增長破壞的要求決定了許用(yòng)壓力後,長期壽命(如(rú)20℃,50年)要求可自行(háng)得(dé)到滿足;快速裂紋(wén)增長斷裂韌性(xìng)差的材料(liào)將遭到淘汰,不管它的長期強度性能好(hǎo)或壞。如(rú)聚氯乙烯(PVC-U)燃氣管已經基本上全(quán)部被聚乙(yǐ)烯(PE)燃氣管所取代。歐洲(zhōu)聚氯乙烯(PVC-U)給水管被聚乙烯(PE)管(guǎn)取(qǔ)代的趨勢已經明朗。
我國(guó)尚未建立監控快速裂紋增長破壞的試驗裝置。我國的塑料壓力管標準都未涉及這一問題,這表明我國的塑料壓力管水(shuǐ)平比世界一般水平(píng)至少落後一(yī)個發展階段(duàn)。
聚乙烯管道安裝連接方便可靠
(5)聚乙烯管道安裝連接方便(biàn)、可靠
聚乙烯管(guǎn)可(kě)以用比較方(fāng)便的(de)熱熔對接、承插方法得到可靠的、內表麵與原管材接近的牢固連(lián)接(連接處有不大的熔接凸起環),或(huò)采用專門的電熔(róng)管件連接聚乙(yǐ)烯管。對於小口徑(jìng)管材(cái)還可以(yǐ)采(cǎi)用我們公(gōng)司生(shēng)產的卡壓式連接,連接方便可靠(此種產品是我們公司引進的專利技術(shù),廣泛應用於我國許多水司的一戶一表工程)。聚乙烯管的熔接接(jiē)頭可以承受軸向負荷而不發生泄露和脫開(kāi)。