付登華 李文泉 (德陽(yáng)森普工業(yè)有限公司) 一、什么是PE100聚乙烯管? 聚乙烯管材材料發(fā)展,公認(rèn)分為三代,即三個(gè)發(fā)展階段: 第一代,低密度聚乙烯和“一型”高密度聚乙烯,其性能較差,相當(dāng)于現(xiàn)在的PE63以下等級(jí)的聚乙烯管材材料。 第二代,20世紀(jì)60年代出現(xiàn),具有較高的長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)度和抗開(kāi)裂能力的中密度聚乙烯管材材料,即現(xiàn)在被稱為PE80級(jí)聚乙烯管材材料。 第三代,20世紀(jì)80年代出現(xiàn)的被稱為第三代聚乙烯管材專用料PE100。PE100是指在20℃條件下,聚乙烯管材在50年后仍能保持10MPa最小必須強(qiáng)度MRS,而且有優(yōu)異的抵抗快速開(kāi)裂裂紋增長(zhǎng)的能力。國(guó)產(chǎn)目前尚無(wú)此代材料。 二、PE100聚乙烯管的主要優(yōu)越性能有哪些? PE100具有聚乙烯所有的優(yōu)良性能,而其在機(jī)械性能方面明顯提高,這使得PE100具有許多特殊優(yōu)點(diǎn),并被應(yīng)用于更多的領(lǐng)域。 2.1更強(qiáng)的耐壓力 由于PE100樹(shù)脂具有10MPa最小必須強(qiáng)度,比其它聚乙烯耐壓強(qiáng)很多,氣體和液體可加高壓輸送;? 聚乙烯 | 管道系列 | 氣體 | 水 | PE80 | SDR17/SDR17.6 | 0.2MPa | 0.8MPa | SDR11 | 0.4MPa | 1.25MPa | PE100 | SDR!7/SDR!7.6 | 0.4MPa | 1.0MPa | SDR11 | 1.0MPa | 1.6MPa |
因此,對(duì)于給定的直徑,壓力的增長(zhǎng)會(huì)明顯地增強(qiáng)管子的輸送能力;對(duì)于天然氣管道,增加壓力和縮小管徑可以同時(shí)選擇,這樣總成本將隨之降低。因?yàn)椋孩倏晒?jié)省管材;②可挖更窄的溝以安裝管道;③管道可變得更小,以便于纏繞而減少聯(lián)接(焊接)接頭;④管路變得更小,可以選擇其它的安裝技術(shù)。 2.2更薄的管壁 在通常的操作壓力下,使用PE100材料制造的管材,其管壁可大大變簿。對(duì)于大口徑的輸水管,使用簿壁管,可以省材料和擴(kuò)大管道橫斷面的面積,這樣增大了管材的輸送能力。如輸送能力恒定,橫截面的增大帶來(lái)流速的降低,這樣可通過(guò)更小的功率的泵實(shí)現(xiàn)輸送,反而節(jié)省費(fèi)用。 表2:使用PE100減少水管和輸氣管的管壁厚度操作壓力 | PE80 | PE100 | 節(jié)約材料 | 橫截面增大 | 輸送能力增強(qiáng) | 水:1.0Mpa | SDR11 | SDR17 | 33% | 16% | 35% | 水:≤0.4Mpa | SDR11SDR17.6 | 35% | 17% | 24% | | 2.3更高的安全系數(shù) 如果管道的尺寸確定或是操作壓力規(guī)定了,那么,在現(xiàn)今的各種聚乙烯管路系列中,使用PE100可確保最高的安全系數(shù)。 2.4更高的硬度 PE100材料有1250MPa的彈性模量,高于標(biāo)準(zhǔn)高密度聚乙烯樹(shù)脂的950MPa,這使PE100管具有更高的環(huán)剛度。 三、PE100樹(shù)脂的機(jī)械性能(蘇威ELTEX TVB120系列) 3.1 持久的強(qiáng)度 持久的強(qiáng)度是通過(guò)在不同溫度下(20℃、40℃、60℃和80℃) 對(duì)管路壓力測(cè)試來(lái)確定的。在20℃下,PE100樹(shù)脂在50年后能保持10MPa的最低強(qiáng)度,(PE80為8.0MPa)。 3.2 良好的抗應(yīng)力開(kāi)裂性能 PE100聚乙烯管材專用料具有良好的抗應(yīng)力開(kāi)裂性能,延遲了應(yīng)力開(kāi)裂的出現(xiàn)(>10000小時(shí)),在20℃的條件下甚至可以延遲到100多年。 3.3 顯著的抗裂縫快速增長(zhǎng)能力 對(duì)抗裂縫快速增長(zhǎng)能力的要求使傳統(tǒng)的聚乙烯管的用途受取限制:氣體方面,壓力限為0.4MPa,輸水方面為1.0MPa。由于PE100所顯示出來(lái)的顯著的抗裂縫快速增長(zhǎng)能力,使得天然氣網(wǎng)絡(luò)中壓力限提高到1.0MPa(俄羅斯已用到1.2MPa,輸水網(wǎng)絡(luò)中用到1.6MPa壓力)??傊琍E100聚乙烯材料在管道中的應(yīng)用,將保證管網(wǎng)更安全,更經(jīng)濟(jì)和更長(zhǎng)的使用壽命。
二○○○年八月 |