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聚乙烯(PE)给水管道系统的发展

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2015/06/03 13:47
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【摘要】:
PE管道具有耐腐蚀、水流阻力小、安装方便、运行维护量少等特点,为此,许多发达国家塑料管制造商与管道工程界进行了广泛的合作,进行系统开发研究,使原料合成生产、管材和管件制造技术、设计理论和施工技术等方面得到了发展和完善,并积累了丰富的实践经验,使塑料管在管道工程中占据了相当重要的位置,并形成一种势不可挡的发展趋势。    我国自1994年成立全国化学建材协调组以来,在协调组和建设部的指导下,大力推广
  PE管道具有耐腐蚀、水流阻力小、安装方便、运行维护量少等特点;为此,许多发达国家塑料管制造商与管道工程界进行了广泛的合作,进行系统开发研究,使原料合成生产、管材和管件制造技术、设计理论和施工技术等方面得到了发展和完善,并积累了丰富的实践经验,使塑料管在管道工程中占据了相当重要的位置,并形成一种势不可挡的发展趋势。 
 
  我国自1994年成立全国化学建材协调组以来,在协调组和建设部的指导下,大力推广应用塑料管道,使我国塑料管道产业得到迅速发展。到2003年,我国塑料管道生产能力达到300万吨,工程用量达到150万吨。已初步形成了以聚氯乙烯(PVC-U)管、聚乙烯(PE)管和聚丙烯(PP)管为主的塑料管产业。
 
一、PE管道发展历程:
 
  第一代(20世纪50年代初~70年代末,主要有PE32、PE40、PE63);
  
第一阶段——PE32、PE40 LDPE管道:主要应用于室内给水管道和农业灌溉管道,管径较小,而且压力较低;
 
  第二阶段——PE63 HDPE管道:真正开始用做压力管道材料,并被用于较大口径的管道工程。
 
  第二代(20世纪80年代初~90年代初,主要是PE80)
 
    第一阶段——PE80 HDPE管道;
 
    第二阶段——PE80 MDPE管道,双峰PE。
 
MDPE、HDPE管道快速占领了城镇供水管道和城镇给水管道市场。 
 
第三代(20世纪90年代初~至今,主要是PE100)
 
PE100 HDPE管道:在PE80 HDPE管道基础上,进一步提高了承压强度(MRS)、耐快速开裂性能(RCP)和耐慢速开裂性能(SCG)。MRS达到10MPa。
 
主要应用于压力较大和直径较大的城镇供水管道和城镇给水管道。
 
二、国外PE管道应用情况:
 
在国外,塑料管正不断替代传统的金属或其他管材,发展十分迅速。从1980-1990年的十年中,除塑料管以外,其它各种材料的管材增长率总和不足2%,而塑料管的增长率达到8%,进入90年代塑料管的需求量将仍是每年4.2%的速率增长。目前,塑料管道市场占有率超过40%。
 
 (一) 国外PE供水管道应用情况
 
1. 欧洲城镇供水PE管使用量统计
 
欧洲饮水管中HDPE/MDPE管所占的比例是惊人的,而且欧洲饮水管向HDPE/MDPE管转变的速度同样是惊人的。
 
欧洲塑料饮用水管,HDPE、MDPE、LDPE管占92%,其中:HDPE、MDPE占86%。PVC管占5%。
 
2.PE供水管应用场所
 
A)城镇供水主干管及配水支管
 
  在主干管上, PE管与球墨铸铁管、钢管、PVC-U管比较,正获得更多份额;
 
    在配水支管上,由于HDPE管具有优良的柔韧性和可盘卷性,得到普遍应用。
 
B) 旧管道修复(插管法、缩径内衬法、U形内衬法)
 
  由于PE管具有优良的柔韧性和可焊接性,尤其是具有良好的耐裂纹快速增长性能的PE100管出现,使PE管在城镇供水旧管道修复中得到普遍应用。
 
C)大型输水工程(包括跨海输水工程)
 
  由于低流垂的PE100原料和大口径挤出设备出现,使PE管最大能生产到dn1600mm,因此,在大型输水工程中成为强有力的竞争材料,尤其在跨海输水工程。
 
D)建筑给水
 
  在欧美很多私人住宅(house),从配水支管接到每户的管线以及每户室内给水管,都是由住户自己承担,因此,施工方便的PE建筑给水管在欧美使用很普遍。
 
(二) PE管道抗地震性能实例
 
  在美国,1971年洛杉矶地震(震级 6.6)和1989年加利福尼亚大地震(震级 7.1 )中没有发现PE供水和给水管道受损。
 
  在日本,1973年根室冲地震(震级 7.4 )、1978年宫城冲地震(震级 7.4 )、1987年千叶县东方冲地震(震级 6.7)、1993年钏路冲地震(震级 7.8 )、1994年青森县地震(震级 7.5 )、1995年兵库县南部地震(震级 7.2 )时, PE供水和给水管道完全没有发生任何事故。
 
在美国和日本的地震中,其它种类管道不同程度受到损坏,包括PVC管,尤其是钢管损坏最为严重。
 
一、国内PE管道生产应用情况
 
1. PE管道生产情况 
 
目前,全国PE管生产企业有150余家,生产能力达到80万吨/年。
 
2.PE管道工程建设中应用情况
 
  PE管的应用已经普及到各个领域,建筑给水、城镇供水、城镇排水、城镇给水、电力与电讯保护套管、工业用管、农业用管等领域应用都在逐年增加,工程应用量达到50万吨/年。
 
3.PE城镇供水管道工程应用情况
 
PE管用于城镇供水使用量也在逐年增加,2003年,工程使用量达到12万吨;
 
应用范围有城镇供水主干管、配水支管、引水工程输水管、供水旧管修复工程,极少量用于地面输水工程;
 
工程应用主要规格为DN40-630mm ,少量达到1000mm;管道连接以热熔对接为主,少量采用电熔连接,dn400mm以上管件采用焊制管件较多。
 
执行标准:管材GB/T13663-2000;管件 GB/T13663.2-2005;设计施工,埋地给水CJJ101-2004,建筑给水CJJ/T98-2003。
 
二、PE管道发展趋势
 
1.总的趋势
 
  PE管道优良特性,以及国家产业技术政策激励,促使PE管道在城镇供水管网和城镇给水管网中,用量将逐年增加,最终占据主导地位。
 
  特性——耐腐蚀、流阻小、卫生、抗震、接头可靠、施工方便、运行维护量小、工程综合造价低等。
 
  政策——国家“十五”产业规划要求:大力推广应用PE管道,到2005年,城市供水50%采用塑料管,村镇供水60%采用塑料管;城镇给水(中低压管道)50%采用塑料管道。
 
2.技术发展趋势
 
1)PE城镇供水管道和城镇给水管道原料将以PE80、PE100专用料为主, PE63原料在建筑室内会极少量采用。
 
2)dn630及以下管道,将以PE80级HDPE、MDPE管为主,山区及地理环境复杂场所将以MDPE管为主;dn630以上和输送压力较高以及旧管道更新等场合,将以PE100级管为主。
 
3)PE管道连接,dn160及以下管道,将以电熔连接为主;dn160 以上将以热熔对接为主;在dn160-315范围内,PE柔性承插连接在一些地区城镇供水工程中将会大量使用;热熔承插连接将会极少采用;PE管道维修时电熔连接将会经常采用。
 
4)PE管在旧管道的更新改造方面,利用非开挖施工技术(插管、衬管、爆管技术),将有广阔市场,成为发展趋势。