基本介紹
- 中文名：pe燃氣管
- 外文名：polythylene pipe
- 執行標準：GB 15558.1-2003
- 使用領域：給水管和燃氣管
燃氣管簡介,性能特性,產品特點,性能要求,連線步驟,套用領域,產品規格,焊接步驟,連線步驟,埋設規定,PE管連線,
燃氣管簡介
國際上把聚乙烯管(polythylene pipe)的材料分為PE32、PE40、PE63、PE80、PE100五個等級，而用於燃氣管和給水管的材料主要是PE80和PE100。我國對聚乙烯管材專用料沒有分級，這使得國內聚乙烯燃氣管和給水管生產廠家選擇原材料比較困難，也給聚乙烯管材的使用帶來了不小的隱患。
因此國家標準局在GB/T13663-2000新標準中作了大量的修訂，規定了給水管的不同級別PE80和PE100對應不同的壓力強度，並且去掉舊標準中的拉伸強度性能，而增加了斷裂伸長率（大於350%），即強調基本韌性。
PE燃氣管執行標準：GB 15558.1-2003
燃氣用PE管材是傳統的鋼鐵管材、聚氯乙烯燃氣的換代產品。
燃氣管必須承受一定的壓力，通常要選用分子量大、機械性能較好的PE樹脂，如HDPE樹脂。HDPE樹脂的拉伸強度低，耐壓差，剛性差，成型加工時尺寸穩定性差，並且連線困難，不適宜作為給水壓力管的材料。但由於其衛生指標較高，LDPE特別是LLDPE樹脂已成為燃氣管的常用材料。LDPE、LLDPE 樹脂的熔融粘度小，流動性好，易加工，因而對其熔體指數的選擇範圍也較寬，通常MI在0.3-3g/10min之間。
性能特性
一種好的管道，不僅應具有良好的經濟性，而且應具備接口穩定可靠、材料抗衝擊、抗開裂、耐老化、耐腐蝕等一系列優點，同傳統管材相比，HDPE管道系統具有以下一系列優點：
⑴連線可靠：聚乙烯管道系統之間採用電熱熔方式連線，接頭的強度高於管道本體強度。
⑵低溫抗衝擊性好：聚乙烯的低溫脆化溫度極低，可在-60-60℃溫度範圍內安全使用。冬季施工時，因材料抗衝擊性好，不會發生管子脆裂。
⑶抗應力開裂性好：HDPE具有低的缺口敏感性、高的剪下強度和優異的抗刮痕能力，耐環境應力開裂性能也非常突出。
⑷耐化學腐蝕性好：HDPE管道可耐多種化學介質的腐蝕，土壤中存在的化學物質不會對管道造成任何降解作用。聚乙烯是電的絕緣體，因此不會發生腐爛、生鏽或電化學腐蝕現象；此外它也不會促進藻類、細菌或真菌生長。
⑸耐老化，使用壽命長：含有2-2.5%的均勻分布的碳黑的聚乙烯管道能夠在室外露天存放或使用50年，不會因遭受紫外線輻射而損害。
⑹耐磨性好：HDPE管道與鋼管的耐磨性對比試驗表明，HDPE管道的耐磨性為鋼管的4倍。在泥漿輸送領域，同鋼管相比，HDPE管道具有更好的耐磨性，這意味著HDPE管道具有更長的使用壽命和更好的經濟性。
⑺可撓性好： HDPE管道的柔性使得它容易彎曲，工程上可通過改變管道走向的方式繞過障礙物，在許多場合，管道的柔性能夠減少管件用量並降低安裝費用。
⑻水流阻力小：HDPE管道具有光滑的內表面，其曼寧係數為0.009。光滑的表現和非粘附特性保證HDPE管道具有較傳統管材更高的輸送能力，同時也降低了管路的壓力損失和輸水能耗。
⑼搬運方便：HDPE管道比混凝土管道、鍍鋅管和鋼管更輕，它容易搬運和安裝，更低的人力和設備需求，意味著工程的安裝費用的大大降低。
⑽多種全新的施工方式：HDPE管道具有多種施工技術，除了可以採用傳統的開挖方式進行施工外，還可以採用多種全新的非開挖技術如頂管、定向鑽孔、襯管、裂管等方式進行施工，這對於一些不允許開挖的場所，是較好的選擇，因此HDPE管道套用領域更為廣泛。
1、柔軟性：由於PE-RT較為柔軟。故施工時不需要特殊的工具，因此施工成本相對較低。
2、導熱性：用於地板採暖的管材需要有好的導熱性。PE-RT的導熱性能較好，其導熱係數為PP-R、PP-B管材的兩倍。非常適合地板採暖使用。
3、 耐高溫性：PE-RT耐高溫可達到90℃，而PEX只能達到65℃。
4、低溫耐熱衝擊性：PE--RT的耐低溫衝擊性能比較好。冬季施工時管材不易受到衝擊而破裂，增加了施工安排的靈活性。
5、環保性：PE-RT及PP-R可以回收利用，不污染環境。而PEX不能回收會產生二次污染。
6、加工性能穩定性：PEX存在控制交聯度和交聯均勻度等問題，加工複雜且加工直接影響管材性能。而PE-RT、和PP-R加工簡便，管材性能基本上由原料來決定，性能比較穩定。PE-RT是Polyethylene Raised Temperature的簡稱，它是由乙烯單體和1-辛烯單體共聚而成的，是專門為採暖系統而設計的中密度乙烯－辛烯共聚物，其具有分子量分布狹窄, 辛烯均勻分布在聚合物主鏈上的特殊分子結構，它既保留PE原有的衛生性能及加工性能等優點, 又強化了高溫耐久性的一種新型管材專用料。用該原料生產的管材主要套用於建築內的熱水/採暖管領域，其耐久性能與建築物的壽命相同，最低可達50年，同時也具有良好的回收性，附加值極高。
產品特點
■ 良好的衛生性能：PE管加工時不添加重金屬鹽穩定劑，材質無毒性，無結垢層，不滋生細菌，很好地解決了城市飲用水的二次污染。
■耐腐蝕性能好：除少數強氧化劑外，可耐多種化學介質的侵蝕；無電化學腐蝕。
■ 長久的使用壽命：在額定溫度、壓力狀況下，PE管道可安全使用50年以上。
■ 較好的耐衝擊性：PE管韌性好，耐衝擊強度高，重物直接壓過管道，不會導致管道破裂。
■ 可靠的連線性能：PE管熱熔或電熔接口的強度高於管材本體，接縫不會由於土壤移動或活載荷的作用斷開。
■ 良好的施工性能：管道質輕，焊接工藝簡單，施工方便，工程綜合造價低。
管道的連線：
■ 電熱熔接性：採用專用電熱熔焊機將直管與直管、直管與管件連線起來。一般多用於160mm以下管。
■ 熱熔對接連線：採用專用的對接焊機管道連線起來，一般多用於160mm以上管。
■ 鋼塑連線：可採用法蘭、螺紋絲扣等方法連線。
■ 為方便施工和保證施工質量、還應準備相應的工具。
如：旋轉切刀一切割管材；旋轉刮刀--刮除管子表面的氧化皮；爬壁刮刀--刮除大口徑管子表面的化皮；斷氣工具--實現斷氣現場操作。
性能要求
序號 | 性能 | 要求 | 試驗參數 |
1 | 靜液壓強度（Hs） | 破壞時間≥100h | 20℃（環應力） |
PE80(9.0Mpa) PE100(12.4Mpa) | |||
破壞時間≥165h | 80℃（環應力） | ||
PE80(4.5Mpa) PE100(5.4Mpa) | |||
80℃（環應力） | |||
PE80(4.0Mpa) PE100(5.04Mpa) | |||
2 | 斷裂伸長率 | ≥350 | |
3 | 耐侯性（僅適用於非黑色管材） | 氣候老化後，以下性能滿足要求穩定性HS（65h/80℃）斷裂伸長率 | E+D3.5GJ/m2 |
4 | 耐裂紋擴展（RCP）b | ||
5 | 全尺寸（FS）試驗：dn≥250mm或S4試驗適用於所有直徑 | 全尺寸試驗的臨界壓力（Mpa）PC,FS≥1.5×MOP S4試驗的臨界壓力PC,S4≥MOP/2.4-0.072 | ℃ |
6 | 耐慢速裂紋增長en>5mm | 165h | 80℃,0.8Mpa（試驗壓力）c |
80℃,0.92MPa（試驗壓力）d | |||
7 | a熱穩定性（氧化誘導期） | >20min | 200℃ |
8 | 縱向回縮率 | ≤3% | 110℃ |
9 | 熔體質量流動速率（MFR） | 加工前後MFR 變化0.01Mpa,dn≥250mm的輸配系統； 最大工作壓力MOP>0.4Mpa,dn≥90mm的輸配系統。 |
連線步驟
1.夾緊且清潔連線埠
2.調整且磨平連線埠
3.連線埠對直
4.施壓熔接
5.卸壓冷卻
套用領域
■ 城市自來水管網系統。
■ 城鄉飲用水管道。
■ 化工、化纖、食品、林業、印染、製藥、輕工、造紙、冶金等工業的料液輸送管道。
■ 農用灌溉管道。
■ 郵電通訊線路、電力電線保護套管。
■ 礦山砂漿輸送管道。
PE管的延伸與擴展：
因為大口徑管道的需求大大增大，純PE管道因要保證到SDR11壓力等級，只有增加壁厚，隨石油價格走高，聚乙烯原料價格節節攀高，所以為了降紙管材成本，又達到同壓力等級的管道，現純PE管已逐步走向鋼塑複合聚乙烯管道發展的道路，例如：鋼絲網增強聚乙烯複合管、孔網鋼帶增強聚乙烯複合管。
產品規格
執行標準：GB 15558.1-2003 | 壁厚：mm 價格：元/米 | |||
公 稱 外 徑 dn | PE80 | PE100 | ||
SDR17.6 | SDR11 | SDR17.6 | SDR11 | |
壓力≤0.2MPa | 壓力≤0.4MPa | 壓力≤0.6MPa | 壓力≤1.0MPa | |
壁厚 | 壁厚 | 壁厚 | 壁厚 | |
20 | 2.3 | 3.0 | 2.3 | 3.0 |
25 | 2.3 | 3.0 | 2.3 | 3.0 |
32 | 2.3 | 3.0 | 2.3 | 3.0 |
40 | 2.3 | 3.7 | 2.3 | 3.7 |
50 | 2.9 | 4.6 | 2.9 | 4.6 |
63 | 3.6 | 5.8 | 3.6 | 5.8 |
75 | 4.3 | 6.8 | 4.3 | 6.8 |
90 | 5.2 | 8.2 | 5.2 | 8.2 |
110 | 6.3 | 10.0 | 6.3 | 10.0 |
125 | 7.1 | 11.4 | 7.1 | 11.4 |
140 | 8.0 | 12.7 | 8.0 | 12.7 |
160 | 9.1 | 14.6 | 9.1 | 14.6 |
180 | 10.3 | 16.4 | 10.3 | 16.4 |
200 | 11.4 | 18.2 | 11.4 | 18.2 |
225 | 12.8 | 20.5 | 12.8 | 20.5 |
250 | 14.2 | 22.7 | 14.2 | 22.7 |
315 | 17.9 | 28.6 | 17.9 | 28.6 |
355 | 20.2 | 32.3 | 20.2 | 32.3 |
400 | 22.8 | 36.4 | 22.8 | 36.4 |
450 | 25.6 | 40.9 | 25.6 | 40.9 |
500 | 28.4 | 45.5 | 28.4 | 45.5 |
560 | 31.9 | 50.9 | 31.9 | 50.9 |
630 | 35.8 | 57.3 | 35.8 | 57.3 |
焊接步驟
1、將需焊接的管材、管件固定在對接機上，按管材尺寸使用夾具，端面用銑削刀刨光，使對接端面光滑平整、清潔、垂直。
2、調整管材、管件的高度，使需焊接的管材、管件端面完全吻合，並接通加熱板。
3、待加熱板自動升溫至額定溫度，將需要焊接的管材、管件合併使端面加熱，達到加熱時間後，將管材、管件從加熱板上分開、再將兩加熱端面合併對接，使合併處形成均勻的凸緣，待冷卻。
2、調整管材、管件的高度，使需焊接的管材、管件端面完全吻合，並接通加熱板。
3、待加熱板自動升溫至額定溫度，將需要焊接的管材、管件合併使端面加熱，達到加熱時間後，將管材、管件從加熱板上分開、再將兩加熱端面合併對接，使合併處形成均勻的凸緣，待冷卻。
連線步驟
材料準備→夾緊→切削→對中→加熱→切換→熔融對接→冷卻
→對接完成
5、1材料準備
1、將焊機各部件的電源接通。必須使用220V、50Hz的交流電，電壓變化在±10%以內，電源應有接地線；同時應保證加熱板表面清潔、沒有劃傷。
2、將泵站與機架用液壓導線接通。連線前應檢查並清理接頭處的污物，以避免污物進入液壓系統，進而損壞液壓器件；液壓導線接好後，應鎖定接頭部分，以防止高壓工作時接頭被打開的危險。按選定的工作模式輸入焊接數據：直徑；璧厚或SDR值；加熱板的溫度設定；焊工代號。
5、2加緊
將管道或管件置於平坦位置，放於對接機上，留足10～20mm的切削餘量；根據所焊制的管材、管件選擇合適的卡瓦夾具，夾緊管材，為切削做好準備。
5、3切削：切削所焊管段、管件端面雜質和氧化層，保證兩對接端面平整、光潔、無雜質。
1、將機架打開，放入銑刀，旋轉鎖緊旋鈕，將銑刀固定在機架上。啟動泵站時，應在方向控制手柄處於中位時進行，嚴禁在高壓下啟動。
2、啟動銑刀，閉合夾具，對管子管件的端面進行切削。
3、當形成連續的切削時，降壓，打開夾具，關閉銑刀。此過程一定要按照先降壓，在打開夾具，最後關閉銑刀的順序進行。
4、取下銑刀，閉合夾具，檢查管子兩端的間隙（間隙量不得大於0.3mm）。從機架上取下銑刀時，應避免銑刀與端面碰撞，如已發生需要重新銑削；銑削好的端面不要用手摸或被油污等污染。
5、4對中
1、檢查管子的同軸度（其最大錯邊量為管壁厚的10%）。當兩端面的間隙與錯邊量不能滿足要求時，應對待焊件重新夾持，銑削，合格後方可進行下一步操作。
5、5加熱
1、檢查加熱板的溫度是否適宜210℃～230℃，以兩端面熔融長度為1～2mm為宜。
2、加熱板的紅指示燈應表現為亮或閃爍。從加熱板上的紅指示燈第一次亮起後，在等10min使用，以使整個加熱板的溫度均勻。
3、測試系統的拖動壓力P0並記錄。每個焊口的拖動壓力都需測定；當拖動壓力過大時，可採用墊短管等方法解決。
4、將溫度適宜的加熱板置於機架上，閉合夾具，並設定系統壓力P1。
P1=P0+接縫壓力
5、待管子（管件）間的凸起均勻，且高度達到要求時，將壓力降至近似拖動壓力，同時按下吸熱計時按鈕，開始記錄吸熱時間。
P2=P0+吸熱壓力（吸熱壓力幾乎為零）
5、6切換
1、將加熱板拿開，迅速讓兩熱熔端面相粘並加壓，為保證熔融對接質量，切換周期越短越好。
2、達到吸熱時間後，迅速打開機具，取下加熱板。取加熱板時，應避免與熔融的端面發生碰撞；若已發生，應在已溶化的端面徹底冷卻後，重新開始整個熔接過程。
5、7熔融對接：
1、使焊接的關鍵，對接過程應始終處於熔融壓力下進行，卷邊寬度以1～2mm為宜。
5、8冷卻：
保持對接壓力不變，讓接口緩慢冷卻，冷卻時間長短以手摸卷邊生硬，感覺不到熱為準。
1、迅速閉合夾具，並在規定的時間內，迅速的將壓力調節到P3，同時按下計時器，記錄冷卻時間。
P3=P0+冷卻壓力
夾具閉合後升壓時應均勻升壓，不能太快，或太慢，應在規定的時間完成；以免形成假焊、虛焊，此壓力要保持到焊口完全冷卻。
5、9對接完成
達到冷卻時間後，將壓力降為零，打開夾具，取下焊好的管子（管件），移開對接機，重新準備下一接口連線。
卸管前一定要將系統壓力降為零；若需移動焊機，應拆下液壓導線，並及時做好接頭處的防塵工作。
埋設規定
1、PE燃氣管道埋設的最小管頂覆土厚度應符合下列規定：
（1）埋設在車行道下時，不宜小於0.8m；
（2）埋設在非車行道下時，不宜小於0.6m；
（3）埋設在水田下時，不宜小於0.8m；
當採取行之有效的防護措施後，上述規定可適當降低。
2、PE燃氣管道的地基宜為無尖硬土石和無鹽類的原土層，當原土層有尖硬土石和鹽類時，應鋪設細沙或細土。凡可能引起管道不均勻沉降地段，其地基應進行處理或採取其他防沉降措施。
3、PE燃氣管道在輸送含有冷凝液的燃氣時，應埋設在土壤冰凍線以下，並應設定凝水缸。管道坡向凝水缸的坡度不宜小於0.003。
（1）埋設在車行道下時，不宜小於0.8m；
（2）埋設在非車行道下時，不宜小於0.6m；
（3）埋設在水田下時，不宜小於0.8m；
當採取行之有效的防護措施後，上述規定可適當降低。
2、PE燃氣管道的地基宜為無尖硬土石和無鹽類的原土層，當原土層有尖硬土石和鹽類時，應鋪設細沙或細土。凡可能引起管道不均勻沉降地段，其地基應進行處理或採取其他防沉降措施。
3、PE燃氣管道在輸送含有冷凝液的燃氣時，應埋設在土壤冰凍線以下，並應設定凝水缸。管道坡向凝水缸的坡度不宜小於0.003。
PE管連線
1、PE燃氣管施工前的技術
a施工前應熟悉、掌握施工圖;b準備好相應的施工機具;
c對操作工人進行上崗培訓,培訓合格後方可進行施工;d按照標準對管材、管件進行驗收.
2、PE燃氣管管溝的開挖
管溝的開挖必須嚴格按照設計圖紙或工程監理指導的開挖路線及開挖深度進行施工,而且在沒有徵得相關部門同意的情況下不得擅自進行改動.一般規定,聚乙烯管道埋設的最小管頂覆土厚度為：A、埋設在車行道下管頂埋深不得小於0.9米;B、埋設在人行道下或管道支管不得小於0.75米;C、綠化帶下或居住區支管不得小於0.6米;
D、在永久性凍土或季節性凍土地層,管頂埋深應在冰凍線以下.在結實、穩固的溝底,管溝的寬度由施工所需要的操作空間決定,空間大小必須允許能夠正常進行管溝底部的正確準備及管溝填埋材料的填埋及夯實等工作,而且還要考慮到管溝開挖費用以及購買填埋材料等費用的經濟性.
3、PE燃氣管管溝底的準備
對於像供水、排污或長距離輸送管線的壓力系統,除非設計圖紙有特殊要求,一般來說,管溝底的水平精度要求並不是很高.而對於重力排水系統,坡度的等級必須達到規定的要求.
如果管溝底部相當平直,而且土壤內基本上沒有大的石塊,那么就沒有必要再進行平整.當然,如果是一個沒有受到擾動的管溝底層,那就更好.但如果管溝底已經被擾動或在開挖的過程中必須被擾動,那么其密實度至少應該達到其周圍填埋材料的密實度,開挖的管溝底部一般要用直徑不超過50mm的沒有尖銳稜角的小石頭再混和一些沙土和粘土等材料墊平.所有規格的HDPE管道一般都可以適應少量局部的管溝底的不平坦,但如果在回填材料中含有帶尖棱的石頭或堅硬的頁岩,那么就可能會在管道表面產生應力集中區以致損傷管道.對於在頁岩及鬆散的岩石土壤中的開挖,為了避免與鬆散的岩石接觸,必須為HDPE管道提供一個均一的溝床,一般的做法是開控管溝底時應比規定的等級挖深至少150mm,然後用適當的填埋材料回填至規定高度,並夯實到90%或更高的密實度.
4、PE燃氣管管溝內管道的敷設
在管道被放入管溝之前,首先應該對管道進行全面檢查,在沒有發現任何缺陷的情況下,管道才被允許吊入或滾入管溝內.管道通常會在地面預先連線好,有時管道可能會被預先連線成大約150米長的許多管段,貯存在某一個地方,當需要下放及連線時,再被運到安裝地點,然後採用熱熔連線或機械連線的方式連線這些管段.公稱直徑小於20mm的管道可以手工拖入管溝內;對所有的大管道、管件、閥門、消防栓及配件,應該採用適當的工具仔細將它們放到管溝內;對於長距離的管道的吊裝,推薦採用尼龍繩索.
5、最終的管道連線與裝配
管溝內管道的熱熔連線同地面上管道的熱熔連線方式相同,但必須保證所連線的管道在連線前必須冷卻到土壤的環境溫度.與金屬管道、水箱或水泵相連時,一般採用法蘭連線.對於不便於採用熱熔方式連線時,也可採用法蘭連線.法蘭連線時,螺栓應預先均勻擰緊,待8小時以後,再重新緊固.
6、壓力測試
壓力測試可以在管線回填之前或之後進行,管道應以一定的間隔覆土,尤其對於蛇行管道,壓力試驗時,應將管道固定在原位.法蘭連線部位應暴露以便於檢查是否泄漏.
壓力試驗的測試壓力不應超過管材壓力等級或系統中最低壓力等級的配件的壓力等級的1.5倍,開始時,應將壓力上升到規定的測試壓力值並停留足夠的時間保證管子充分膨脹,這一過程需要2-3小時,當系統穩定後,將壓力上升到工作壓力的1.5倍,穩壓1小時,仔細觀察壓力表,並沿線巡視,如果在測試過程中並無肉眼可見的泄漏或發生明顯的壓力降,則管道通過壓力測試.
在壓力測試過程中,由於管子的連續膨脹將會導致壓力降產生,測試過程中產生一定的壓力降是正常的,並不能因此來證明管道系統肯定發生泄漏或破壞.
7、回填與夯實
一般情況下,腋角及初回填要求至少要達到90%以上,夯實層應該至少達到距管頂150mm的地方,對於距管道頂部少於300mm的地方應該避免直接搗實.最終回填可能會採用原開挖土壤或其它材料,但其中不得含有凍土、結塊粘土及最大直徑不得超過200mm的石塊.
