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燃氣用聚乙烯(PE)管道應用現狀及發展前景

時間:2012-11-05 10:11來源:全球塑管供應專家 作者:admin 點擊:
PE燃氣管也就是聚乙烯燃氣管,當今中國塑料工業的發展隨著國民經濟的持續繁榮,我國已經進入塑料使用量的世界第一大國行列,化學建材已成為繼鋼材、水泥、木材之后公認的四大類建筑材料之一,塑料管道在建筑工程、市政工程、工業建設中被廣泛應用,它的發展

PE燃氣管也就是聚乙烯燃氣管,當今中國塑料工業的發展隨著國民經濟的持續繁榮,我國已經進入塑料使用量的世界第一大國行列,化學建材已成為繼鋼材、水泥、木材之后公認的四大類建筑材料之一,塑料管道在建筑工程、市政工程、工業建設中被廣泛應用,它的發展已是國民經濟當中重要的組成部分,也是塑料制品中發展最快的行業,進入21世紀隨著我國“十五”、“十一五”計劃的順利實施,在宏觀經濟快速發展的拉動下,進一步拉動了塑料管道行業的高速發展,我國的塑料管道產量從2001年的120萬噸到2010年攀升到840.21萬噸,2011年已突破1000萬噸,創歷史新高。

 

         圖1 我國2001年—2011年塑料管道產量

      聚乙烯(PE)管道是塑料管道之一,它已不再被人們誤認為是金屬材料的廉價代用品,具有的獨特的綜合性能聚乙烯(PE)管道,早已在經濟發達的世界各國的各個領域中得到廣泛應用,特別是燃氣用聚乙烯(PE)管道,已成為管道領域最引人注目的成就。我國自上世紀82年上海煤氣公司開始在人工煤氣管道的試用至今的應用普及已近30年,經過多年的試驗、推廣、應用和研究,充分體現了“采用聚乙烯 (PE)為原料的埋地燃氣管道質量可靠、運行安全、維護簡便、費用經濟”的優勢,已經在中、低壓燃氣管網中取代了過去的傳統金屬管材,成為國家標準GB 50028-2006《城鎮燃氣設計規范》中、低壓燃氣管網的首選管材,在城鎮燃氣管網建設中是否使用聚乙烯(PE)管道,也成為衡量城市經濟發展和燃氣行業技術水平的標志之一。

        1  應用現狀

        1.1 市場

        燃氣用聚乙烯(PE)管材以國外經濟發達的美國、丹麥等國為例,聚乙烯(PE)燃氣管道的普及率已經超過90%;法國從1998年開始新敷設的中、低壓燃氣管道幾乎100%采用聚乙烯wf(PE)管道;在我國燃氣用聚乙烯(PE)管道在塑料管材中獨占燃氣行業100%的管材市場。國內燃氣用埋地聚乙烯(PE)管材市場,低壓管道以PE80中密度管材為主,中壓管道均以PE100高密度管材為主;聚乙烯(PE)原材料雖然國內已有引進的生產線生產,但聚乙烯(PE)原材料的質量與國外原材料的發展有一定的差距,燃氣管道輸送的介質是危險源,所以管材材料主要還依賴進口,價格隨著石油價格浮動。

        1.2 材料

       管材質量是管網安全運行的基本保障,管材質量除了先進的生產設備、生產工藝和科學的管理以外,更重要的是管材原材料的品質,它決定著管道使用的壽命,我國埋地燃氣用聚乙烯(PE)管道開始使用的起點就是PE80級材料,跨過了以“爆破試驗”保證壓力管道質量的“以塑代鋼”初級階段,直接進入到了采用“長期靜液壓試驗”(ISO 9080)對管道材料定級要求使用50年壽命的階段,我國依據ISO 9080相繼發布了GB/T 18252標準,這個試驗應用“時溫等效”的數學模型,正視了聚乙烯(PE)管材在溫度、應力長時間的作用下產生脆性破壞帶來的管道應力加速下降的科學論斷,并在工程應用上得到成功。以管材形式進行試驗的這一方法,還產生“輻射效應”,RCP(快速開裂擴展)和SCG(慢速裂紋增長)也采用了這種試驗方法,長期靜液壓試驗推進了聚乙烯(PE)合成技術的進步,如何改進材料抵抗脆性破壞的性能、耐快速開裂擴展的性能和耐慢速裂紋增長的性能,又帶來了當今性能優異的高密度聚乙烯(PE)雙峰合成技術的PE100的管材質量,發展到現在的PE100RC的聚乙烯(PE)材料,目前燃氣用聚乙烯(PE)管道的壽命不是達到50年而是要預期達到100年。

        所以,合成技術的不斷發展提高了管材材料的綜合性能,管材的質量來源于優質的材料,管材質量的提升為燃氣用聚乙烯(PE)管道的廣泛應用提供了不斷增長的市場。

        1.3 管件

        聚乙烯(PE)管件分為注塑管件(又稱插口管件)、焊制管件、鋼塑轉換管件和電熔管件(又稱電熔承口管件),其中電熔管件設計和生產工藝較為復雜,它是具有一個或多個組合加熱元件,將電能轉換為熱能,從而與管材或管件插口端共同加熱熔為一體的管件,目前電熔管件根據電阻布線的方式不同有裸露式、嵌入式、封閉式和涂塑式等;無論哪種布線方式,在電熔管件設計時,都要保證承插時電阻絲不移位,國內生產廠家都應當有自己的電熔管件設計軟件,可以直觀的看到在電阻絲加熱的過程中聚乙烯(PE)熔融達到的設計范圍,經過多次實踐焊接和焊接后的組合性能測試,確定電熔管件的最佳焊接參數。管件出廠檢驗中的電阻是百分之百進行測量,不能用普通萬能表測量,因達不到測量精度,應當使用電阻儀測量。還要對管件進行尺寸測量、80℃/165h的靜液壓強度試驗和熱穩定性的測試,來保證管件在應用中焊口的質量。

        1.4 施工

        燃氣用聚乙烯(PE)管道的施工中管道的連接質量,是燃氣管網工程建設、施工質量的重要環節,在經濟發達的國家,基本上采用的焊接設備都是全自動焊機,取代了普通型焊接設備,它不僅可以消除在焊接過程中人為因素對焊口質量的影響,還可以可自動采集焊接過程中的各個階段的實際焊接參數,并儲存在焊機的內存芯片上,可以采集輸出打印,作為施工資料存檔進行統計分析,實現可追溯性達到有效的管理,是聚乙烯(PE)焊接的發展方向。我國目前燃氣用聚乙烯(PE)管道的施工,在大城市(北京、上海、深圳、成都···)的燃氣公司及部分燃氣集團要求施工單位必須使用全自動焊機提高焊接質量,發展應用的勢頭與國外雷同,但具有我國知識產權的全自動焊接設備還需不斷完善設計,提高制造水平才能達到進口設備質量。城市市政環網規格dn400已為常用口徑,主干線規格已經用到了dn560口徑,相應的管件、機具配套設施基本齊全。

        燃氣用聚乙烯(PE)管道屬于城鎮基礎建設的公用管道之一,連接著千家萬戶,直接關系到人民群眾切身利益與生命財產安全,我國市政公用設施領域現行法規、國家標準、行業標準也隨著燃氣用聚乙烯(PE)管道的應用迅速發展而建全,1996年原勞動部發布《壓力管道安全管理與監察規定》對壓力管道的設計單位、制造單位、安裝單位必須取得相應資質;2003年國務院發布的373號令又在2009年發布549號修改令的《特種設備安全監察條例》明確了壓力管道元件制造基本要求;2005年國家質量監督檢疫總局發布了70號令又在2011年發布的140號修改令《特種設備作業人員監督管理辦法》,加強了特種設備作業人員的監督管理;2006年國家質量監督檢疫總局同時發布了TSG D2001-2006《壓力管道元件制造許可規則》(并在2009年又進行修改)和TSG D2002-2006《燃氣用聚乙烯(PE)焊接技術規則》的安全技術規范,前者對聚乙烯(PE)管材、管件、閥門的生產制造許可條件提高了進入的門檻,后者明確將聚乙烯(PE)焊工歸到了特種設備的作業人員,成立考試委員會對燃氣用聚乙烯(PE)管道焊工進行嚴格考試,考試合格頒發特種設備作業人員證,規范聚乙烯(PE)管道施工管理來保證焊接質量;2010年又發布了TSG Z6002《特種設備焊接操作人員考核細則》將燃氣用聚乙烯(PE)焊工應知的八個方面理論知識增加到十三個方面,實際操作項目由原來的三項增加到七項。從國家法規的逐步建全,充分說明我國燃氣用聚乙烯(PE)管道應用的現狀,除第三方破壞外,就是因作業人員違章操作造成焊口泄漏而引發事故,揭示了管網安全運行所面臨的突出問題,所以,施工中焊接操作人員是燃氣管網安全運行的重要因素之一。

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