HDPE给水管PE100级原料介绍

2019-04-29 09:53:12      点击:

聚乙烯管道材料的发展
聚乙烯管道己有50年的应用历史░,现己广泛用于燃气和供水输配系统░,极大地改进了管网的可靠性和质量。其主要优势如容易敷设░,低维护成本░,耐腐蚀性等己经得到人们普遍的认可。另一方而░,这也离不开聚乙烯管道原料的更新换代和不断创新░,使得聚乙烯管道的质量和耐久性不断得到改进。


从早期单峰聚合的PE63•●、PE80到双峰材料—特别是20世纪90年代以来PE100的发展。这些技术更新大大拓宽了高密度聚乙烯压力管道的应用░,提高了管网的操作压力░,或者在同样的压力条件下减少了管壁厚度。同时改善了管道的耐慢速裂纹增长和耐快速裂纹扩展能力。
聚乙烯管道原料的发展与整个产业链的需求和发展密切相关。作为原料供应商不仅要考虑不断改进材料的物理力学性能░,延长管道使用寿命░,还要考虑其加工性░,使材料具有较宽的加工窗口░,生产过程容易控制░,节能并减少损耗。这也是驱动双峰聚乙烯材料开发的动力。进入21世纪大口径管道的需求又导致了低熔垂PE100材料的问世从而解决了厚壁管生产的不均匀壁厚问题。
现代施工技术的发展░,也对聚乙烯管道提出了更高的要求。最近开发的PE100-RC或者称PE100- VCR(图1中VCR的含义为超强的抗慢速裂纹增长░,代表产品为Borsafe HE3490-LS-H)材料正是这样一个例子。将新一代超韧PE100聚乙烯管道材料与多层管道技术结合░,可以为整个管网系统提供安全的施工░,并使连接成本最小。最重要的是░,保证了管网长期安全运营。
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2 现代施工条件对新一代管道材料的要求

说明了不同施工条件和方法与聚乙烯管道材料的关系?梢钥吹░,随着管道施工从传统的明渠施工到非开挖技术的应用░,对管道材料的要求不断提高。大多数现代管道敷设的发展方向趋于省时•●、成本低并将对周围环境的影响减少到最小。特别是城市的管道施工。但另一方面░,这些施工方法也能使管道产生较高的应力集中。这些应力来自于外表面的深度划伤░,或者内表面受到的较高点负荷。


一般来说░,新的施工技术可以分为两类:非开挖技术和无沙基床敷设。
2.1 非开挖施工
典型的方法包括爆管•●、定向穿越•●、内衬修复等。使用这种方法施工的管道░,需要抵抗来自尖锐物体的刻痕和划伤(见图3)。

一般来说░,新的施工技术可以分为两类:非开挖技术和无沙基床敷设。
2.2 无沙基床施工
无沙基床指的是管道敷设后░,不使用专门的同填土░,而是采用开挖沟渠的土作为同填土。这一技术能节省运送专用同填土和转移挖出土的运输费用(见图4)。一般来说░,聚乙烯管道的成本只占整个项目的5%-10%░,而主要的成本来自于施工和安装。因此采用无沙基床施工░,总的施工成本可节省50%░,不过这也取决于土壤的类型。
为了确认聚乙烯管道对于无沙基床施工的适应性░,德国管道工业己经进行了大量的测试调查。结论是聚乙烯材料和管道的性能对于确保管道预期寿命是非常重要的。而这一性能主要是通过耐慢速裂纹增长(SCG)作为主要的判据。对于无沙基床░,增强的SCG能力应该表现为能够承受点负荷下的应力集中░,如碎石的冲击。目前得到认可的•●、表征这种能力的检测方法是由HESSEL发展的点负荷法(PLT)。
3 超韧PE 100管道专用料(BorSafe HE3490- LS- H)

HE3490- LS- H是北欧化工双峰技术生产的高韧性PE100管道专用料。它具有PE100管道专用料的基本性能░,如50年(甚至100年)外推最小所需的静水压强度为10MPa░,满足ISO 4437-2007(埋地聚乙烯燃气管道标准)和ISO 4427-2007(聚乙烯供水管道和管件标准)的要求;其次它保留了BorSafe HE3490-LS的基本性能░,如优异的抵抗快速裂纹增长能力░,具有生产大口径管道所必需的低流垂性能;最主要的特点是░,它表现了非常优异的抗慢速裂纹扩展能力。例如░,用缺口管实验方法评价管道的抗慢速裂纹增长░,HE3490-LS- H的数据己经达到了2万小时░,是标准要求的100倍以上。HE3490-LS-H材料的基本性能见表1░,与普通PE100低流垂材料的性能对比(见图5)。这些性能比较包括管道材料分级试验得到的MR S░,缺口管的静水压结果(NPT)░,材料的抗慢速裂纹增长评价(FNCT)░,抵抗点负荷能力评价(PLT)░,临界耐快速裂纹增长温度(RCP)和低熔垂性。

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