PE塑料復(fù)合管

(1)聚乙烯具有優(yōu)良的耐腐蝕性、較好的衛(wèi)生性能和較長的使用壽命

聚乙烯為無惰性材料，除少量強(qiáng)氧化劑外，可耐多種化學(xué)藥品侵蝕，且不易滋生。眾所周知鋼管、鑄鐵管被塑料管所取代的原因不僅是因?yàn)樗芰瞎懿谋绕漭斔芎牡汀⑸钅芎牡?、重量輕、水流阻力小、安裝簡便迅速、造價(jià)低、壽命長、具有保溫功能等，還因?yàn)樗芰瞎苣透g、不易滋生微生物等性能優(yōu)于鋼管及鑄鐵管。

聚乙烯管材的使用壽命為50年以上，這一點(diǎn)不僅已為和國外的一些標(biāo)準(zhǔn)所確認(rèn)，而且已經(jīng)被實(shí)踐所證明。

聚乙烯能夠推廣應(yīng)用的另一個(gè)原因是因?yàn)榫勐纫蚁┤找媸艿江h(huán)境保護(hù)方面的壓力。首先是聚氯乙烯本身的衛(wèi)生性能問題:眾所周知，在正規(guī)生產(chǎn)和嚴(yán)格控制下生產(chǎn)聚氯乙烯管是可以保證衛(wèi)生性能的，容許應(yīng)用在飲用水領(lǐng)域。但是還是有人擔(dān)心在控制不嚴(yán)的地方可能會發(fā)生問題:如聚氯乙烯樹脂中單體的超標(biāo)，在給水用聚氯乙烯管的配方中誤用了有毒的助劑。把不保證無毒的排水用聚氯乙烯管和管件誤用到了給水管和管件等。其次是聚氯乙烯管的回收問題:聚氯乙烯和聚乙烯一樣是熱塑性塑料，從理論上講都是可以利用的，但是各國的證明，舊塑料制品能回收再生的比例有限，主要的處理方式是焚燒回收能源，聚氯乙烯因?yàn)楹?，在焚燒時(shí)控制不好就可能產(chǎn)生有害物質(zhì)，而聚乙烯僅含碳?xì)?，焚燒后生成水和二氧化碳?

聚乙烯具有獨(dú)特的柔韌性和優(yōu)良的耐刮痕的能力

聚乙烯管道系統(tǒng)的撓性有著巨大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。聚乙烯的撓性是一個(gè)重要的性質(zhì)，它極大的提高了該材料對于管線工程的價(jià)值。良好的撓性使聚乙烯管可以盤卷，以較長的長度進(jìn)行供應(yīng)，避免了大量的接頭和管件。同時(shí)，撓性和重量輕及具有優(yōu)良的耐刮痕能力，使之可采用多種可減輕對環(huán)境和社會生活的影響且費(fèi)用經(jīng)濟(jì)的安裝方法，如免開挖施工技術(shù)。免開挖施工技術(shù)是指利用各種巖土鉆掘的技術(shù)手段，在地表不開溝(槽)的條件下鋪設(shè)、更換或修復(fù)各種地下管線的施工技術(shù)。多種免開挖施工技術(shù)非常適宜采用聚乙烯管材，如鋪設(shè)新管線的水平定向鉆進(jìn)和導(dǎo)向鉆進(jìn)法，原位更換舊管線的脹管法及修復(fù)舊管線的穿插更新內(nèi)襯法及各種改進(jìn)的內(nèi)襯法(折疊變形法、熱拔法和冷軋法)。

PE獨(dú)特的柔韌性還使其能夠有效的抵抗地下運(yùn)動和端載荷。從表面上看，強(qiáng)度和剛性方面，塑料埋地管不及水泥管及金屬管道，但從實(shí)際應(yīng)用看，塑料埋地管是屬于"柔性管"，在正確設(shè)計(jì)和鋪設(shè)施工下塑料埋地管是和周圍土壤共同承受負(fù)載的。所以塑料埋地管不需要達(dá)到"鋼性管"一樣的強(qiáng)度和剛性就可以滿足埋地使用中的力學(xué)性能的要求。同時(shí)，聚乙烯的壓力松弛特性可有效地通過形變而消耗應(yīng)力，其實(shí)際軸向應(yīng)力水平遠(yuǎn)比理論計(jì)算值低，而且其斷裂伸長率一般都大于500%，彎曲半徑可以小到管直徑的20~25倍，是一種高韌性材料，對地基不均勻沉降的適應(yīng)能力非常強(qiáng)，這些特點(diǎn)使其成為抵御地震、地基沉降以及溫差伸縮的最為的管道。例如在1995年日本神戶大地震中，PE給水管及燃?xì)夤芫褪切颐獾墓艿老到y(tǒng)。

聚乙烯具有非常突出的耐低溫性能

PE管的低溫脆化點(diǎn)為-70℃，優(yōu)于其他管道。在冬季野外施工時(shí)聚氯乙烯(PVC-U)管容易脆裂，我國北京地區(qū)鋪設(shè)聚氯乙烯(PVC-U)埋地給水管試點(diǎn)工程中總結(jié)的一條經(jīng)驗(yàn)是溫度在零度以下就不適宜進(jìn)行聚氯乙烯(PVC-U)管的鋪設(shè)施工了。還有一個(gè)明顯的佐證，為改進(jìn)PP的韌性和低溫耐沖擊性能，可將與單體共聚制成無規(guī)共聚聚丙烯(PP-R)，其一般采用iPP的工藝路線和方法，使和的混合氣體進(jìn)行共聚合，得到主鏈中無規(guī)則地分布著和段的共聚物(即PP-R管材料)，PP-R管材料中的含量大多在3%左右。但改善后的PP-R耐低溫性能仍不盡人意，其脆化點(diǎn)約為-15℃，遠(yuǎn)高于聚乙烯管的脆化點(diǎn)溫度-70℃。

聚乙烯具有良好的快速裂紋增長斷裂韌性

發(fā)生快速裂紋增長破壞時(shí)，裂紋可以100~45m/s速度快速擴(kuò)展幾百米至十幾公里，造成長距離管路損壞，發(fā)生大規(guī)模泄漏事故，以及后續(xù)的燃燒(輸天然氣)或洪水(輸水)事故。這種事故發(fā)生概率不大，一旦發(fā)生，危害極大。對塑料壓力管的持續(xù)發(fā)展來講，防止發(fā)生快速裂紋增長破壞要求的重要性已經(jīng)超過了對長期壽命強(qiáng)度性能的要求。其原因?yàn)?在同一SDR(管材直徑與其厚度之比)時(shí)，計(jì)算的長期壽命-長期強(qiáng)度與增大管徑無關(guān)(實(shí)際上大口徑管可能比管安全)，但快速裂紋增長危險(xiǎn)隨管徑增大而增加。在現(xiàn)有大品種塑實(shí)驗(yàn)方法料管中，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯管等，達(dá)到一定管徑時(shí)，由防止快速裂紋增長破壞所決定的許用壓力，總是比由長期強(qiáng)度問題所決定的許用壓力低。也就是說，按防止快速裂紋增長破壞的要求決定了許用壓力后，長期壽命(如20℃，50年)要求可自行得到滿足;快速裂紋增長斷裂韌性差的材料將遭到淘汰，不管它的長期強(qiáng)度性能好或壞。如聚氯乙烯(PVC-U)燃?xì)夤芤呀?jīng)基本上全部被聚乙烯(PE)燃?xì)夤芩〈?。歐洲聚氯乙烯(PVC-U)給水管被聚乙烯(PE)管取代的趨勢已經(jīng)明朗。

我國尚未建立監(jiān)控快速裂紋增長破壞的試驗(yàn)裝置。我國的塑料壓力管標(biāo)準(zhǔn)都未涉及這一問題，這表明我國的塑料壓力管水平比一般水平至少落后一個(gè)發(fā)展階段。