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PE给水管性能及质量检测项目分析

作者:admin 发布日期:2019/2/15 关注次数: 二维码分享

塑料管材管件以其耐腐蚀强、质量轻、焊接施工便捷、阻力小、性价比高等优点,在建筑给水、农村安全饮水、农业灌溉等工程领域得到广泛推广应用,且发挥非常良好的应用作用。聚乙烯塑料管(PE)是以优质的聚乙烯树脂作为主要原材料,生产时通过添加抗氧剂、紫外线吸收剂等外加剂,采用塑性挤压成型技术生产的一种新型给水管。通过大量研究和实践应用表明,PE管材具有良好的耐腐蚀、不结垢、水阻小、质量轻、使用寿命长和性价比高等优点,同时其具有较优越的柔韧性、抗冲击和抗震性,对工程地形地貌、地质水文等条件适应性较高,已成为给水工程设计、施工和技术改造优选的输配水材料。为了给工程施工建设提供准确的管材质量评定结论,促进工程高效优质的施工建设和PE管材市场健康稳定发展,对PE管材质量和性能进行全面检测分析,保障给水工程质量尤为重要。





1、 聚乙烯(PE)给水管的材料性能

为规范PE给水管材的生产,确保管材质量,我国先后采用和颁布了《供水用聚乙烯管管材规范》(ISO4427:1996)、《给水用聚乙烯(PE)管材》(GB/T13663-2000)、《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》(GB/T17219-1998)等规范标准。根据生产原材料不同,聚乙烯PE管有多种类别,如:PE32、PE42、PE63、PE80和PE100级等。但从我国给水、农村饮水、灌溉等工程实践应用来看,PE80级和PE100级构成的聚乙烯PE管使用范围广泛,工程应用多。根据管材密度成分来划分,PE又可以划分为HDPE(高密度PE管)、MDPE(中密度PE管)和LDPE(低密度PE管)三种类型。根据材料性能及卫生生产标准要求,给水用PE管需为蓝色或黑色加蓝条标识。相比PVC-U管、PP-R管、PB管、塑料复合管等其他塑料管材,PE管具有质量轻、耐腐蚀、柔韧性好等优点。

1.1 质量轻、耐腐蚀强

PE管以分子量较强的聚乙烯作为主要材料,其在23℃条件下管材密度约930~955kg/m3,重量约为同直径钢管的10%。由于PE密度小、质量轻,可以大大减轻材料运输成本和施工难度。PE管在生产过程中,通过添加抗氧化剂、紫外线吸收剂等外加剂,自身具有较强的耐腐蚀性,可以耐工程地质环境中常见的化学腐蚀及细菌、真菌等藻类生长,直埋敷设无需采取特殊防腐处理,综合使用寿命高达50年,综合养护成本较低。

1.2 柔韧性好、施工便捷

PE管相比其他塑料管材具有独特的柔韧性,其断裂伸长率很高(可达500%以上)且耐刮伤能力优良,可采用熔接焊接[2]。在PE管敷时移动、适度弯曲均较容易。PE管可顺着深沟蜿蜒敷设,能够根据施工实际情况通过适度弯曲绕过场地开挖出现的障碍物,施工便捷。PE管其良好的柔韧性和绕曲性能,可以采用长盘管装箱方式(目前,直径在160mm以下的HDPE管材均可采用长盘管),有利于管材运输和安装。

1.3 管阻小、连接方便

PE管管内外壁光滑,摩擦系数极低(粗糙系数仅为0.009),管阻小可以大大降低给水工程中的水压损失,管道水头损失要比同型号钢管小1/5,输水成本大大降低。PE管工程适应性强,不仅耐腐蚀适合绝大部分水文地质环境,同时其可以在-60~+40℃范围内安全稳定使用,工程应用范围较广。相比其他管材,PE管在较大温度范围内,管材性能波动较小,有利于冬季低温和夏季高温施工,不会因寒冷天气产生脆裂,也不会因为高温天气产生较大形变,确保给水工程高效优质的施工建设。聚乙烯材料PE管断面,既可以采用机械连接,也可以采用热熔或电熔焊接,焊接时间持续较短,焊接质量较高,施工便捷。工程中通常采用熔接连接,通过热熔或电熔焊接,管口和管体融合为一体,可以有效避免像其他管材那样在接口处容易出现断裂、裂缝等质量问题。

1.4 导热性低、弹性模量小

PE管自身导热性较低,在20℃时其导热系数仅为0.43W/mk,仅为同规格钢管(43~52W/mk)的1%。PE管运行中热交换能力较差,由此可以克服冬季寒冷冰冻问题。相比其他输水管材,一般情况下无需采取特殊保温措施,直埋敷设即可且供水可靠性高。另外,PE管弹性模量E值也较其他管材小,相应温度变换引起的热胀冷缩效应不大,无需像其他管材那样需要设置特殊补偿措施,施工便捷,运行可靠。

PE管虽具有以上优点,但由于聚乙烯原材料自身特性,PE管也存在强度低、使用压力偏低、无阻燃性、外露容易老化等问题,如:遇到坚石、金属碰撞时易出现凹坑甚至穿孔等危害;遇上火环境;不能长时间暴露在外界环境中,日晒雨淋易发生老化,长时间存储堆放不方便。因此,为了确保PE管符合工程实际应用需求,按照规范标准要求对管材质量进行全面检测评价,确保工程具有较高质量保证就非常必要。

2、 聚乙烯PE管质量检测及操控要点

2.1 静液压试验

静液压试验可以对PE管材和焊口力学性能进行评价,以确保在环向压力作用下管材不会出现破裂、渗漏等问题。恒定静压状态下,根据《给水用聚乙烯(PE)管材》(GB/T13663-2000)规定,应根据试验类别选择100h、165h和1000h的聚乙烯PE塑料管材的力学强度测试。严格按照《流体输送用热塑性塑料管材耐内压试验方法》(GB/T6111-2003)要求进行静液压试验(如:80℃环应力作用下,PE80/PE100其强度值为4.6MPa/5.5MPa,即:将注满水待检试样放入装满水、空气或其他液体的水箱中,试验温度也要根据测试标准进行合理调节后,方可进行静液压试验。整个测试过程中,要全程记录数据,并待测试达到时间要求后,观察管材是否存在破损、渗漏等破坏。如存在破损问题,则要根据测试条件,合理判断是脆性破坏还是韧性破坏,以便终对管材质量做出科学的判定,为工程施工质量控制提供依据。

2.2 断裂伸长率

断裂伸长率是管材柔韧性评定的重要指标,通过对PE管材断裂伸长率的测试,可以判断管材质量是否满足规范要求。断裂伸长率检测的标准是《热塑性塑料管材拉伸性能测定》(GB/T8804-2003),检测温度为恒定23℃以下,在拉伸强度测试机上按照规范要求进行不同速度的拉伸实验,得出PE给水管材在断裂时的大拉伸率(规范要求≥350%)。

2.3 纵向回缩率

纵向回缩率是在特定条件下测试管材的收缩百分比,是判定PE管材质量优劣的重要指标之一。根据《热塑性塑料管材纵向回缩率的测定》(GB/T 6671-2001)要求,对于PE80/100的PE管,试样长度为200±20mm,烘箱温度应控制在110±2℃,测试试样在烘箱中放置时间应控制在(e≤8,60;816,240)。通过测定PE管试样的回缩率,可以判断在受热环境中PE管材在纵向塑性方面的稳定性,也即通过测试来判定PE管材在日照、夏季高温及其他热源等作用下的综合承受力,以判断其综合使用寿命能否满足工程实践应用需求。

3、 结束语

为判定PE管材是否具有良好质量,确保地下纵横交错给水管道的安全稳定运行,PE管材性能的全面检测就显得尤为重要。管材生产过程中材料不均匀性、试样选择代表性、测量人员操作误差等因素均可能给测量结果带来影响。按规范标准及测试指标要求,科学合理地开展质量检测,准确详实的检测数据和客观评定,可以确保结果真实反应PE管材性能,确保给水工程安全可靠、高效优质的施工建设。

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