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    PE80燃氣管和PE100燃氣管的區別(PE80和PE100的區別)

    發布時間:2011.07.17 新聞來源:PE給水管|PE管材|電纜套管|電纜護套管|硅芯管|hdpe雙壁波紋管 瀏覽次數:

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    PE80燃氣管和PE100燃氣管的區別(PE80和PE100的區別)

    天然氣利用工程采用天然氣為氣源, 城區中壓管網設計壓力為0.2~0.4 Mpa, 根據城鎮燃氣輸送壓力分級, 屬于中壓A 級。由于聚乙烯燃氣管具有良好的柔韌性和耐腐蝕性, 同時重量輕、施工方便、壽命長、投資小、管道的氣密性較好、管道表面光滑、輸送流體阻力小等優越性能,玉林市中壓管網采用了大量材質為PE100 聚乙烯管。由于國內應用的聚乙烯燃氣管大部分為PE80, 而PE100 的應用還比較少,現就PE80 和PE100 聚乙烯燃氣管進行比較, 分析玉林市天然氣

    管道選用PE100 聚乙烯管的原因。

    PE80 與PE100 聚乙烯燃氣管的比較分析

    ( 一) 聚乙烯燃氣管發展簡史

    聚乙烯管習慣上按照密度分為低密度及線型低密度聚乙烯( LDPE 及LLDPE) 管( 密度為0.900~0.930g/cm3) , 中密度聚

    乙烯(MDPE) 管( 密度為0.930~0.940g/cm3) 和高密度聚乙烯(HDPE) 管( 密度為0.940- 0.965g/cm3) 。由于材料的不斷進步,根據發展階段和性能的不同, 產生了材料的等級分化, 密度不能反映聚乙烯作為管材的本質性能, 因此目前國際上根據聚乙烯管的長期靜液壓強度(MRS) 對管材及其原料進行分類和命名。長期靜液壓強度是指連續施加在該聚乙烯樹脂制管管壁上50 年時引起管材破壞時所計算的在管壁上的環向張應力, 該值是管材結構設計的基礎。聚乙烯管的工程設計概念與金屬管不同, 對于金屬管的設計, 廣泛的使用環境溫度下的屈服強度系數。而聚乙烯管與金屬管不同, 它受持續應力及溫度變化的影響, 因此聚乙烯管的設計應力應根據長期強度來決定, 即通過繪制恒溫下應力與破壞時間的曲線來確定。根據聚乙烯管的長期靜液壓強度(MRS) , 國際上將聚乙烯管材料分為PE32、PE40、PE63、PE80 和PE100 五個等級。

    ( 二)PE80 與PE100 聚乙烯燃氣管結構和混配料的比較

    目前國際上使用量最大的管材樹脂的MRS 值為8.0MPa(PE80 級),其樹脂共聚單體含量比較高, 具有較高的長期靜液壓強度和耐環境應力開裂性能。而MRS 值為10MPa(PE100級)的管材樹脂具有雙峰型分子分布、己烯共聚物, 具有較高的密度和剛度, 很強的蠕變抵抗能力, 在提高長期靜液壓強度的同時, 也提高了耐慢速裂紋增長和耐快速開裂擴展性能, 并具有良好的加工性, 為提高管網輸送壓力、增大管道口徑、擴大管道應用范圍創造了條件。目前PE100 的管材使用量, 特

    別是在大口徑管材上的用量, 正在迅速上升。PE80 與PE100聚乙烯燃氣管混配料的最低要求強度見表1:

    表1 聚乙烯燃氣管混配料的分類

    ( 三)PE80 與PE100 聚乙烯燃氣管的最大允許應力的比較

    根據國標《燃氣用埋地聚乙烯( PE) 管道系統第1 部分: 管材》GB15558.1- 2003 中3.24 規定條件下的允許應力, 按下式

    計算: σt=MDS/C

    式中:MDS—— 最小要求強度(MPa);

    C—— 總體使用( 設計) 系數, 燃氣用埋地聚乙烯管道系

    統的總體使用( 設計) 系統C≥2;

    因此, PE80 和PE100 聚乙烯燃氣管的最大允許工作壓力就分別獲得, 見表3。

    由表2 中PE80 和PE100 的最低要求強度獲得:

    對于PE80 級: SDR11 系列管道σt=8.0 /2=4MPa,

    對于PE100 級: SDR11 系列管道P=10.0 /2=5MPa。

    ( 四) PE80 與PE100 聚乙烯燃氣管的最大允許工作壓力的比較

    根據國家強制性行業規范《聚乙烯燃氣管道工程技術規程》CJJ- 95 條文說明1.0.2 中國際上對聚乙烯燃氣管道承壓

    能力一般按下式計算:

    P=2σ/[Fd(SDR- 1)]

    式中: P—— 工作壓力(MPa);

    Fd—— 設計系數( 安全系數) 。燃氣管選取范圍為2~5, 一

    般選Fd=4.0;

    SDR—— 標準尺寸比, 即公稱外徑與壁厚之比, 國家標準

    中規定有SDR11 和SDR17.6。

    對于PE80 級: SDR11 系列管道P =2 ×8.0 /4 ×(11 - 1)=0.4Mpa; SDR17.6 系列管道P=2×8.0 /4×(17.6- 1)=0.24MPa;

    對于PE100 級: SDR11 系列管道P=2×10.0 /4×(11- 1)=0.5Mpa; SDR17.6 系列管道P=2×10.0 /4×(17.6- 1)=0.30MPa。

    ( 五) PE80 與PE100 聚乙烯燃氣管不同溫度下的最大允許工作壓力的比較

    國家強制性行業規范《聚乙烯燃氣管道工程技術規程》CJJ- 95 條文2.1.4 中: 聚乙烯燃氣管使用壓力確定是根據管材在20℃( 或23℃) 時長期強度確定, 由于聚乙烯管道對溫度較為敏感, 在較高溫度下其耐壓強度就要降低, 為了保證聚乙烯管道的安全性就要降低使用壓力。在較低的溫度下使用時,管材的脆性破壞可能性提高, 而裂紋擴展速度是與管材使用時的應用成正比的, 因此也應降壓使用。由于玉林市地處我國南方地區, 燃氣管道工作溫度在20℃~30℃, 其允許工作壓力數值是根據中國建筑工業出版社出版的《塑料管道工程設計與施工》介紹的在30℃工作溫度下, 允許工作壓力為20℃的65%確定, 因此分別得出PE80 和PE100 聚乙烯燃氣管道在這一溫度的最大允許工作壓力, 見表3:

    ( 六) PE80 和PE100 聚乙烯燃氣管性能指標的比較

    目前, 國標《燃氣用埋地聚乙烯( PE) 管道系統第1 部分: 管材》GB15558.1- 2003 對PE80 和PE100 聚乙烯管的力學性進行了明確規定, 見表4:

    三、玉林市天然氣管道選用PE100 聚乙烯管的原因

    玉林市位于廣西東南部, 年平均氣溫21.6℃~22.5℃, 所以聚乙烯管道工作溫度在20℃~30℃范圍內。玉林市天然氣利用工程采用天然氣為氣源, 城區中壓管網設計壓力為0.2Mpa~0.4Mpa。聚乙烯管材有如下兩個方案選擇:

    方案一: 選用PE80 聚乙烯管, 根據表3 得到城區中壓管網壓力最大為0.2MPa( SDR11 系列) , 其運營壓力較低, 必會

    大幅增加運營成本。

    方案二: 選用PE100 聚乙烯管, 根據表3 得到城區中壓管網壓力最大為0.3MPa( SDR11 系列) , 其運營壓力較高, 運

    營成本較為合理。

    由于PE100 比PE80 的管材價格高5%, 但相同條件下,流量與壓力成正比, 即方案二所供應的用戶是方案一的1.5倍, 所以其運營成本比方案一低, 并且PE100 的管材給將來管網的發展留有很大的余地, 方案二優于方案一, 所以選擇方

    案二( 即選用PE100 管材) 。

    四、PE100 聚乙烯燃氣管的應用

    PE100 聚乙烯燃氣管在國外已得到了廣泛的應用, 在使用壓力和管徑上都比PE80 高出一截, 使投資和運營成本更低。歐洲各國在PE100 級聚乙烯燃氣管道實際使用壓力, 見表5。由于PE100 聚乙烯管技術的應用, 國外正在嘗試將SDR11 的聚乙烯燃氣管的使用壓力提高到1.0Mpa。

    PE100 聚乙烯燃氣管在國內各城市應用還比較少, 這是由于PE100 聚乙烯燃氣管材及管件還未能實行國產化, 并且還未制定出PE100 聚乙烯燃氣管的專門規范。但PE100 聚乙烯管以其優越的性能, 必會得到迅速發展。

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