關(guān)于PE管材在給排水系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用的情況分析

田小青 潞安礦務(wù)局李村煤礦建管處

關(guān)于PE管材在給排水系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用的情況分析

田小青 潞安礦務(wù)局李村煤礦建管處

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程加快，面對(duì)人口、資源和環(huán)境的巨大壓力，為確保國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，我國(guó)政府在逐年加大對(duì)城市基礎(chǔ)設(shè)施的投入，市政公用管道建設(shè)不斷加快，品種和規(guī)格在不斷豐富，產(chǎn)量在不斷增加，質(zhì)量在不斷提高，尤其是塑料管發(fā)展更快，成為當(dāng)今投資熱點(diǎn)。

1933 年英國(guó)ICI公司首先發(fā)現(xiàn)了PE.發(fā)展至，PE是由多種工藝方法生產(chǎn)的，具有多種結(jié)構(gòu)和特性及多種用途的系列品種的樹(shù)脂，已經(jīng)占世界合成樹(shù)脂產(chǎn)量的三分之一，居第一。PE的最佳用途之一是可以用來(lái)生產(chǎn)輸送除強(qiáng)酸、強(qiáng)堿外的任何介質(zhì)的管材，據(jù)國(guó)外資料紡計(jì)，目前世界上給水管道領(lǐng)域PE管材的年消耗量約為100萬(wàn)噸以上，廣泛用于給水、燃?xì)廨斔?、排污、農(nóng)業(yè)灌溉、礦山細(xì)顆粒固體輸送，以及油田、化工和郵電通訊等領(lǐng)域。

《國(guó)家化學(xué)建材產(chǎn)業(yè)“十一五”計(jì)劃和2010年發(fā)展規(guī)劃綱要》指出：塑料管的推廣應(yīng)用主要以UPV-C和PE管為主。到2005年，在全國(guó)新建、改建、擴(kuò)建過(guò)程中，建筑排水管道70%采用塑料管道50%采用塑料管，建筑給水、熱水供應(yīng)和供暖管道60%采用塑料管，城市供水管道50%采用塑料管，村鎮(zhèn)供水管道70%采用塑料管，城市燃?xì)夤艿?0%采用塑料管，電線護(hù)套管80%采用塑料管。

一、給排水系統(tǒng)工程用管材種類(lèi)及技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性等方面比較

給排水系統(tǒng)工程主要有：聚乙烯管（PE）、鋼管、球墨管、灰口鑄鐵管、水泥管、玻璃鋼夾砂管、UPV-C管等。

（1）聚乙烯管（PE）

聚乙烯按照其密度不同分為高密度聚乙烯（HDPE）、中密度聚乙烯管（MDPE）和低密度聚乙烯管（LDPE）。聚乙烯管根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同可分為單層實(shí)壁管、雙壁波紋管和螺旋纏繞管等。雙壁波紋管和螺旋纏繞管主要是用HDPE原料加工而成，主要應(yīng)用于城市排水、單層實(shí)壁HDPE主要應(yīng)用于城市供水、城市燃?xì)廨斔?，單層?shí)壁MDPE管主要應(yīng)用于城市燃?xì)廨斔停瑔螌訉?shí)壁LDPE管大量用作農(nóng)用排灌管道和工業(yè)普通管道。

（2）玻璃鋼夾砂管

玻璃鋼夾砂管是采用短玻璃纖維離心或長(zhǎng)玻璃纖維纏繞，中間夾砂工藝制作，管壁略厚，環(huán)向剛度較大，可用作承受內(nèi)外壓的埋地管道，管徑可從直徑500～直徑2600毫米，玻璃鋼夾砂管材質(zhì)脆，只適用于大口徑，且在施工過(guò)程中，機(jī)械碰撞容易發(fā)生暗傷，而且暗傷不容易發(fā)現(xiàn)，影響使用壽命。

（3）硬質(zhì)聚乙烯管UPV-C管

U PV-C管具有較高的抗沖擊性能和耐化學(xué)性能。它可根據(jù)使用要求不同，在加工過(guò)程中可添加不同添加劑，使其具有滿(mǎn)足不同要求的物理和化學(xué)性能，U PV-C管具有壽命長(zhǎng)，密封性好等特點(diǎn)，但是UPV-C管在加工過(guò)程中有重金屬穩(wěn)定劑，在使用過(guò)程中會(huì)逐步滲出，影響水源。

（4）鋼管

鋼管最大的缺陷是壽命短，腐蝕性強(qiáng)，密封性不好，容易泄漏，而且價(jià)格高，對(duì)地表不均勻沉降適應(yīng)性差。（5）球墨管

球墨管成本高，平均價(jià)格比PE管貴10%~15%，連接接口轉(zhuǎn)角過(guò)大容易引起泄漏。

（6）灰口鑄鐵管

灰口鑄鐵管壽命短，摩擦系數(shù)大，密封性不好，容易泄漏。

二、PE管材豐對(duì)其他管材的優(yōu)點(diǎn)

1、優(yōu)異的物理性能。中密度聚乙烯性能介于高、低密度聚乙烯兩者之間，既保持了高密度聚乙烯的剛性、強(qiáng)度，也有很好的柔性、耐蠕變性，而且較高密度聚乙烯更有熱熔連接性能優(yōu)良的特點(diǎn)，有利于塑料管的安裝。

2、耐腐蝕，使用壽命長(zhǎng)，在我國(guó)沿海地區(qū)，地下水位偏高，土地濕度大，使用無(wú)縫鋼管必須防腐及做安裝陽(yáng)紋外向錘煉，且壽命只有30年，而PE管可耐多種化學(xué)介質(zhì)的侵蝕，不需防腐處理。此外，它也不會(huì)促進(jìn)藻類(lèi)、細(xì)菌或真菌生長(zhǎng)，使用壽命達(dá)50年。

3、韌性、撓性好。PE管是一種高韌性管材、其斷裂伸長(zhǎng)率超過(guò)500%，對(duì)管基礎(chǔ)不均勻沉降和錯(cuò)位的適應(yīng)能力非常強(qiáng)，抗震性好，因此，最適宜于有地震危險(xiǎn)地區(qū)，世界各地的實(shí)踐證明PE管是耐震性最好的管道。有報(bào)道說(shuō)1995年日本的神戶(hù)地震中，PE管和供水管是唯一沒(méi)有被破壞的管道。另外，PE管的撓性是PE管可以盤(pán)卷（尤其是管徑小的PE管），減少了大量連接管件。PE管的走向容易按照施工方法的要求進(jìn)行改變。在施工時(shí)，可在管子允許的彎曲半徑內(nèi)繞過(guò)障礙，降低施工難度。

4、流通能力大，經(jīng)濟(jì)上合算。PE管內(nèi)壁光滑，不結(jié)垢。PE管內(nèi)表面當(dāng)量絕對(duì)粗糙比值是鋼管的1/20，相同管徑、相同長(zhǎng)度、相同壓力下的PE管其流通能力要比鋼管大30%左右，因此經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)明顯。與金屬管道相比，PE管道可減少工程投資三分之一左右（直徑200毫米以上大管成本略高些），可盤(pán)卷的小口徑管材，可進(jìn)一步降低工程造價(jià)。

5、連接方便，施工簡(jiǎn)單，方法多樣。PE管管體輕，搬運(yùn)方便，焊接容易，焊接口少，當(dāng)管線較長(zhǎng)時(shí)可使用盤(pán)管敷設(shè)（一般指管徑小于63毫米）PE管溝要求遠(yuǎn)比鋼管溝要求低，而且當(dāng)施工條件受限制時(shí)，可采用電熔焊接。另外，可采用管沉入的方法在水底鋪設(shè)，大大降低了施工難度和工程費(fèi)用。

6、密封性好。PE管本身采用熔接連接（熱熔或電熔），本質(zhì)上保證了接口材質(zhì)，結(jié)構(gòu)與管體本身的同一性，實(shí)現(xiàn)了接頭與管材的一體化。其接口的抗拉強(qiáng)度與爆破強(qiáng)度均高于管材本體，可有效抵抗內(nèi)壓力產(chǎn)生的環(huán)向應(yīng)力軸向應(yīng)力。因此，與橡膠圈類(lèi)接應(yīng)或其他機(jī)械接頭相比，不存在接應(yīng)扭曲造成的泄露危險(xiǎn)，密封性能良好。

7、維修方便，可以不停水、氣維修和安裝。

8、抗應(yīng)力開(kāi)裂性好：PE管具有低的缺口敏感性，高抗剪切強(qiáng)度的段異的抗痕能力，耐環(huán)境應(yīng)力性非常突出。

9、低溫抗沖擊性好：PE管的低溫脆化溫度極低，可在-60攝氏度溫度范圍內(nèi)安全使用。而在我國(guó)北方地區(qū)，在冬季野外鋪設(shè)的聚乙烯埋地給水時(shí)，總結(jié)出一條經(jīng)驗(yàn)是在零度以下就不適宜鋪設(shè)施工，因?yàn)檫@時(shí)聚乙烯管容易脆裂。

10、耐磨性好。聚乙烯管與鋼管的耐磨性對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明：它的耐磨性是鋼管的4倍。

11、具有良好的抵抗刮痕能力。研究證明，PE等級(jí)的PE管有較好的抵抗SCG的能力和耐刮痕能力。PE100級(jí)管材則具有更加出色的抗刮痕能力。

12、良好的抵抗快速裂紋傳遞能力。開(kāi)裂是指管道發(fā)生開(kāi)裂時(shí)，裂紋以很快的速度傳遞，瞬間就可能使管道破壞，后果不堪設(shè)想。實(shí)踐表明，在塑料管道中的PE管抵抗裂紋傳遞能力比其他管道要強(qiáng)。

正因?yàn)镻E管具有上述優(yōu)點(diǎn)，如耐腐蝕、韌性好，剛?cè)嵯酀?jì)，安裝管便等，所以被越來(lái)越多的企業(yè)所表睞。比如運(yùn)輸和安裝，傳統(tǒng)的鋼管、鑄鐵管、長(zhǎng)度一般不超過(guò)10米，而PE管尤其是管徑小的，甚至可盤(pán)卷，長(zhǎng)度可以自由控制。這樣帶來(lái)的最大好處是減少了接口，也就是減少了泄漏事故的發(fā)生頻率，既安全有節(jié)能。另外，PE管可作為承插管插入舊管道中用于修復(fù)、更新管道等。還可以大量用腐蝕性土地，地震地區(qū)，山地，沼澤地等特殊地段的管道鋪設(shè)。另一個(gè)最大的好處是經(jīng)濟(jì)效益好。根據(jù)國(guó)外資料，在燃?xì)饣蚬┧肞E管及的發(fā)達(dá)國(guó)家，PE管的安裝費(fèi)用一般低于鋼管安裝費(fèi)用的50%，而穿插法又比PE管直接埋地法節(jié)約施工費(fèi)30~40%。國(guó)內(nèi)燃?xì)?、供水用PE管的安裝費(fèi)用也顯而易見(jiàn)要比鋼管敷設(shè)工程費(fèi)用低。H DPE雙壁波紋管應(yīng)用于排污工程更是這樣，重量輕、搬運(yùn)連接方便，減少人工費(fèi)用及各種吊裝費(fèi)用：施工快捷，內(nèi)壁光滑，磨阻系數(shù)小，流量大，結(jié)垢，減少使用中的維護(hù)工作，可直接鋪在不做基礎(chǔ)的溝槽內(nèi)，連接可靠，不會(huì)滲汛，因此經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益非常顯著。再?gòu)墓懿膬r(jià)格上講，燃?xì)?、供水用PE管也有一定的優(yōu)勢(shì)，一般管徑效益DN160的PE管均比鋼管價(jià)格便宜，而HDPE雙壁波紋管在這方面與傳統(tǒng)管材相比優(yōu)勢(shì)更加明顯。當(dāng)然，由于PE管材料本身的特點(diǎn)，PE管也有一定的弱點(diǎn)，如強(qiáng)度低，遇到堅(jiān)石，金屬碰撞擠壓，易引起凹坑，直至穿孔；沒(méi)有阻燃性；對(duì)最高使用壓力有限制；另外，PE管堆放要求高，不能長(zhǎng)時(shí)間日曬雨淋，否則容易老化，降低使用壽命。

總的來(lái)講，PE管的優(yōu)越性是不容置疑的，所以近十年來(lái)，全國(guó)許多大中城市在燃?xì)?、供水中低壓管線、包括庭院管網(wǎng)和排水管網(wǎng)敷設(shè)中大量采用PE管。有的省市為了推廣應(yīng)用PE管，還專(zhuān)門(mén)下文鼓勵(lì)燃?xì)馄髽I(yè)、水務(wù)集團(tuán)、市政部門(mén)和設(shè)計(jì)施工單位大力推廣應(yīng)用PE管。從推廣應(yīng)用的效果看，普遍感到良好，已經(jīng)基本形成企業(yè)滿(mǎn)意（安全、經(jīng)濟(jì)）施工單位滿(mǎn)意（安裝施工簡(jiǎn)便易行），政府部門(mén)滿(mǎn)意（節(jié)能、環(huán)保）這么一種良性循環(huán)。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.203