燃气用聚乙烯(PE)管道应用现状及发展前景

时间:2012-11-05 10:11来源:全球塑管供应专家 作者:admin 点击:
PE燃气管也就是聚乙烯燃气管,当今中国塑料工业的发展随着国民经济的持续繁荣,我国已经进入塑料使用量的世界第一大国行列,化学建材已成为继钢材、水泥、木材之后公认的四大类建筑材料之一,塑料管道在建筑工程、市政工程、工业建设中被广泛应用,它的发展

PE燃气管也就是聚乙烯燃气管,当今中国塑料工业的发展随着国民经济的持续繁荣,我国已经进入塑料使用量的世界第一大国行列,化学建材已成为继钢材、水泥、木材之后公认的四大类建筑材料之一,塑料管道在建筑工程、市政工程、工业建设中被广泛应用,它的发展已是国民经济当中重要的组成部分,也是塑料制品中发展最快的行业,进入21世纪随着我国“十五”、“十一五”计划的顺利实施,在宏观经济快速发展的拉动下,进一步拉动了塑料管道行业的高速发展,我国的塑料管道产量从2001年的120万吨到2010年攀升到840.21万吨,2011年已突破1000万吨,创历史新高。

 

         图1 我国2001年—2011年塑料管道产量

      聚乙烯(PE)管道是塑料管道之一,它已不再被人们误认为是金属材料的廉价代用品,具有的独特的综合性能聚乙烯(PE)管道,早已在经济发达的世界各国的各个领域中得到广泛应用,特别是燃气用聚乙烯(PE)管道,已成为管道领域最引人注目的成就。我国自上世纪82年上海煤气公司开始在人工煤气管道的试用至今的应用普及已近30年,经过多年的试验、推广、应用和研究,充分体现了“采用聚乙烯 (PE)为原料的埋地燃气管道质量可靠、运行安全、维护简便、费用经济”的优势,已经在中、低压燃气管网中取代了过去的传统金属管材,成为国家标准GB 50028-2006《城镇燃气设计规范》中、低压燃气管网的首选管材,在城镇燃气管网建设中是否使用聚乙烯(PE)管道,也成为衡量城市经济发展和燃气行业技术水平的标志之一。

        1  应用现状

        1.1 市场

        燃气用聚乙烯(PE)管材以国外经济发达的美国、丹麦等国为例,聚乙烯(PE)燃气管道的普及率已经超过90%;法国从1998年开始新敷设的中、低压燃气管道几乎100%采用聚乙烯wf(PE)管道;在我国燃气用聚乙烯(PE)管道在塑料管材中独占燃气行业100%的管材市场。国内燃气用埋地聚乙烯(PE)管材市场,低压管道以PE80中密度管材为主,中压管道均以PE100高密度管材为主;聚乙烯(PE)原材料虽然国内已有引进的生产线生产,但聚乙烯(PE)原材料的质量与国外原材料的发展有一定的差距,燃气管道输送的介质是危险源,所以管材材料主要还依赖进口,价格随着石油价格浮动。

        1.2 材料

       管材质量是管网安全运行的基本保障,管材质量除了先进的生产设备、生产工艺和科学的管理以外,更重要的是管材原材料的品质,它决定着管道使用的寿命,我国埋地燃气用聚乙烯(PE)管道开始使用的起点就是PE80级材料,跨过了以“爆破试验”保证压力管道质量的“以塑代钢”初级阶段,直接进入到了采用“长期静液压试验”(ISO 9080)对管道材料定级要求使用50年寿命的阶段,我国依据ISO 9080相继发布了GB/T 18252标准,这个试验应用“时温等效”的数学模型,正视了聚乙烯(PE)管材在温度、应力长时间的作用下产生脆性破坏带来的管道应力加速下降的科学论断,并在工程应用上得到成功。以管材形式进行试验的这一方法,还产生“辐射效应”,RCP(快速开裂扩展)和SCG(慢速裂纹增长)也采用了这种试验方法,长期静液压试验推进了聚乙烯(PE)合成技术的进步,如何改进材料抵抗脆性破坏的性能、耐快速开裂扩展的性能和耐慢速裂纹增长的性能,又带来了当今性能优异的高密度聚乙烯(PE)双峰合成技术的PE100的管材质量,发展到现在的PE100RC的聚乙烯(PE)材料,目前燃气用聚乙烯(PE)管道的寿命不是达到50年而是要预期达到100年。

        所以,合成技术的不断发展提高了管材材料的综合性能,管材的质量来源于优质的材料,管材质量的提升为燃气用聚乙烯(PE)管道的广泛应用提供了不断增长的市场。

        1.3 管件

        聚乙烯(PE)管件分为注塑管件(又称插口管件)、焊制管件、钢塑转换管件和电熔管件(又称电熔承口管件),其中电熔管件设计和生产工艺较为复杂,它是具有一个或多个组合加热元件,将电能转换为热能,从而与管材或管件插口端共同加热熔为一体的管件,目前电熔管件根据电阻布线的方式不同有裸露式、嵌入式、封闭式和涂塑式等;无论哪种布线方式,在电熔管件设计时,都要保证承插时电阻丝不移位,国内生产厂家都应当有自己的电熔管件设计软件,可以直观的看到在电阻丝加热的过程中聚乙烯(PE)熔融达到的设计范围,经过多次实践焊接和焊接后的组合性能测试,确定电熔管件的最佳焊接参数。管件出厂检验中的电阻是百分之百进行测量,不能用普通万能表测量,因达不到测量精度,应当使用电阻仪测量。还要对管件进行尺寸测量、80℃/165h的静液压强度试验和热稳定性的测试,来保证管件在应用中焊口的质量。

        1.4 施工

        燃气用聚乙烯(PE)管道的施工中管道的连接质量,是燃气管网工程建设、施工质量的重要环节,在经济发达的国家,基本上采用的焊接设备都是全自动焊机,取代了普通型焊接设备,它不仅可以消除在焊接过程中人为因素对焊口质量的影响,还可以可自动采集焊接过程中的各个阶段的实际焊接参数,并储存在焊机的内存芯片上,可以采集输出打印,作为施工资料存档进行统计分析,实现可追溯性达到有效的管理,是聚乙烯(PE)焊接的发展方向。我国目前燃气用聚乙烯(PE)管道的施工,在大城市(北京、上海、深圳、成都···)的燃气公司及部分燃气集团要求施工单位必须使用全自动焊机提高焊接质量,发展应用的势头与国外雷同,但具有我国知识产权的全自动焊接设备还需不断完善设计,提高制造水平才能达到进口设备质量。城市市政环网规格dn400已为常用口径,主干线规格已经用到了dn560口径,相应的管件、机具配套设施基本齐全。

        燃气用聚乙烯(PE)管道属于城镇基础建设的公用管道之一,连接着千家万户,直接关系到人民群众切身利益与生命财产安全,我国市政公用设施领域现行法规、国家标准、行业标准也随着燃气用聚乙烯(PE)管道的应用迅速发展而建全,1996年原劳动部发布《压力管道安全管理与监察规定》对压力管道的设计单位、制造单位、安装单位必须取得相应资质;2003年国务院发布的373号令又在2009年发布549号修改令的《特种设备安全监察条例》明确了压力管道元件制造基本要求;2005年国家质量监督检疫总局发布了70号令又在2011年发布的140号修改令《特种设备作业人员监督管理办法》,加强了特种设备作业人员的监督管理;2006年国家质量监督检疫总局同时发布了TSG D2001-2006《压力管道元件制造许可规则》(并在2009年又进行修改)和TSG D2002-2006《燃气用聚乙烯(PE)焊接技术规则》的安全技术规范,前者对聚乙烯(PE)管材、管件、阀门的生产制造许可条件提高了进入的门槛,后者明确将聚乙烯(PE)焊工归到了特种设备的作业人员,成立考试委员会对燃气用聚乙烯(PE)管道焊工进行严格考试,考试合格颁发特种设备作业人员证,规范聚乙烯(PE)管道施工管理来保证焊接质量;2010年又发布了TSG Z6002《特种设备焊接操作人员考核细则》将燃气用聚乙烯(PE)焊工应知的八个方面理论知识增加到十三个方面,实际操作项目由原来的三项增加到七项。从国家法规的逐步建全,充分说明我国燃气用聚乙烯(PE)管道应用的现状,除第三方破坏外,就是因作业人员违章操作造成焊口泄漏而引发事故,揭示了管网安全运行所面临的突出问题,所以,施工中焊接操作人员是燃气管网安全运行的重要因素之一。

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