王新宇

【摘 要】PE管以重量輕、耐腐蝕、內(nèi)壁光滑、不結(jié)垢、耐溫耐壓性能良好、施工安裝便捷、維修方便、使用壽命長等特點優(yōu)于傳統(tǒng)管道。與傳統(tǒng)管道相比，可提高施工效率35%，供水節(jié)能約30%，施工與管材運輸節(jié)能約70%，經(jīng)濟性優(yōu)于金屬管。本文主要探討影響聚乙烯管材斷裂伸長率的因素及措施。

【關(guān)鍵詞】聚乙烯管；斷裂伸長率；因素

文章編號：ISSN1006—656X（2013）09 -0103-01

目前聚乙烯塑料的產(chǎn)量在世界上仍居塑料產(chǎn)量的首位。我國生產(chǎn)最多的聚乙烯樹脂是低密度聚乙烯，高密度聚乙烯次之。由于聚乙烯樹脂來源豐富，成型方便，所以其產(chǎn)品繁多，應(yīng)用在祖國建設(shè)的各行各業(yè)。聚乙烯塑料在化學(xué)工業(yè)中應(yīng)用最多的是聚乙烯薄膜，占整個化學(xué)工業(yè)用聚乙烯用量的65%，其次是聚乙烯包裝桶、包裝瓶，以及聚乙烯管、聚乙烯襯里及涂層，以及一些聚乙烯復(fù)合材料等[1]。

一、聚乙烯管材的特點

低密度聚乙烯管的韌性大，因此它可用于便于盤卷、移動的臨時性管路。對于遠(yuǎn)距離的、長期使用的管路，則可使用高密度聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯。聚乙烯的品種的多樣性使得它的應(yīng)用面很廣泛。聚乙烯管的比重較硬質(zhì)聚氯乙烯小，便于運輸和安裝。由于高密度聚乙烯管的耐化學(xué)穩(wěn)定性，在耐芳香烴方面比聚氯乙烯好，因而它可輸送焦?fàn)t氣、天然氣、裂解氣等。聚乙烯管的使用溫度可以高些，但提高溫度會增加材料的膨脹和降低管子的強度性能。交聯(lián)聚乙烯管還可用于輸送強酸和強堿。另外聚乙烯塑料和其他一些熱塑性塑料可用于金屬管的內(nèi)襯管。這種管可用于較高的壓力和較高的溫度?？梢苑乐顾芰瞎芤驔]有保護而失去穩(wěn)定的形狀和強度。例如用高密度聚乙烯和硬聚氯乙烯作內(nèi)襯的管可相應(yīng)地在70℃和80℃及壓力為1.6MPa的條件下使用，而聚丙烯內(nèi)襯的鋼管則可在100℃下可靠地使用。聚乙烯管在戶外使用時會在空氣中的氧、溫度、紫外線的作用下發(fā)生老化現(xiàn)象、添加炭黑或其他防老化劑和熱穩(wěn)定劑可滯緩其老化。與金屬管及混凝土管比較，它具有可彎曲，小口徑可盤卷供貨，減少連接工作量；不腐蝕，無水質(zhì)二次污染；連接方便；摩擦系數(shù)低，增加流量，降低能耗；安裝管道系統(tǒng)成本低和維護使用成本低等優(yōu)點。聚乙烯管道具有獨特的柔韌性，其斷裂伸長率一般都超過500%，彎曲半徑可小至管直徑的25倍，還有優(yōu)良的耐刮傷痕的能力，因此鋪設(shè)時很容易移動、彎曲和穿插[2]。

二、影響聚乙烯管材斷裂伸長率的因素

（一）聚乙烯管材的型號因素

聚乙烯（PE）管聚乙烯管按其密度不同又分為高密度聚乙烯（HDPE）管、中密度聚乙烯（MDPE）管和低密度聚乙烯（LDPE）管。高密度聚乙烯管具有較高的強度和剛度；中密度聚乙烯管除了有HDPE管的耐壓強度外，還具有良好的柔性和抗蠕變性能；低密度聚乙烯管的柔性、伸長率、耐沖擊性能較好，尤其是耐化學(xué)穩(wěn)定性和抗高頻絕緣性能良好。在國外高密度聚乙烯管和中密度聚乙烯管被廣泛用作城市燃?xì)夤艿篮统鞘泄┧艿?。在國?nèi)高密度聚乙烯管和中密度聚乙烯管主要用于城市中低壓燃?xì)夤芫W(wǎng)，少量用作城市供水管道，低密度聚乙烯管大量作為農(nóng)用排灌管道。高密度聚乙烯給水管主要用于建筑物室內(nèi)外給水系統(tǒng)。小口徑的建筑給水管一般是采用國產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)的中、高密度聚乙烯管。而大口徑的城市供水管一般是采用進口設(shè)備生產(chǎn)的高密度聚乙烯管，壓力等級分0.25、0.4、0.6、1.0（MPa）等4個級別，顏色一般為黑色或本色。聚乙烯給水管管件生產(chǎn)一般采用注塑成型，注塑機及模具以國產(chǎn)設(shè)備為主，它的品種主要有：承插式熱熔管件、對接式熱熔管件、電熔管件以及ABS夾緊密封式管件、金屬管件等。低密度聚乙烯管主要用于農(nóng)村給水工程、電纜保護、郵電通訊線路保護及其他領(lǐng)域。目前還沒有聚乙烯給水管設(shè)計、施工及驗收標(biāo)準(zhǔn)，影響了聚乙烯給水管的推廣應(yīng)用[3]。

（二）聚乙烯管的安裝

聚乙烯管在安裝時，首先要注意接頭的質(zhì)量。因為管道一般最易損壞的構(gòu)件就是接頭，所以我們在進行聚乙烯管的接頭焊接時，一定要嚴(yán)格按工藝條件和操作規(guī)程進行操作。焊完后要認(rèn)真進行質(zhì)量檢查，對于存在焊接質(zhì)量問題時，要進行補焊或重焊。同聚丙烯、硬聚氯乙烯塑料管一樣，聚乙烯管路在架設(shè)時，也必須進行襯托或支架。聚乙烯管道支架的跨距，也以保證管道沒有很大的變形為前提。由于低密度聚乙烯管的剛性和強度較小，所以其支架的跨距約比硬質(zhì)聚氯乙烯的小1倍[4]。

（三）加強聚乙烯管材斷裂伸長率的措施

在聚乙烯管路進行安裝時，同樣要考慮熱補償。聚乙烯管也可象硬聚氯乙烯、聚丙烯管一樣采用自然補償或人工補償?shù)霓k法進行，人工熱延伸補償裝置，除補償器外，也可采用橡膠密封圈式接頭或填料函式膨脹節(jié)。如果管道部分可以自由地變形，即降溫和升溫時管道進行線性和體積的縮小和擴大，這種情況下，管道內(nèi)是不會產(chǎn)生熱彈性應(yīng)力的。當(dāng)溫度發(fā)生變化，而管道的直線部分是剛性固定的，則管壁內(nèi)就會產(chǎn)生熱彈性應(yīng)力。熱彈性應(yīng)力的大小不僅取決于溫差范圍，而且還取決于溫度變化的方向。如果管道要在比安裝溫度更高的情況下使用。如高密度聚乙烯管在10℃時安裝，在50℃使用時，其熱彈性應(yīng)力為2.4MPa。而若其管道在高溫時安裝，而在使用過程中冷卻到零下的溫度時，由于材料的彈性模量升高，而松弛過程的速度降低，就有可能達(dá)到危險的程度，因而，要想使由于管道溫度升高而造成的應(yīng)力降低，就要保證安裝時相應(yīng)的溫度條件，將接頭安置在最小負(fù)載區(qū)，并合理地選擇線路[5]。

同時，聚乙烯可以通過物理或化學(xué)方法進行交聯(lián)得到交聯(lián)聚乙烯。物理方法是利用電子加速器或高能輻射源產(chǎn)生的高能電子或7射線引發(fā)聚乙烯大分子產(chǎn)生自由基，形成c—c交聯(lián)鍵?；瘜W(xué)方法采用化學(xué)引發(fā)劑使聚乙烯大分子之問形成交聯(lián)鍵。聚乙烯經(jīng)交聯(lián)，由線性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槿S網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，明顯地改善了聚乙烯的性能。聚乙烯交聯(lián)后，耐熱性及熱強度、耐熱老化性、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性、電絕緣性、阻隔性、耐汽油和芳烴性、抗蠕變性等都得到較大的提高，聚乙烯交聯(lián)前后常溫力學(xué)性能變化并不明顯，但高溫力學(xué)性能顯著提高。與聚乙烯管材相比，交聯(lián)聚乙烯管材耐油性得到提高，試驗溫度80℃、浸泡時間為14天，介質(zhì)為燃料油，浸泡時聚乙烯質(zhì)量增加約24%，交聯(lián)聚乙烯管材質(zhì)量增加16%，介質(zhì)為無鉛汽油，浸泡時聚乙烯質(zhì)量增加約16%，交聯(lián)聚乙烯管材質(zhì)量增加12%，介質(zhì)為原油，浸泡時聚乙烯質(zhì)量增加約13%，交聯(lián)聚乙烯管材質(zhì)量增加8%。

三、結(jié)論

聚乙烯（PE）管是近幾年來發(fā)展最快的一類管道，聚乙烯（PE）用于壓力管道在世界上已有幾年的歷史，從發(fā)展的角度來說，PE供水管道也是以后十年在供水行業(yè)主要推廣的品種。與其他塑料管材（PVC—U，GRP等）比較，它具有獨特的熱熔連接，接頭可靠；韌性和延伸性好，適應(yīng)管基變化，防地震；低溫性能好；耐彎曲和壽命長（可使用50年以上）等優(yōu)點。它是目前城鎮(zhèn)供水塑料管道系統(tǒng)的首選管材。

參考文獻(xiàn)：

[1]王利杰，郎豐正，李帥，王兆波. 乙烯-醋酸乙烯共聚物/氯化聚乙烯共混型熱塑性硫化膠的增強研究[J]. 青島科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2013，01：

[2]何智宇，周元林，謝長瓊，李莉. 聚乙烯醇基可剝離防護去污涂料制備及其性能[J]. 功能材料，2013， [3]匡曉，劉國明，文韜，張秀芹，董俠，王篤金. 高密度聚乙烯共混調(diào)控烯烴嵌段共聚物拉伸性能[J]. 高分子學(xué)報，2013，

[4]姚培培，李琛. 加速紫外老化對聚乙烯薄膜力學(xué)性能的影響[J]. 塑料科技，2013，