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聚乙烯(PE)燃氣管道的應用與發展

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一、 燃氣用埋地聚乙烯管道系統發展簡史

本世紀在管道領域發生了一場革命性的進步,即“以塑代鋼”。隨著高分子材料科學技術的飛躍進步,塑料管材開發利用的深化,生產工藝的不斷改進,塑料管道淋漓盡致地展示其卓越效能。在今天,塑料管材已不再被人們誤認為是金屬管材的“廉價代用品”。在這場革命中,聚乙烯管道倍受青睞,日益發出奪目的光輝,廣泛用於燃氣輸送、給水、排汙、農業灌溉、礦山細顆粒固體輸送,以及油田、化工和郵電通訊等領域,特別在燃氣輸送上得到了普遍的應用。

1. 國外聚乙烯燃氣管發展簡史

1933年英國ICI公司首先發現了聚乙烯(PE)。發展至今,聚乙烯已是由多種工藝方法生產的、具有多種結構和特性及多種用途的系列品種樹脂,已佔世界合成樹脂產量的三分之一,居第一位。

第二次世界大戰時期,由於銅與鋼材的短缺,國外開始研究在燃氣輸配等領域使用塑料管。燃氣輸配用塑料管的材料按應用的起始年代分別為:醋酸-丁酸纖維素(1949年美國),硬聚氯乙烯(1950年原西國),耐衝擊聚氯乙烯(1952年美國),環氧玻璃鋼(1955年美國),聚乙烯(1956年美國),滌綸(1963年義大利)和尼龍(1969年澳大利亞)。隨著時間的推移和對燃氣工程執行經驗的不斷總結,人們逐漸認識到在應用塑料管時應考慮以下幾個方面的因素:

聚乙烯(PE)燃氣管道的應用與發展

a.經濟性

b.介面穩定、嚴密性

c.耐環境應力開裂

d.耐腐蝕和耐化學性

e.耐老化性

f.韌性

g.柔軟、可撓性

h.耐久性

i.強度與溫度的關係

j.長期靜液壓強度的大小

經過順序淘汰,到60年代後期,只剩下聚氯乙烯管和聚乙烯管。聚氯乙烯管雖然強度大,成本低廉,但與聚乙烯相比有如下缺點:

a.脆性,易產生斷裂現象;

b.缺乏可撓性,不能盤卷等;

c.接觸溶劑的可靠性差等。

因此,採用聚氯乙烯管的數量大幅減少,而使用聚乙烯管顯著上升。自1956年鋪設第一條聚乙烯燃氣管道以來,到70年代,在歐洲和北美,聚乙烯管道在燃氣領域得到迅速的推廣應用。聚乙烯管道在各國燃氣管道上的廣泛應用已成為管道領域最為引人注目的成就。這一方面是由於聚乙烯材料製作管道具有非常獨到的技術經濟優勢,另一方面是由於聚乙烯管道的原料效能,管材、管件製造工藝,連線方法,連線機具以及執行中的維修手段等在多年的實踐中,已達到完善的配套系統。時至今日,在燃氣領域,無論是對於新鋪設或舊管道的修復和更新,聚乙烯管都是主要的選擇之一。歐洲的PE燃氣管道普及率極高,如英國、丹麥等國均超過90%,法國1998年新敷設燃氣管道幾乎100%採用聚乙烯管道。早在1988年,在慕尼黑召開的國際煤聯(IGU)配氣委員會會議,委員們一致認為採用聚乙烯(PE)埋地燃氣管道質量可靠,執行安全,維護簡便,費用經濟。這種共識顯然是五十年來聚乙烯管道與其它管道反覆比較、競爭後達成的'。應該指出,這不僅應歸功於PE管的優良的綜合性能,而且緣於PE管道的原料效能,管材、管件製造工藝,連線方法,連線機具以及執行中的維修手段等在多年的實踐中,不斷取得革命性的進步。如對PE管道效能影響最大的因素之一的原料,隨著聚合工藝的改進,八十年代水平PE管材原料與七十年代水平相比較,即取得極大的進步。 經過近半個世紀的不斷髮展,時至今日,聚乙烯管道已成為最成熟的塑料管道品種之一。自六十年代初,探索聚乙烯管道用於燃氣輸送以來,圍繞聚乙烯管道系統的各個方面的研究和開發工作就一直未間斷,且異常活躍。世界上很多國家聚乙烯樹脂製造商、管材製造商、管件及管路附件製造商、管材擠出裝置製造商、管道的施工和使用單位(如燃氣公司和自來水公司)、施工機具的製造商、產品認證機構、有關大學和科研機構均以極大的熱情投入到這項工作中來。研究開發的廣度、深度及速度,是其他類塑料管道所難與比擬的。聚乙烯管道系統的高度成熟突出表現在: