聚乙烯(PE)管道已成为PVC-U管道之后,世界上用量第二大的塑料管道品种,广泛用于燃气输送、给水、排污、农业灌溉、油田、矿山、化工及邮电通讯等领域。聚乙烯(PE)管道的应用始于20世纪40年代,初的一代聚乙烯管材级树脂共聚单体含量较低,如PE32、PE40、PE63等级树脂,挤出的聚乙烯管道在进行长期静液压强度试验时会出现脆性破坏;
发生快速裂纹增长破坏时,裂纹可以100~45m/s速度快速扩展几百米至十几公里,造成长距离管路损坏,发生大规模泄漏事故,以及后续的燃烧(输)或洪水(输水)事故。这种事故发生概率不大,一旦发生,危害极大。对塑料压力管的持续发展来讲,防止发生快速裂纹增长破坏要求的重要性已经超过了对长期寿命强度性能的要求。其原因为:在同一SDR(管材直径与其厚度之比)时,计算的长期寿命—长期强度与增大管径无关(实际上大口径管可能比小口径管安全),但快速裂纹增长危险随管径增大而增加。
第二代树脂为PE80等级,是在代树脂的基础上提供了共聚单体含量,极大改进了聚乙烯管材级树脂的耐环境应力开裂(ESCR)性能;第三代树脂为PE100等级,PE100树脂具有较高的密度和刚度,20℃、50年的蠕变抵抗能力提高,同时又保持了较好的ESCR性能。目前,输送燃气应采用PE80和PE100等级的中或高密度聚乙烯管;PE给水管道通常采用PE80和PE100等级的中或高密度聚乙烯管,PE63已逐渐趋于淘汰;PE32、PE40低密度聚乙烯通常用于灌溉。
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