超高分子量聚乙烯管道应用时的特殊要求

超高分子量聚乙烯管道的内表面应清洁、光滑，无明显划伤或分解变色，端面切割平整，封头环与管材熔合良好。复合管外表面允许呈螺纹状自然收缩状态，允许有少量轻微的自然收缩造成的小凹凸。不允许有明显的划痕、气泡、杂质、颜色不均等缺陷。管材、管件进场复检报告中，应检查外径、壁厚、不圆度、弯曲度等技术指标是否在国标允许范围内。还应检验包括受压开裂稳定性、静液压试验和爆破强度等内容。 管材的运输及贮藏 管道运输和装卸时，不得受到剧烈的撞击和锐物的划伤，不得抛摔。 超高分子量聚乙烯管道应贮存在远离热源、温度不超过40°C的地方。避免长期露天曝晒，存放场地应干净平整，室外堆放应有遮盖物。堆放高度不宜超过1．6m。 3.管件应使用能够保护管件端口或整体的适当方式包装，并附有质检部门的产品质量合格证。运输时，不得受剧烈的撞击、划伤、抛摔、曝晒、雨淋和污染。 管道的埋设和布置 1.在地坪以下敷设超高分子量聚乙烯管，应在土建回填土夯实之后，重新挖沟施工。管道一定要敷设在坚实的土层中，严禁在未夯实的土层中敷设管道。室外地埋敷设在开挖沟槽时，沟底设计标高应留出lO0~200mm的原状土余量，由人工找平。一旦出现超挖时应该用砂土填补夯实。 2.给水立管宜设置在用水量 大的用水点附近的墙角、墙边或立柱边。立管穿过楼板和屋面处应作为固定支承点对待，设置高出(不少于)lOOmm的套管，并采取防水措施。 3.管道应与热源保持一定距离，不得因热源辐射使管外壁温度超过60V。立管离灶边净距不得小于400mm，与供热管道净距不得小于200mm。 4.管道敷设在室外和寒冷地区室内不采暖房间内，气温小于4V时，在可能发生冰冻处应采用轻质材料保温。 5.不得嵌装在钢筋混凝土内，只能采用护墙板遮盖。对砂浆、混凝土和普通砖墙，可加套管嵌装。不加套管嵌装时，砂石直径≤12ram 6.超高分子量聚乙烯管道从地下室或地下构筑物外墙穿过的，应采取防水措施。对有严格防水要求的建筑物，必须采用柔性防水套管。

详谈超高分子量聚乙烯管道外压问题与国内外技术分析

由于超高分子量聚乙烯管道复合管每层紧密结合无滑移，通过“partion”命令将管道分为四层(内层、外层及两复合层)。由于管道受均匀对称外压，属平面应变问题，同时为了和理论做比较，取管道长度20mm。有限元模型中内层外层和基体层单元类型为C3D8I，该单元很适用于严重扭曲现象，位移计算结果较为精确并且计算成本较小。螺旋线钢丝使用ts单元，单元类型T3D2H，采用“Embedde．mand”命令将钢丝线嵌入基体层内以保证钢丝无滑移。用耦合约束命令将模型左端面与定义的参考点耦合；同时在右端面施加对称边界约束，以实现外压作用下的正确边界条件。对于径厚比较小的复合管道，在外压作用下往往会发生椭圆形失稳变形，因此在管道一端的上下两点约束其水平位移，左右两点约束其竖向位移，以保证管道产生纯椭圆变形。模型中的材料性能与理论相同。 超高分子量聚乙烯管道PSP内外层为高密度聚乙烯，加强层为以一定角度正反错绕成型的钢丝网状骨架与由热塑性材料构成的基体紧密结合构成的复合结构。由于材质原因，PSP管在外压作用下更容易出现屈曲失稳问题。朱彦聪等?依据Donnell的扁壳理论求解PSP管在外压下的弹性屈曲荷载。Adomandi等对管中管结构在静水压力作用下的弹性屈曲进行了理论和有限元研究，在有限元模型中设定层与层的接触为 粘结无滑移，而对于有滑移的非粘结层通过两点约束来实现。他们又通过大量的有限元计算来分析复合管外压的承载能力，并在此基础上提出了适合于复合管在外压作用下的简化公式。BaiYong等基于二维环理论，并考虑剪切变形的影响，研究纤维增强管道管道初始椭圆化对外压失稳的影响。龚顺风等基于非线性环理论，研究了深水管道在外压作用下的失稳屈曲理论。 基于BaiYong等的二维壳模型，考虑超高分子量聚乙烯管道受外压时的剪切变形，并结合Halpin—Tsai模型对加强层进行简化，对管道进行外压力学性能分析，采用ABA建立有限元模型，将计算结果与理论进行分析对比。 通过试验得到压力峰值，并与理论，有限元对比，发现三者吻合良好。