增强超高分子量聚乙烯管在长距离供水工程中的应用

增强超高分子量聚乙烯管是继第四代超高分子量聚乙烯管之后性能更优良，价格低廉的新一代管道传输系统，是利用将分子量 2 5 0 万单位的超高分子量聚乙烯坯料双向拉伸 2 × 2 倍，使新型 PE 管材抗拉强度增强到 50Mp a，比超高分子量聚乙烯管和 PE100 管材抗拉强度 35 和 22 Mpa 分别增强 4 3 % 和 12 7% ，而伸长率则下降到 20 0% ，比 P E1 0 0 管材40 0 % 降低一半，伸长率的下降有利于改善管材的形变应力，当管道承受内水压力时，直径变形越小，其承压能力因直径变大造成的损失就越小。 增强超高分子量聚乙烯管的主要性能： 1.物理机械性能：增强超高分子量聚乙烯管的抗拉强度≥ 42Mpa 和抗环境应力开裂＞ 400 0h 的性能是 PE1 00 的2 倍左右，是超高分子量聚乙烯管的 1.3 倍，抗疲劳强度＞ 50万次是 P E 1 0 0 的 3 0 倍以上，居各种塑料管材之冠。 2.轻质性：其密度为 0.946g/cm 3 ，比水还轻，无需大型的施工机械，给装卸、运输、安装和使用带来了很大方便。 3.高抗冲击性：增强超高分子量聚乙烯管的抗冲击强度为 13 0KJ/m 2 ，是 PE100 的 5 倍。无论是大锤砸、汽车轧等强外力冲，还是管道内部压力波动，都不能使其破碎开裂，特别是在低温环境，其冲击强度反而达到高值。 4.高耐磨性：增强超高分子量聚乙烯管的分子链特别长，使得增强管的耐磨性是钢管、不锈钢管的 4～7 倍，是PE100 的 3 倍，是 PVC 的 10 倍以上，大幅度提高了管道的使用寿命。 5.抗腐蚀性：增强超高分子量聚乙烯管聚合度特大，不饱和键极性，所以其化学稳定性特高，在一定温度和浓度范围内能耐各种腐蚀性介质（酸、碱、盐）及有机溶剂的侵蚀。 6.自润滑性和不沾着性：增强管材所用原料，具有极高的自润滑性和不沾着性，其内外表面光亮如镜，摩擦阻力特小，除耐腐蚀、耐磨耗外，还不易结垢，流量大。长期使用可保持流速和流量不减，其内径设计可比钢管小 15 %～20 %。 7.耐候性和抗老化性：因为超高分子量聚乙烯管分子链中不饱和基团很少，分子量大，使得增强管具有较好的耐候性和抗老化性，特别耐地温 0 — 4 0 ℃时其抗冲击强度指标达到高值 150 KJ/m 2 ，适用温度为 60 — 70 ℃。埋地使用寿命为 6 0 年以上，仍保证 9 0 % 以上的物理机械强度。 8.管道连接方式灵活：①法兰连接（简单快捷），②电热熔焊，安全可靠。正是由于增强管材质轻、柔韧、具有抗冲击性，所以更便于装卸、运输，可大幅降低运输成本；施工简单方便，可确保施工质量和时间，降低人工费用。

超高分子量聚乙烯管安装使用

超高分子量聚乙烯管材在实际使用中的连接问题可采用以下几种方法。 （一）嵌入压装 对于小口径超高分子量聚乙烯管，完全可以采用与交联聚乙烯管、铝塑复合管相同的方法，即采用配套齐全的铜质管接头进行嵌入压装式连接。 （二）焊接 对于中、大口径管材，普通HDPE管材通常采用焊接方式进行连接。经过研究，超高分子量聚乙烯管的焊接技术也已取得成功，其原理是在熔融状态下进行加压，使结合处融合为一体，从来实现了高强度的本体焊接，同样，管件也可通过将管子按要求焊接而成。因此超高分子量聚乙烯管的连接可以通过直管之间、直管与管件的焊接直接实现，也可在管子上焊接金属法兰实现法兰式焊接（国外目前也主要采用这类方法连接超高分子量聚乙烯管）。此外，可通过压制烧结方法生产UHMW-PE管件，UZ型UHMW-PE专用注射机的开发成功也为UHMW-PE管件的注射生产奠定了基础。在某些场合，也可采用埋地燃气管安装的电阻丝热熔焊方法进行密封连接。 （三）快速管接头 在国外快速管接头已广泛使用在各行业管道系统中，我国于70年代开始研究和试制，在煤炭、电力系统已大力采用。 快速管接头具有拆装迅速、密封可靠、质量轻、可使超高分子量聚乙烯管伸缩和弯曲以及具有自补偿作用等特点，广泛适用于油、水、气及固液混合物等流体介质管道中。国内现有卡箍式、插入式、螺旋式及焊卡楔封式四种类型的快速管接头。其中插入式和螺旋式管接头的工作管道不需要焊接，施工与维修极为简单、方便。插入式快速接头主要有压盘、中间套、胶圈、特形螺栓组成。将工作管道（超高分子量聚乙烯管材）直接插入胶圈内并适当留有端面间隙，紧固螺栓后，胶圈封住了中间套与管道间的间隙，实现了密封。 螺旋式快速管接头由压母、中间套、压环及密封圈组成。将工作管道（超高分子量聚乙烯管）直接套入胶圈内，旋紧两端压母，压环轴向移动并压紧胶圈，同时实现了管道的密封与连接。 采用上述国内配套齐全的快速管接头，可方便地实现中、大口径超高分子量聚乙烯管的密封连接。 （四）翻边对接 翻边对接的方法是先将超高分子量聚乙烯管端部加热，再用胎具在加压情况下将管壁翻到垂直于管中心线方向，翻边宽度10-15mm，而且可以压制上有利于密封的水线。两根管的端面对接后，用V型环状铁夹圈将其锁紧即可实现管材对接。当需要管路拐弯时，可将管截成直角梯形状，再将两端分别翻边，相互之间对接可实现管路各种角度的拐弯。 此种连接方法完全可以适合输送粮食的需要，也无粉尘外泄。对于输送含液体的流体物质，可在端面之间加入密封胶垫，管路压力不太高时也可保证不会泄露。对于输送高压流体，可将管材衬在钢管中连同钢管一起翻边，使管端翻边面直接靠在钢管端部法兰上，然后通过钢法兰和密封垫片进行连接。 （五）内衬钢管 对于某些输送压力要求较高的场合，可采用和其他衬塑钢管相同的方法将超高分子量聚乙烯管衬入钢管，从而提高抗内压强度，并且可以实现钢管之间的法兰连接。