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目前我國PE燃氣管道制造和應用中幾個問題的探討
信息來源:四川省宜賓普什建材有限責任公司 發布于:2012-12-13 8:58:07 文字: 【大】 【中】 【小】 訪問次數:

 

20世紀60年代中期,歐洲開始采用中高密度聚乙烯埋地輸配氣管道。此后在加拿大、美國等國家推廣使用。1964年,杜邦公司的ALDYL”A”(MDPE)問世之后,聚乙烯燃氣管道被正式推廣應用。

我國是從80年代初期開始聚乙烯管道的研究工作,當時中國幾乎沒有使用聚乙烯管道進行輸配氣的經驗,82年在上海的幾個鄉鎮開始了試點工作,輸送人工煤氣,運行10年后,把該聚乙烯管挖出,進行性能測定,有關指標滿足當時的ISO4437對新管材的要求。

聚乙烯管材具有優異的耐腐蝕性、柔韌性和耐地震的特點,并且施工方便,使用壽命可達50年以上。1971年在美國發生的洛杉磯地震(震級6.6)和1989年加利福尼亞大地震(震級7.1)中沒有發現聚乙烯管道受損。1995年日本兵庫縣以神戶為中心的南部地震(震級7.2),是世界上史無前例的、襲擊現代化大城市的直下型地震。建筑物、公路、橋梁等設施和煤氣、電力和自來水系統嚴重受損。煤氣管道系統大規模被毀。以鋼管和鑄鐵管的連接部位有26000處受損,迫使86萬戶居民無法使用煤氣,并發生了4人死亡的煤氣中毒事故。與此同時,經調查約1500KM的聚乙烯管道完好無損。

優越性能的各類常壓和內壓聚乙烯管道的應用,至今已有50年的歷史,管材原料、安裝技術、質量管理等方面已有很大的發展。特別是埋地用的內壓管技術的發展尤為顯著。

近3-5年來,國家對能源結構正在進行調整。  現在我國大部分地區仍舊以相對廉價的煤炭作為能量來源,破壞生態、污染空氣,不利于我國實施持續發展戰略。我國有豐富的天然氣資源,他是一種清潔能源,但在我國的能源結構中僅占1~1.2%,遠遠小于發達國家20~25%的比例。國家計劃用10~20年的時間,使我們的能源結構中,天然氣占比達到10%。正如大家所知的,我們正在實施西氣東輸,東海氣登陸,進口LNG等工程。將要和正在建設跨越全國的天然氣輸送管網。

我國城際間的天然氣管道,近年來快速增長,但聚乙烯內壓管道的應用僅為20%,市場發展潛力巨大。中財集團發揮金融投資和塑膠實業共同發展的優勢,由中財管道科技公司,依托10萬噸的大規模產能和領先的塑料管道技術,采用德國WEBER、KRAUSSMAFFEA、英國MSA公司的最新設備,開發生產了中財牌聚乙烯燃氣管道,現已形成每年5萬噸聚乙烯燃氣管道的生產和檢驗能力。

現在我就中財管道科技公司,在開發生產聚乙烯燃氣管道中,對有關問題的認識和大家做個交流。

一、原料

國際上60年代的聚乙烯燃氣管,使用的原料相當于PE63級聚乙烯,現在國內所生產的PE2480就相當于此,一般稱為第一代產品,這種管材級樹脂共聚單體含量相當低。為提高性能,采用提高分子量來補償,其缺點是長期靜液壓強度實驗時可出現脆性破壞。

第二代樹脂即為目前的PE80材料,是在第一代樹脂基礎之上,提高了共聚單體的含量,既保證了長期靜液壓強度要求,改進管材耐環境應力開裂(ESCR)性能。世界幾家大型石化企業,如:Borealis——北歐化工,Atofina——阿托菲納,幾十年來,在二三代PE80的基礎上,研發成功新一代的雙峰中密度聚乙烯管材專用料。中財管道科技公司正是采用了這新一代PE80原料。

新一代的雙峰中密度聚乙烯既有很好的柔韌性和可熔接性,又極大改善了機械性能。對燃氣管道而言,非常重要的耐慢速開裂增長(SCG)和耐快速開裂傳遞(RCP)的性能都得到極大的提高。為我們工程師在粗糙地基形成集中荷載的條件下,埋設聚乙烯管道,創造了條件,切實保證在一般施工條件下也可保證有50年的使用壽命。

新一代PE80燃氣管道,能夠長時間處于有靜電和動荷載的狀態下,使得工程師可以最少的維護保證管道有較強的適應性。 雙峰技術的聚乙烯燃氣管道,由于有足夠的韌性和強度,為降低管道安裝費用,提高工效提供了可能。DN63以內的管道均可盤繞成一盤,極大方便了施工。中財管道科技公司正與國外同行一同研究DN180以內的管道盤繞成盤的可行性。利用這類聚乙烯管道工程師還可采用無渠安裝方法,免去橫越道路的高昂費用。與傳統的PE80相比較,由于含有均勻分散的碳黑粒子和優化的穩定劑體系,保證了該材料具有良好的耐候性和長期的熱穩定性。

第三代原料即為PE100,出現在1987年,由比利時Solvay公司生產的Tub121。目前國際上已有4家公司能夠生產PE100原料,Atofina的XS10,雙峰己烯共聚物,以及,Borealis的HE3490-LS即為比較先進的原料。這種原料具有雙峰型分子量分布,具有較高的密度和剛度,很強的蠕變抵抗能力。SCG和RCP性能也得到較大的提高。PE100新原料的應用,有待國家出臺新的相對應的規范,提高塑料燃氣管道的承壓標準。  第四代原料應該為PE125,目前處于中試階段,還未工業化生產。如果這種牌號產品投入管材生產,那時管壁會減薄,米重更輕

二、干燥 

PE燃氣管在生產過程中對水分含量要求極為苛刻,一般要求在200ppm以下,水分超標時會引起一系列問題,產品內外壁發麻、起皺,嚴重時有氣泡或氣孔產品物理性能急劇下降焊接強度下降傳統的小型PE管道生產廠家一般直接在擠出機上安裝干燥料斗,不能完全保證水分要求,現在,國際先進生產方式采用大型專業干燥機,原理圖如下,兩者在干燥原理和效果上存在較大的差距。

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