PE80和PE100有什么区别文档格式.doc
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PE100的MRS达到10MPa。
MRS是指管受环向张应力强度(按国际标准测试计算值)。
PVC-U、PE80、PE100三种给水管材在工程应用中的比较
PVC-U、PE80、PE10PVC-U、PE80、PE100三种给水管材在工程应用中的比较0三种给水管材在工程应用中的比较
PVC-U、PE80、PE100三种管材在目前热塑性塑料给水管材工程应用中所占比例相当大。
尤其是PVC-U给水管材经过几十年的发展,生产技术比较成熟,原料基本国内自给,产品价格相对较低,并且经过市场检验,性能达到国家或国际标准,故此在热塑性塑料管材中极具竞争力。
PE80、PE100给水管材在国内为新兴产品,主要因为其原料均依靠进口,且其价格相对较高,所以尽管其比PVC-U管材具有生产和施工中多方面的优势,仍然发展很慢。
但是,相信在不久的将来,随着我国原材料厂家的共同努力,必将开发出我国自有的原料,PE给水管材也必将取得长足的发展,其多方面的优势也会得到市场的认同。
首先做工程材料费用比较。
假定三种管材的工程外径为Ф160,公称压力为1.0Mpa,查阅我公司PVC-U管材企标数据和PE生产采用的国标数据,三种规格分别为PVC-UФ160×
6.2、PE80Ф160×
11.8、PE100Ф160×
9.5;
再据三者近似比重1.44g/mm3、0.95g/mm3、0.95g/mm3,则三者参考米重分别为4.647Kg/m、5.583Kg/m、4.581Kg/m。
根据国内市场保守价格,PVC-U、PE80、PE100三种给水管材吨价比约为1:
1.22:
1.55,对应米价比约为1:
1.4:
1.5。
因此在施工较简单、所需管件较少的地区,单就工程材料费用方面比较PVC-U管材占优势。
其次做一水力计算比较。
热塑性塑料管管壁绝对当量粗糙度Δ值很低,一般为0.0015~0.015mm之间,PVC-U、PE管多采用0.003mm。
作为给水管,在通常的流速条件下,一般处于水力光滑区,因此管壁绝对当量粗糙度取值的变化在这种情况下,对结果影响非常小(柯列勃洛克-魏特公式:
1∕√λ=-21g(Δ∕3.7di+2.51∕Re√λ))或没有影响(布拉修斯公式:
λ=0.3164∕Re0.25,Re因很小,故Δ∕di值可略)。
基于以上理论,对于PVC-U、PE80、PE100给水管在应用中,其水利坡降可按下式计算(假设水温为10℃,则υ=1.3×
10-6m2/s)I=0.000915Q1.774/di4.774,根据我厂企标数据(其他同种标准雷同),三者在相同公称外径、公称压力下的公称壁厚PE80>
PE100>
PVC-U,因此在相同给定流量下,水力坡降值PE80>
PVC-U,亦即管道沿程水头损失hf(hf=L×
I)为PE80>
PVC-U。
因此要保证流量一致,三者所需源动力是不同的;
若源动力相同,要保证流量相同,必须使PE管内径和PVC-U管内径相同,故PE管材外径和壁厚必须同时增加,材料费用也相应增加。
此方面PVC-U也占优势。
再次做材料性能比较。
(一)、PE管道韧性很好,在实验温度30-3℃条件下,测得三种管材动态断裂韧性KD值与管子尺寸无关,其中PVC-U为1.8MNm-3/2、PE80为2.6MNm-3/2、PE100为3.5MNm-3/2,KD值高表明材料耐快速裂纹扩展(RCP)能力高,因此PE比PVC-U管材耐突发性开裂能力强。
(二)、PE耐冲击强度比PVC-U管道高8倍左右,低温时PVC-U耐冲击性较PE更弱,故PVC-U管道在寒冷地带和冬季搬运及施工时应特别注意,严禁受到冲击或强行弯曲。
(三)、PE管道具有优异的抗刮痕能力,使其在施工、搬运过程中不易破坏管材外表面,在通水使用过程中,其优良的耐摩性使沙子等不易破坏其内表面。
PVC-U材质却存在“刻痕效应”(在试片上划一刻痕,经冲击实验,会发现试片必定在刻痕处断裂),要求在运输和施工中避免受到硬物刻划,尤其是承口突出部位。
在埋地时管道四周不得直接与石头、砖头等坚硬物体接触,否则经轮压施压后,压力会集中于石头之接触点,易导致管破裂。
另外PVC-U管道在使用中,其70度倾角磨损质量和体积约为PE的8~9倍。
(四)、冬季施工时,PE较低的脆化温度(-70℃),使管子不会发生脆裂。
PE工作温度是-40℃~40℃,而PVC-U管材工作温度是0℃~45℃。
(五)、PVC-U和PE管道作为热塑性塑料,其承载能力与工作温度有关,随温度升高,其耐内压能力下降。
最后做工程施工比较。
(一)、PVC-U管材挠性不如PE好,故在施工中PVC-U管材弯曲敷设半径要比PE大,这在地形复杂的地区,显然不如PE便于施工,其所需管件数量也多,整体费用也会大幅提高。
(二)、在冬季和高寒地区施工,PE焊接只需保证焊接环境稳定和操作参数适宜,即可达到要求的强度;
而PVC-U粘接连接不宜在以下5℃施工,胶圈连接不宜在-10℃以下施工。
(三)、PE管道最主要的连接方式是熔接连接,包括电熔连接和热熔连接,其因材质相同,接头强度高于本体强度。
但PE管道的焊接必须由经过专门培训的焊工进行操作,才能确保合适工作参数下其强度要求。
另外在大风的工作环境下,可能因冷却加热板,并导致不均匀温度分布,故可能会对熔接质量有致命的影响,当尘土污染加热板和管端也将会导致接头寿命大为减少。
同时不同管材料的熔接要考虑MFR值差异,其值越接近,管道熔接质量越好。
尽管如此,PE焊接仍比PVC-U焊接操作既简单又保险(不足之处是熔接需要电力)。
因为就PVC-U管的焊接而言,PVC-U管的热熔对接焊的焊接质量稳定,但焊接过程比电熔焊复杂,其材质因原料变化使配方变化较大,故需要控制的参数不易掌握,设备投资也较高;
而电熔焊接时,必须使用专门的电熔接头,焊接成本高,且大直径管电熔焊接质量不稳定。
所以PVC-U给水管几乎不使用焊接。
不过PVC-U管在使用压力不高,发生泄露情况时,可用PVC-U焊条进行紧急停水焊接修补。
(四)、PVC-U管在有水情况下可进行胶圈连接,这在雨季或多雨地区以及管沟有水情况时施工是最理想的,但PE管却不宜带电焊接施工。
(五)、就施工方法而言,PE管道特别适用于非开挖工程,因其具有一些独特的关键性质:
一体化的管道连接方式,优良的挠性和良好的抗刮痕能力(尤其PE100具有更加出色的抗刮痕能力)。
优良挠性使得PE管道走向容易依照施工方法的要求进行改变。
如PE采用定向钻进技术,施工速度快,且铺管方向控制准确,管径300~1500mm,管线最大长度可达到1500m,能适应各种地层主要用于穿越河流、湖泊、建筑物等障碍物;
采用导向钻进技术,管径可达50~350mm,管线长度一般可达300~400m,深度通常在10m以内。
在旧管线更换施工中,由于PE管道的抗刮痕能力,接头强度高,不易损坏而漏水,或将其损坏,所以其比PVC-U管道更适合于爆管法施工,尤其是较长管道,而PVC-U仅适于短管施工。
在管线修复施工中,采用传统内衬法PE给水管道很适宜,而PVC-U给水管道则不可用。
PVC-U管材现施工已有顶管施工的事例,这在一定程度上扩大了其用途,而PE管材目前没有此方面应用的统计资料。
另外在地形平坦的地区施工,材料和施工费用要比PE少。
(六)对于大口径管材,因PE熔接时间较长,且熔接技术要求较高,较难保证管道焊接质量;
而PVC-U管道可采用柔性承插连接,只需手动葫芦即可,人工素质要求不高,施工速度快,且安装质量稳定。
但PVC-U大口径管件除风焊外,还需用玻璃钢复合,工序复杂;
而PE大口径管件只需切割后熔接即可工序简单。
Φ50以下的PE管材的可弯曲性能使其可以连续生产收盘、发运;
而PVC-U管材无论何种口径,其三倍于PE的弹性模量,使之在一般生产和运输条件下,是不可能实现收盘、发运的。
作为小口径给水管,如果是暗敷,中间最好不要有接头,PVC-U管材是不能做到,而PE管材是可以做到中间没接头,按定尺(Φ50以下的PE管材每卷长度可达40~120米)要求来生产,施工方便。
从经济的角度来讲,少接头应体现经济性。
(七)、就试压和使用方面说,PE管材因施工经验还不足,紧急抢修方法远不如PVC-U那样多。
注:
公式中参数含义如下
λ--水力摩阻系数;
Δ--管壁绝对当量粗糙度;
g--重力加速度,m/s2;
di--管内径,m;
Re--雷诺准数;
υ--平均流速;
m/s
I--水利坡降,m/m;
Q--计算流量,m3/s
L--管材长度,m
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