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几种HDPE管材的比较

来源:天津日腾飞管业有限公司 联系人:胡经理 13920940804 发布日期:2013-10-17 00:29:53

随着我国对塑料管道需求的快速发展,形成以PVC管、PE管及其它复合材料管共驾齐驱,百家争鸣的态式。各  种材质的塑料管通过不同的工艺和特性既保持某一行业相对优势,同时又交叉相互竞争。随着近年来我国PE产业的健全和规模化,PE管以其环保、寿命长、优良的物理特性,极佳的耐腐蚀和耐酸碱能力、自重轻、施工方便和较好的接口连接方式,发展喜人,在给排水领域,PE管材已成为大口径管材的首选。目前PE管材主要以HDPE管居多,包含缠绕增强管、双壁波纹管、中空壁管和实壁管(实壁管有较好的承内压能力,已广泛用在给水和燃气输送系统),本文将针对在排水领域使用HDPE缠绕增强管、HDPE双壁波纹管、HDPE中空壁管进行比较,为用户选型提供参考。

项目

HDPE缠绕增强管

HDPE双壁波纹管

HDPE中空壁管

国家标准号

GB/T19472.2-2004

GB/T19472.1-2004

GB/T19472.2-2004

成型工艺

HDPE缠绕增强管由主挤塑机挤出平板带,副挤塑机挤出U形带并内包PP骨架管在模具上同步热态缠绕成型的,在整个生产过程连续并都由计算机进行监视和控制,采用滚动自然风冷却。HDPE缠绕增强管属热熔状态缠绕成型工艺。

HDPE双壁波纹管是通过直接挤出两个同心管胚,并经吸塑成型的管材。属挤出成型工艺。

HDPE 中空壁管是由两台挤出机共同完成的,主挤出机挤出圆管,经过真空定型和水冷却使之成为方管,然后将方管缠绕到成型机上,同时辅挤出机挤出辅料,将缝隙填充上,在焊缝过程中,必须不断采用水冷却,以保持管胚不因受热变形

外观

内壁光滑,外壁为螺旋状加强肋结构壁。所适用国家标准规定B形结构壁管

内壁光滑,外壁为环状波纹壁。

所适用国家标准规定B形结构壁管

内外壁光滑,管材壁轴向剖面为工字形结构。所适用国家标准规定A形结构壁管.

特点

工艺及结构特点

1、  采用热态缠绕并采用自然风滚动冷却,结构壁无内有应力,无焊缝。管材壁厚均匀。

2、  聚乙烯材料膨胀系数较大,发生热胀冷缩时,管道外壁肋管和回填土共同作用,将有效抑制管道系统的纵向移位,防止管道在两端头发生应力集中,破坏与检查井的连接。

3、  缠绕成型可以生产出大口径的管,采用螺旋肋管后,可以增加管材的环刚度。环刚度超过20 KN/m2,并且可以连续可调,最大埋深可达20m

1、  采用挤出成型,管材的外观性较好。

2、  可以生产长度12m的管材

3、  受工艺设备和PE材料熔体流动速率的影响,所生产管材的口径较小,主要生产DN600mm以下管材。

4、  HDPE双壁波纹管的环刚度相对缠绕增强管低很多,适用较浅埋深。

 

 

1、  采用冷态缠绕和水冷方式,结构壁之间存在应力,实际使用中存在隐患。

2、  在冷态进行焊接,焊缝长,焊缝质量难以保证。

3、  外壁光滑,无法有效抑制因PE材料热胀冷缩引起的纵向位移,经常造成在管道两端形成应力集中,破坏接头或管道与检查井的连接,形成漏水。

4、  最大环刚度为8 KN/m2。

5、  管道端口为平口,经水冷后出现端口缩径现象。

管材口径

   DN300mm-DN4000mm

DN600mm以下,国内已有能生产DN1000mm,但没有实际运用案例。

   DN300mm-DN3000mm

材料

需100%的原材料

受挤出工艺影响,再生料可以超过70%

 

 

同双壁波纹管一样,再生料可以超过70%

连接方式

承插口电熔连接,HDPE缠绕增强管一端为内嵌电熔丝的承口,另一端为平壁插口,施工时只需将插口放入承口,电熔丝通上电即可,承插入电熔焊接具有以下优点:

1、  承插口完全熔合,接口处刚度和强度与管材本体一致,属于本体连接。当管道受力产生变形,变形将顺畅通过接头分散到整段管上不会在接头出形成应力集中。

2、  在软基或滩涂等地质状况复杂地区,地基经常发生不均匀沉降,采用承插式电熔连接HDPE缠绕增强管就如一根管一样充分发挥其柔性特点,适应地质变化。

3、  在地震多发地区,频繁重载荷作用的埋地敷设,采用承插式电熔连接的HDPE缠绕管有极强的抗冲击能力。

4、  采用承插式电熔连接的HDPE缠绕增强管是真正能够让施工快捷,做到边开挖边敷管边回填。由于接口为本体连接,抵抗应力能力强,管道可以在沟槽边焊接后,以一段管放入沟槽,管道只注重回填的质量,而不在注重沟槽的平整度,减少了开挖量。

HDPE双壁波纹管连接方式主要有单层承口+密封圈连接、外固哈夫块+密封圈连接、套筒管件+密封圈连接。

1、  不管是欧州标准还是国家标准都明确规定采用承插口连接方式,承口和插口的厚度,例如DN500,标准规定接口处承口壁和插口壁的厚度均必须≥11.4mm,但目前所有双壁波纹管单层承口连接方式都无法满足要求。现在出现了双层承口连接方式,由于无法有效解决双壁粘接问题,即使在DN400mm以下的小口径管材加工成双层扩口技术也成品率极低,以致生产厂家都不愿采用此类连接。

2、  采用哈夫块+密封圈连接,此种连接采用了聚乙烯以外的材料,使得管道系统的有较大温差的情况下,接头处因膨胀系数的差别可能出现漏水、或塑性变形,影响管道系统的通流能力和密封性。

3、  采用套管管件+密封圈连接此种连接施工方便,但由于其接头的强度较低,在荷载作用下或地基不均匀沉降下都容易造成漏水甚至接头脱落。

聚乙烯材料抗老化能力、寿命长都是无可否认的,但由于现有HDPE双壁波纹管接头都采用橡胶密封圈,橡胶材料的耐老化能力及寿命远远低于聚乙烯材料,且橡胶材料耐腐蚀及耐酸碱能力都很差,老化后表现为硬化无弹性或橡胶圈糜烂,将大大降低聚乙烯管道系统运行质量和聚乙烯管道系统的寿命。

HDPE中空壁管道系统主要有对口式电熔接方式(BEF)、电热熔带(E/F-S)连接方式、热收缩套方式(h/s-s)、扣带式等连接方式。

中空壁四种连接方式有几个共同特点,对接的两根端口为平口、连接的方式为都强掉在两根管的外壁浅层焊接、热收缩及扣紧,忽略了管道接头的应力。

1、  中空壁管由于采用平口对接方式,不论哪一种连接方式,在连接时要求管道必须在同一轴线上,稍有错位将导致接头的密封性降低。

2、  对口熔接方式焊接面主要局限在管道端口截面,焊接率极低。电热熔带、热收缩套及扣带式连接,采用的材料厚度远远低于管道壁厚,管道又是平口对接。上述四种连接方式在发生弯曲拉伸变形和扭转剪切变形时,接口将无法避免地成为应力集中点,造成接头破裂,而这两种变形和管道纵向变形是埋地管道最常见的问题。

3、  由于工艺特点,中空壁管会出端口缩径现象,使得管道的密封性不可靠。

4、  中空壁管由于两层壁之间存在应力,且采用的接头方式在接头点容易出现应力集中,所以不能应用于软基或存在不均匀沉降地区。

5、  中空壁管接头受力能力差,当管道局部承受应力发生变形时,变形无法通过接头分散到整段管上,所以抗冲击能力极差,不能在存在地震地区和重载荷频繁作用的地区埋地敷设。

HDPE管材作为埋地管材,强掉管道系统的局部刚度和整体柔性,目前市场状况是,小口径管主要以HDPE双壁波纹管居多,而大口径主要以HDPE缠绕增强管为主。在使用埋地塑料管时,应当充分考虑埋地的地质状况,结合PE管材的特点,选择一种最适合的管材。

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