2015年12月9日星期三
PE管不停輸開孔封堵技術探討(1)
1 傳統PE管封堵技術存在的局限性隨著城市abs管燃氣的不斷發展塑膠異型押出，聚乙烯(PE)管道在城市燃氣管網中得到了廣泛的應用，歐洲人最早將PE管道用於低壓燃氣管網，如今PE管道逐步成為中壓城市燃氣管網的主要選擇，因此對於PE管道不停輸維修搶修新技術的需求也越來越迫切
傳統的PE管封堵技術存在以下局限性：①管道在改造或維搶修施工過程中，通常要先停輸改造管段或事故管道，放空管道內的天然氣，再實施改造或維搶修作業。即便是不采取放空管內天然氣的改造或維修搶修方式，作業時也需將管內輸送氣體的壓力降低到安全範圍，采用阻氣袋臨時封堵後實施作業，以確保施工安全完成。無論是采取放空還是降低管道壓力的作業方式，不僅造成了大量的資源浪費和環境污染，也會影響下游用戶的正常生產和生活，給用戶造成經濟損失。②傳統PE管夾扁封堵的方法僅適用於公稱管徑小於200mm的PE管道。對於公稱管徑為250～315mm的PE管無法采用夾扁的方法，仍需要采取停氣降壓的方法進行作業。即便條件適合采用PE管夾扁方法進行施工作業，也需要將管內輸送氣體的壓力降低到安全範圍後，才能充分發揮夾扁器的夾扁作用，達到阻氣的目的。
另外，PE管夾扁作業對環境溫度也是有要求的，環境溫度低時不適合對PE管進行夾扁，因為環境溫度低時，管材的延伸率降低，此時夾扁PE管道易發生脆裂，造成安全隱患，此現像在北方的冬季更加明顯。③傳統接支管的施工作業也可采取鞍形三通開孔的方法，即在帶氣運行的PE管道上提前焊接鞍形三通電熔管件與新建支管連接，再利用配置在鞍形三通內的刀頭對帶氣管道開孔，為新建支管通氣。采取這種方法雖然不用停輸，但是由於開孔大小受到內置刀頭直徑的限制，所開孔徑往往達不到新建支管的流量要求。為了滿足流量的需求，只能采取對帶氣管道停氣，斷管加裝三通的方法進行支管連接，這樣不僅會造成資源浪費也會影響下游用戶的用氣。同以上傳統方法相比，應用PE管不停輸開孔封堵技術在帶氣運行的PE管道上接支管、加裝或更換閥門、更換管段、進行管道改線和改造，以及維修、搶修等作業，可以避免因施工作業停輸造成的經濟損失和對社會生活生產造成的不利影響，還可以滿足流量的要求。
2 PE管不停輸開孔封堵技術原理PE管不停輸開孔封堵過程主要是通過專用不停輸開孔封堵設備來完成。它的基本原理是：在PE管道上進行施工作業時，在施工管段兩端使用專業開孔封堵設備阻斷該管段塑膠押出天然氣的流通，作業過程中的不停輸、不降壓是通過開孔封堵設備上特設的旁通口實現的。在對施工管段兩端進行封堵前，采用旁通管連接架設在施工管段兩端的開孔封堵設備上的旁通口，使施工管段兩端的天然氣得以連通，對施工管段進行封堵後，也可保證天然氣正常輸送。將相同規格的開孔機分別安裝在機架上，與提前焊接在管段兩端的專用PE電熔管件(即PE封堵管件)連接，開孔機旋入PE封堵管件內在待施工管道上方各開出一個孔。開孔完成後，卸下開孔機，安裝封堵器執行封堵。封堵器將三折式皮碗封堵頭下降通過已開好的孔進入施工管道，操縱進給手柄pe管使封堵頭張開與管道內壁貼合緊密，封堵頭在施工管段兩端同時張開，將天然氣阻斷。在實行封堵後，封堵頭兩端管道內的天然氣可通過旁通管正常供給下游用戶，達到不停輸、不降壓的目的。對圖1中A點與B點之間的PE管道進行維搶修、改造等施工作業。作業完畢後，堵塞PE封堵管件上方的孔，拆除機架等設備，恢復供氣。PE管不停輸開孔封堵技術原理
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超高分子量聚乙烯管性能優於PE管
超高分子量聚乙烯管是是由乙烯、丁二烯單體在催化劑的作用下，聚合而成的平均分子量大於200萬的熱塑性工程塑料，具有耐衝擊、耐低溫、耐磨損、耐化學腐蝕、自身潤滑、吸收衝擊能。超高分子量聚乙烯管與PE管對比有哪些優勢呢？
1、超強的抗壓強度和承壓能力超高分子量聚乙烯管的抗壓強度是PE80的2。5倍，PEl00的2倍，抗環境應力開裂能力是PE100的5倍，而耐疲勞是PE100的30倍以上。2、高抗衝擊性、柔韌性超高分子量聚乙烯管的抗衝性和吸收衝擊性能居塑料之首，無論是外力強衝擊還是內部壓力波動都難以使其開裂。其抗衝擊強度為尼龍66的10倍，U-pvc的20倍，PE的5倍。在低溫度環境pe管下抗衝擊性更優異，具有很強的柔韌性。3、高耐磨性超高分子量聚乙烯管摩擦系數只有0。07-0。2，它的分子鏈特別長，使得管材的耐磨性在輸送各種漿體時比鋼管、金屬管高4-7倍，是PE100的10倍，也是U-PVC的10倍左右。在諸多管道材料中，其磨損指數最小。耐磨性比鋼管、不鏽鋼管高4-7倍，比管道、聚乙烯管道高10倍以上，大幅度提高了管材的使用壽命。
4、抗腐蝕性超高分子量聚乙烯管是一種飽和分子團結構，故其化學穩定性極高，在一定溫度和濃度範圍內能耐各種腐蝕性介質(酸、堿、鹽)及有機溶劑的侵蝕。分子結構穩定性極高；無電化學腐蝕；耐多種化學介質侵蝕。5、流動性 超高分子量聚乙烯管有自潤滑和不粘著性，摩擦系數小。特殊工藝生產的管道內壁抗腐蝕、抗摩損、不結垢，因此流動阻力很小，可長期保持流速和流量不減。故其內徑設計可比鋼管減小15%-20%。①介質流速達到2。3米/秒，不結垢②大大降低清垢成本，避免二次污染③粗糙度是鋼管的1/6，流動阻力小，其內徑設計可以比鋼管減少15。4%。6、耐候性和抗老化性超高分子量聚乙烯管有良好的耐候性和抗老化性。由於是一種飽和分子團結構，再者添加了碳黑紫外線吸引劑，大大增強了超高管材的使用壽命。
7、無毒無味，高度環保。聚乙烯材料是國家已認證的環保材料，毫無毒性，任何防污抗蛀。因表面光滑，不會被海洋或污水中的甲貝、菌類等微生物蛀附，不會產生水垢和微生物的滋生，不會增大糙率，保證了水質的穩定。8、電熱絕緣性好。超高分子量聚乙烯管道是非導體，管道的電絕緣性特優，絕緣電阻在1012-1015MΩ(1016-1018)，最適用於輸電、電信線路密集區和多雷區；超高分子量聚乙烯管道的傳熱系數很小，只有0。13，是鋼的2‰，管道的保溫性能優異。9、無管網漏損。給排水管塑膠異型押出網漏損一直是困擾我國城市供排水的難題。1999年我國城市供水企業平均漏損率為15。14%，單位管長漏水量為3。41m3/km/h，管網漏耗相當嚴重。問題根源在於所選管材本身滲漏及管道連接口漏損，尤其是連接口漏水，導致基礎下陷，管道連接口開裂。超高分子量聚乙烯管道徹底解決了管網漏損問題。電熱熔連接使管網無漏點。
10、施工費用低。 ①施工工作面小，比同口徑的預應力鋼套混凝土管、鑄鐵管、玻璃鋼管等，工作面少三分之二，可減少占地賠償費70%。以內徑800mm管材為例，預應力鋼套混凝土管、鑄鐵管、玻璃鋼工作面要求25米寬，超高分子量聚乙烯管施工面8米寬即可。降低了占地賠償費。②超高分子量聚乙烯管道敷設不需要做3：7灰土基礎，不需要填砂，僅把管道在溝沿連接好推入填土壓實即可。而預應力鋼套混凝土管、鑄鐵管、玻璃鋼管敷設需要做3：7灰土基礎，或磚混基礎，需要填砂。因此，施工費用僅為其他管材的五分之一③超高分子量聚乙烯管道敷設時相對於鋼管、鑄鐵管來說，不需要做防鏽防腐處理，對地埋管無需作陰極保護，可節約工程費用70%以上。
11、維護費用低。由於超高分子量聚乙烯管道的耐腐、耐磨和抗凍和抗污等性能，無漏損，因此管道運行後幾十年不需要進行防鏽、防污、絕緣、保溫等措施和檢修，可節約運行維護費用95%以上。12、長期綜合效益好，使用費用低塑膠押出。綜合效益是指由建設投資、安裝費用、運行維修費用、使用壽命、節能等多種因素形成的長期性效益。超高分子量聚乙烯管道的綜合效益是可取的。特別是管徑越大，其成本越低。埋入地下的管道可使用150年以上，又無需年年檢修，更可以發揮它優越的綜合效益。13、其他特性超高分子量聚乙烯管材材料在成型後難於破碎及二次abs管成型，因此超高分子量聚乙烯管采用全新原料生產，不能添加任何回收料，確保管道系統的衛生性。而普通PE、PVC等管材很多廠家(即使是國家免檢產品)為了降低成本加入了回收料。
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從工藝上來看PE管材料生產工藝區別
從工藝上來看，PE管材專用料的主要工藝有淤漿法(懸浮法)、溶液法、氣相法3種。目前我國生產管材專用料采用的工藝的主要從國外引進。
日本三井漿液法是3種格樂漿液法工藝之一，這種工藝以生產高質塑膠押出量、高分子量及“雙峰”分布樹脂而著名。
美國是世界上最大的PE管材樹脂生產和消費國，其中HDPE管材樹脂所占比例最大，主要生產廠家為Phillips。Phpe管illipsPE管材生產最初采用的生產工藝是溶液法，20世紀60年代開發了環管反應器的粒子形成工藝，並實現abs管了工業化生產。
Phillips生產工藝中主要使用2種不同類型的催化劑，一種是鉻基催化劑，另一種是有機金屬催化劑。UCC在20世紀70年代引入UnipolPE生產技術，使用該工藝生產的擠塑級管材樹脂的熔體流塑膠異型押出動指數範圍（0。2-0。5）g/10min，密度範圍為（0。942-0。960）g/cm3。Unipol工藝使用的催化劑有鈦系催化劑和鉻系催化劑兩大類，采用不同的催化劑可生產處不同牌號的產品。
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PE管變身抗旱利器
今春瀘縣采用PE管替代水渠，率先使用“塑膠異型押出泵管(渠)一體化技術”，今年抗旱多了一樣利器。由於實現自流灌溉比較困難，須使用機電提灌設備將水提到高處，塑膠押出才能實現農田灌溉，所以機電提灌設施是瀘州市農業生產和農民生活不可缺少的基礎設施。近年來，瀘縣農機系統工程技術人員在實踐中探索、總結出了適合丘陵地區地形地貌條件的一項新的灌溉技術—“泵管（渠）一體化”技術。
在瀘縣方洞鎮三界村，該村最先采用“泵管（渠）一體化”技術輸送農業生產用水，該村除了出水口，使用一小段水渠外，絕大部分采用茶盅大小的PE管代勞。提起PE管的優點，三界村村支書黃成菊說，村裡鋪設了1980米PE管，可保障該村的農業生產用水。同等的效果，如果換成修建水渠，花錢更多。水渠占的田土多，修建全村性的水渠，至少占30畝的田土，而PE管埋在地裡，所占的田土可以忽略不計。從耐用性講，該村上世紀70年代pe管修建的水渠，現在已基本無法使用，而PE管的使用壽命可以達到50年。
據瀘州市農abs管機局介紹，“泵管（渠）一體化”技術，是通過水泵提水、多管道輸水、多分水井分水直接將低位水送到灌區高點、遠點等用水終端的田裡、土裡。該技術具有節水、節能、灌面大、投資省、節約耕地、運行費用低等優點，加之PE管沒有水渠易老化堵塞漏損的缺點，更便於管理。
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