PE給水管性能及質量檢測項目分析

盧俏

摘 要：PE給水管由于在耐腐蝕、工程適應性、性價比等方面較其他管材具有獨特的優越性，在建筑給水、農村飲水、農業灌溉等工程領域得到廣泛推廣應用。為確保PE給水管具有良好質量，掌握PE管材料性能及檢測方法尤為重要。文章對工程中常用的PE80/PE100級的PE管材性能和檢測項目及評價指標進行了分析，以期與同行進行技術交流。

關鍵詞：PE管；質量檢驗；耐腐蝕；力學性能

中圖分類號：TU991.36 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）23-0062-02

Abstract： Because of its unique superiority over other pipes in corrosion resistance， engineering adaptability and performance-price ratio， PE water supply pipe has been widely used in building water supply， rural drinking water， agricultural irrigation and other engineering fields. In order to ensure the good quality of PE water supply pipe， it is very important to master the properties and testing methods of PE pipe material. In this paper， the properties， testing items and evaluation indexes of PE pipe of grade PE80/PE100 commonly used in engineering are analyzed in order to exchange ideas on technology in the trade.

Keywords： PE pipe； quality inspection； corrosion resistance； Mechanical properties

塑料管材管件以其耐腐蝕強、質量輕、焊接施工便捷、阻力小、性價比高等優點，在建筑給水、農村安全飲水、農業灌溉等工程領域得到廣泛推廣應用，且發揮非常良好的應用作用。聚乙烯塑料管（PE）是以優質的聚乙烯樹脂作為主要原材料，生產時通過添加抗氧劑、紫外線吸收劑等外加劑，采用塑性擠壓成型技術生產的一種新型給水管。通過大量研究和實踐應用表明，PE管材具有良好的耐腐蝕、不結垢、水阻小、質量輕、使用壽命長和性價比高等優點，同時其具有較優越的柔韌性、抗沖擊和抗震性，對工程地形地貌、地質水文等條件適應性較高，已成為給水工程設計、施工和技術改造優選的輸配水材料[1]。為了給工程施工建設提供準確的管材質量評定結論，促進工程高效優質的施工建設和PE管材市場健康穩定發展，對PE管材質量和性能進行全面檢測分析，保障給水工程質量尤為重要。

1 聚乙烯（PE）給水管的材料性能

為規范PE給水管材的生產，確保管材質量，我國先后采用和頒布了《供水用聚乙烯管管材規范》（ISO4427：1996）、《給水用聚乙烯（PE）管材》（GB/T13663-2000）、《生活飲用水輸配水設備及防護材料的安全性評價標準》（GB/T17219-1998）等規范標準。根據生產原材料不同，聚乙烯PE管有多種類別，如：PE32、PE42、PE63、PE80和PE100級等。但從我國給水、農村飲水、灌溉等工程實踐應用來看，PE80級和PE100級構成的聚乙烯PE管使用范圍最廣泛，工程應用最多。根據管材密度成分來劃分，PE又可以劃分為HDPE（高密度PE管）、MDPE（中密度PE管）和LDPE（低密度PE管）三種類型。根據材料性能及衛生生產標準要求，給水用PE管需為藍色或黑色加藍條標識。相比PVC-U管、PP-R管、PB管、塑料復合管等其他塑料管材，PE管具有質量輕、耐腐蝕、柔韌性好等優點。

1.1 質量輕、耐腐蝕強

PE管以分子量較強的聚乙烯作為主要材料，其在23℃條件下管材密度約930～955kg/m3，重量約為同直徑鋼管的10%。由于PE密度小、質量輕，可以大大減輕材料運輸成本和施工難度。PE管在生產過程中，通過添加抗氧化劑、紫外線吸收劑等外加劑，自身具有較強的耐腐蝕性，可以耐工程地質環境中常見的化學腐蝕及細菌、真菌等藻類生長，直埋敷設無需采取特殊防腐處理，綜合使用壽命高達50年，綜合養護成本較低。

1.2 柔韌性好、施工便捷

PE管相比其他塑料管材具有獨特的柔韌性，其斷裂伸長率很高（可達500%以上）且耐刮傷能力優良，可采用熔接焊接[2]。在PE管敷設時移動、適度彎曲均較容易。PE管可順著深溝蜿蜒敷設，能夠根據施工實際情況通過適度彎曲繞過場地開挖出現的障礙物，施工便捷。PE管其良好的柔韌性和繞曲性能，可以采用長盤管裝箱方式（目前，直徑在160mm以下的HDPE管材均可采用長盤管），有利于管材運輸和安裝。

1.3 管阻小、連接方便

PE管管內外壁光滑，摩擦系數極低（粗糙系數僅為0.009），管阻小可以大大降低給水工程中的水壓損失，管道水頭損失要比同型號鋼管小1/5，輸水成本大大降低。PE管工程適應性強，不僅耐腐蝕適合絕大部分水文地質環境，同時其可以在-60～+40℃范圍內安全穩定使用，工程應用范圍較廣。相比其他管材，PE管在較大溫度范圍內，管材性能波動較小，有利于冬季低溫和夏季高溫施工，不會因寒冷天氣產生脆裂，也不會因為高溫天氣產生較大形變，確保給水工程高效優質的施工建設[3]。聚乙烯材料PE管斷面，既可以采用機械連接，也可以采用熱熔或電熔焊接，焊接時間持續較短，焊接質量較高，施工便捷。工程中通常采用熔接連接，通過熱熔或電熔焊接，管口和管體融合為一體，可以有效避免像其他管材那樣在接口處容易出現斷裂、裂縫等質量問題。

1.4 導熱性低、彈性模量小

PE管自身導熱性較低，在20℃時其導熱系數僅為0.43W/mk，僅為同規格鋼管（43～52W/mk）的1%。PE管運行中熱交換能力較差，由此可以克服冬季寒冷冰凍問題。相比其他輸水管材，一般情況下無需采取特殊保溫措施，直埋敷設即可且供水可靠性高。另外，PE管彈性模量E值也較其他管材小，相應溫度變換引起的熱脹冷縮效應不大，無需像其他管材那樣需要設置特殊補償措施，施工便捷，運行可靠。

PE管雖具有以上優點，但由于聚乙烯原材料自身特性，PE管也存在強度低、使用壓力偏低、無阻燃性、外露容易老化等問題，如：遇到堅石、金屬碰撞時易出現凹坑甚至穿孔等危害；遇上火災無阻燃能力；無法應用到高壓供水環境；不能長時間暴露在外界環境中，日曬雨淋易發生老化，長時間存儲堆放不方便。因此，為了確保PE管符合工程實際應用需求，按照規范標準要求對管材質量進行全面檢測評價，確保工程具有較高質量保證就非常必要。

2 聚乙烯PE管質量檢測及操控要點

2.1 靜液壓試驗

靜液壓試驗可以對PE管材和焊口力學性能進行評價，以確保在環向壓力作用下管材不會出現破裂、滲漏等問題。恒定靜壓狀態下，根據《給水用聚乙烯（PE）管材》（GB/T13663-2000）規定，應根據試驗類別選擇100h、165h和1000h的聚乙烯PE塑料管材的力學強度測試。嚴格按照《流體輸送用熱塑性塑料管材耐內壓試驗方法》（GB/T6111-2003）要求進行靜液壓試驗（如：80℃環應力作用下，PE80/PE100其強度值為4.6MPa/5.5MPa，即：將注滿水待檢試樣放入裝滿水、空氣或其他液體的水箱中，試驗溫度也要根據測試標準進行合理調節后，方可進行靜液壓試驗。整個測試過程中，要全程記錄數據，并待測試達到時間要求后，觀察管材是否存在破損、滲漏等破壞。如存在破損問題，則要根據測試條件，合理判斷是脆性破壞還是韌性破壞，以便最終對管材質量做出科學的判定，為工程施工質量控制提供依據。

2.2 斷裂伸長率

斷裂伸長率是管材柔韌性評定的重要指標，通過對PE管材斷裂伸長率的測試，可以判斷管材質量是否滿足規范要求。斷裂伸長率檢測的標準是《熱塑性塑料管材拉伸性能測定》（GB/T8804-2003），檢測溫度為恒定23℃以下，在拉伸強度測試機上按照規范要求進行不同速度的拉伸實驗，得出PE給水管材在斷裂時的最大拉伸率（規范要求≥350%）。

2.3 縱向回縮率

縱向回縮率是在特定條件下測試管材的收縮百分比，是判定PE管材質量優劣的重要指標之一。根據《熱塑性塑料管材縱向回縮率的測定》（GB/T 6671-2001）要求，對于PE80/100的PE管，試樣長度為200±20mm，烘箱溫度應控制在110±2℃，測試試樣在烘箱中放置時間應控制在（e≤8，60；816，240）。通過測定PE管試樣的回縮率，可以判斷在受熱環境中PE管材在縱向塑性方面的穩定性，也即通過測試來判定PE管材在日照、夏季高溫及其他熱源等作用下的綜合承受力，以判斷其綜合使用壽命能否滿足工程實踐應用需求。

3 結束語

為判定PE管材是否具有良好質量，確保地下縱橫交錯給水管道的安全穩定運行，PE管材性能的全面檢測就顯得尤為重要。管材生產過程中材料不均勻性、試樣選擇代表性、測量人員操作誤差等因素均可能給測量結果帶來影響。按規范標準及測試指標要求，科學合理地開展質量檢測，準確詳實的檢測數據和客觀評定，可以確保結果真實反應PE管材性能，確保給水工程安全可靠、高效優質的施工建設。

參考文獻：

[1]張敬仲，朱偉芳.聚乙烯（PE）給水管施工工藝及質量檢查[J].甘肅科技，2009，25（15）：135-136，179.

[2]劉登航.淺談塑料管材管件的認識與檢測及其推廣應用[J].山西建筑，2008，（04）：183-184.

[3]汪文忠.塑料管材管件的檢測與應用[J].塑料制造，2016（07）：58-59.

[4]趙彥坤.在市政給排水工程施工PE管的應用[J].科技創新與應用，2012（10）：77.