浅谈PE管材在给水工程中的应用

摘要：PE管重量轻、韧性好、施工方便，是给水工程中较为理想的管材。本文简单介绍了PE给水管材的材料特点和安装施工技术，指出了在实际使用中需要注意的问题，建议在我市推广应用。

关键词：PE管 安装 应用

引言：随着国民经济的快速发展，越来越多的新型材料应用于给水工程中，像球墨铸铁、钢管、PPR、PE、UPVC等管线材料。下面谈谈在实际使用PE给水管材过程中的经验与体会。

一、PE（聚乙烯）管材的材料特性

1、耐腐蚀，使用寿命长。组成PE管子的材料是高密度聚乙烯，英文名称为“High Density Polyethylene”，简称为“HDPE”。HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。此外，它也不会促进藻类、细菌或真菌的生长。PE管材含有2.5%左右的碳黑成份，有很强的抗紫外线辐射功能，埋在地下使用寿命可达50年。

2、流通能力大。PE管材具有光滑的内表面，其曼宁系数为0.009。光滑的表现和非粘附特性保证HDPE管道具有较传统管材更高的输送能力，同时也降低了管路的压力损失和输水能耗。

3、重量轻，连接方便，施工简单。高密度聚乙烯为无毒、无味、无臭的白色颗粒，熔点约为130℃，相对密度为0.941～0.960。它具有良好的耐热性和耐寒性， PE管道比混凝土管道和钢管轻，正常情况下PE管比水轻，所以它更容易搬运和安装。它焊接容易，焊接口少，接口的抗拉强度高于管材本体。

4、具有良好的韧性、挠性。PE管是一种高韧性管材，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好。其断裂伸长率超过500%，对管道基础不均匀沉降和错位的适应能力非常强，抗震性好。

5、抗应力开裂性好。PE管材具有低的缺口敏感性，高的剪切强度和优异的抗刮痕能力，耐环境应力开裂性也非常突出。

6、强度低，阻燃性差。PE管材也有一定的弱点，它强度低，遇到坚石、金属碰撞挤压，易引起凹坑，甚至穿孔，引发漏水。PE管材几乎没有阻燃性，对最高使用压力有一定的限制。

二、PE管材施工安装技术要求

1、PE管道dn（公称外径）≤63mm时，采用承插热熔连接；dn≥75mm时，一般采用机械热熔对接。

2、与金属管及管路附件的连接，采用法兰连接或过渡管件连接等方法。

3、PE管道机械热熔对接时，两管道连接端必须干净清洁后再铣削连接面。若连接端不干净，容易产生漏水现象。然后校直两对接管材（件），使其错位量不大于1mm。

4、在焊接加热板温度达到设定值后，放入机架，施加规定的压力，直到PE管材（件）两边最小卷边达到规定高度时减压（使管口端面与加热板之间刚好保持接触），当满足焊接时间后，取出加热板，迅速结合两加热面并保压冷却。

5、挖掘管沟应严格按照设计图施工，管沟宽度一般至少为所埋设管材直径的两倍。管沟底部要平直且不能存在尖锐的石块，沟底铺设和管顶回填夯实层的材料，最好使用中粗砂。回填时夯实层距管顶要有20cm的距离，最终回填可采用原开挖土壤或就地取材，但不得含有大石块和尖锐物。

三、推广使用中应注意的问题

1、给水工程使用PE管材时宜采用同一品牌和同一压力等级。同一管线工程不宜采用两种或两种以上不同品牌的管材和配件。在我市某区域的饮用水工程中，管材是A品牌，但管件用的是B品牌，结果管材和管件的焊缝有的出现渗水现象。近段时期，PE生产厂家如雨后春笋似的蓬勃发展起来，产品质量也参差不齐，特别有些厂家，管子自己生产，配件委托别家厂家生产，造成了配件和管子材料不一的情况，在实际应用中，焊接时两种材料不同，熔点不同，而出现冒气泡，漏水，有的尽至出现直接断裂现象。在某工程中，管材由温州某公司中标提供，该公司提供的产品中，管材自身生产，配件由别家生产，结果在施工中出现了上述现象，后反馈至供货方，供货方非常重视，因为每一个配件的质量直接影响到整个工程的质量，从此供货方配件不再委托别人生产，而全由自己开发生产，保证了该品牌的质量。所以我们在采购过程中一定要注意厂家的生产能力，在注重管材质量的同时也要关注配件的质量。

2、两管件焊好保压冷却时要在自然条件下达到冷却时间。这里强调的是在自然条件下，因为热熔管件在较高温度向低温冷却时，它的内因力随着自身温度的变化而变化，当冷却不均衡时，就会发生自裂现象。

3、强度低，抗外冲击力低，抗压能力差是PE管的一大致命弱点，所以PE管材在给水工程中必须注意埋深。管道外径≥160时埋深要在1.0米以上，管道外径≤110时埋深要在0.8米以上。在某住宅小区铺设给水管网时，因埋深过浅，屡次被施工排水管道的挖掘机所损坏。同时，在敷设管前必须保证10-15CM的软质材料填层，回填前必须保证上层也有10-15CM的软质材料作保护层。

4、两支或两支以上PE管道平行铺设在同一管沟时，必须要相互分开一定的距离，不能紧贴在一起，更不能上下重叠，相互分开的间隔距离为其中最大口径管道的两倍以上，可为以后的修理维护留下足够的空间。

5、在和其它低伸缩管道对接时一定要注意PE管子的伸缩性，有条件的要尽力留足伸缩空间，保证PE管子的热胀冷缩的性能。PE管子的连接是热熔粘接连接，特别是明敷管道，因为粘接后的接口是刚性的，无法胀缩，如不设置伸缩接头，膨胀或收缩所产生的巨大应力将作用在管材本身或管件上。经计算，对75～200mm口径的水管，12～15℃的温差使管材受到纵向拉应力相当于管内承受着1.18～3.04Mpa的内水压力，这是非常大的应力，极易引起爆管，正确做法是在设计中加设活套接头。伸缩节数目应按照管线运行中的闭合温差，用以下公式计算。

ΔL= 0.03 L·Δt

式中：ΔL—因温差产生的纵向变形，mm；0.03—PE管材的线膨胀系数（mm/m·℃）；

L—管线长度，m；Δt—敷设与使用中内外介质的温度差，℃。

一般来说，伸缩节的距离不宜大于150米，伸缩量不宜小于12cm，当活套管的伸缩量小时，应增设伸缩节的数目。在实际应用中，我们可以采取S型辅管的方式，取代伸缩节。值得注意的是，与法兰短管的连接，应采用柔性连接，这是因为在众多的管件对接中，PE同其它管子对接的接口是最容易因纵向拉力而破坏的。

四、建议PE给水管材在我市的推广应用

PE管材因具有耐腐蚀性好，质轻、接口稳定可靠、施工简单等优点；PE管材因其优越的性能和合理的价格，以及节省材料，节省能源等优点，符合当今环保和低碳节能要求，建议建议PE给水管材在我市的推广应用。

参考文献：

[1]《村镇给水工程技术规范》（SL310-2004）中国水利水电出版社

[2]《给水用聚乙烯（PE）管材国家标准》（GB/T13663-2000）

[3]《建筑给水聚乙烯管道（PE）应用技术规程》中国计划出版社