压力管用 PE100 材料
聚乙烯管已在输水及输气等领域广为利用，尤其是1995年日本神户大地震之后，PE管的优越性被世人广为认知。从地震时各类管材的破坏率（Place/km）来看，PVC管为1.43，钢管为0.437，而PE管则是0.0，由此可见PE管的性能之优。虽然当时管径50mm以下PE管的使用率仅为14％，但通过后期的技术开发，已研制出了耐久性更佳的材料，因此不难预计，今后PE管的市场占有率将得到进一步的提高。
 PE100管的特性
1. 优异的长期耐久性
- 优秀的耐慢速龟裂(SCG)性能 : 根据形态学的解释，耐慢速龟裂性主要取决于连接结晶层的
链分子(Tie Molecule)的解开.
- 优秀的抗快速爆裂(RCP)性能 : 抗快速爆裂性稍差的PE80在大口径领域的应用受到一定的限
制.相对来说, PE100在大口径和高压领域中表现出很高的稳定性.
2. 拥有双峰分子量分布，加工性能优秀
生产PE80的设备即可用来生产PE100, 不用另行改动. 原料的高分子量部分中含有共聚单体,增加了链分子的数量, 因而提高了第一项中所提的耐久性.
３. 优于PE80的物理性能
各项物性优于PE80料,更薄的壁厚下便能成型,降低成本; 使用压力提高, 可代替部分大口径钢管.
PE压力管的分类
置信下限(LCL) 区间
(MPa, 20℃, 50年) |
最小要求强度(MRS)(MPa) |
分级 |
3.2~3.99
4.00~4.99
5.00~6.29
6.30~7.99
8.00~9.99
10.00~11.19
|
3.2
4
5
6.3
8
10
|
PE32
PE40
PE50
PE63
PE80
PE100 |
长期静液压强度测试(LTHS)测试
- 为推算50年的耐压能力, 在常温(20℃)和高温(60℃, 80℃)下各得出破坏应力和破坏时间的数
据，然后依据标准外推法(SEM: Standard Extrapolation Method, ISO/TR9080), 变更为常温下
的数据, 并把该变更应力值(MPa, 20℃, 50年)的 97.5%定义为 LCL.
- MRS (最小要求强度): 评价管材耐久性的尺度.
PE 压力管的发展过程
| 时代 |
时期 |
等级 |
1
2
3
|
1940 ~ 1970
1970 ~ 1980
1980 ~ 2000
|
LD(PE32, PE40), HD(PE50, PE63)
MD(PE80), HD(单峰 PE80)
HD(双峰 PE80, PE100) |
制造方法
反应釜的类型分为环形, 淤浆及气相三种. PE100制造工程中, 可以将两个同类的反应釜连接起来, 也可以将两个不同类的反应釜连接起来使用. 在第一个反应釜中制造高分子量部分, 并加入共聚单体丁烯或己烯, 引入链分子(Tie Molecule); 在第二个反应釜中则制造低分子量部分.
PE100产品测试进行情况(测试机构: GASTEC)
1. 20℃和80℃下的静液压强度 - 应力/最低破坏时间关联表
| PE分级 |
温度
(℃) |
环应力
(MPa) |
要求最低破坏时间(hrs) |
实际测试时间
(hrs) |
PE100
PE100
PE100
|
20(℃)
80(℃)
80(℃)
|
12.4MPa
5.5MPa
5.0MPa
|
 100 hours
165 hours
1000 hours
|
>173 hours
>516 hours
>5000 hours
(仍在进行中) |
2. 抗快速爆裂性能 (RCP-PE100级S4试验方法)
| 公式:Pc,s4(MOP/2.4)-0.72 bar |
测试结果 (bar): |
例: 当 MOP = 8.0 bar 时,
要求最低 Pc,s4 值 = 2.61 bar
|
所测 Pc,s4 值 = 7.0 bar at 0(℃) |
3. 耐慢速龟裂性能, (SCG - PE 100级)
| 对PE100级的要求: |
测试结果 (hrs): |
| 9.20 bar at 80℃下165 hours |
3x > 3.730 hours (仍在进行中) |
|
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