塑料压力管道介绍概述.ppt

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1、塑料压力管道介绍第一章塑料压力管道的分类第二章压力管道的三个发展阶段第三章管材在一定静液压下的破坏第四章50年使用寿命的保证第五章复合管道介绍第六章PE压力管道介绍传统的管材有很多难以克服的缺点：重量沉、抗腐蚀性差、管道不光滑、滋生细菌，卫生差、连接质量低，易泄漏、运输不便，施工复杂；效率低下，寿命短。近年来，随着化学建材的推广和迅速发展，特别是大口径塑料管道制造技术的日益成熟，PE塑料管特别是大口径塑料管在市政管道工程、燃气管道工程中占据了相当重要地位。第一章塑料压力管道的分类1．按材料分类：

2、聚氯乙烯(PVC)、氯化聚氯乙烯(CPVC)聚乙烯(PE)、交联聚乙烯(PE-X)，聚丙烯(PP)、无規共聚聚丙烯(PP-R)，聚丁烯(PB)，丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物(ABS)金属复合管纤维增强复合管2.按结构分类：实壁管复合管：铝塑管、鋼塑管3．按用途分类:给水管、农用灌溉管、燃气管、化工管道、矿用管道第二章压力管道的三个发展阶段PE压力管道的三个发展阶段：20世纪60-70年代末，主要考虑耐蠕变开裂长期寿命。HDPE32—63.20世纪80年代，以增强管材韧性和耐慢速裂纹增长为主要特点

3、。MDPE80。20世纪80年代末至今，以增强耐快速开裂性好特点。双峰PE100。由此，人们认识到塑料及其管道在长时间使用条件下所能允许承受的载荷远低于由短期试验结果所能预期的载荷。这种低载荷下长时间内发生的开裂模式叫蠕变开裂，是塑料本身固有的性质。即当荷载固定时，随着时间的延长，变形逐渐增大，这种现象称为蠕变。对于塑料管道来说，经长期经受静态水压力的作用，随着时间的延长，径向变形逐渐增大，最终由管壁的某一薄弱部位发生隆起的泡状变形，最后由于变形过大失去输水功能，或者发生泡状变形被撕裂而破坏。这

4、种破坏现象称为蠕变开裂破坏。由于管壁总是存在裂纹，这是塑料压力管必须考虑的一个基本事实。在长期经受内水压力的塑料管道，由于维持长期的应变应力逐渐减小，久之则发生疲劳现象，最终在管的某一薄弱部位发生突然开裂。这种开裂是一种脆性破坏，是由高分子材料应力松弛引起的。脆性破坏的直观特点是管壁被一条缓慢增长的裂纹贯穿致使管壁泄漏，称之为慢速裂纹增长。快速裂纹开裂：由于材料性能、生产工艺、安装、使用等原因引发裂纹之后，裂纹以100-350m/s的速度沿管轴向迅速增长。管材抵抗快速裂纹增长的阻力GD=KD2/

5、EKD动态断裂韧性E动态弹性模量在临界压力Pc以下，裂纹扩展推动力小于阻力，管道启裂后可以自行止裂；Pc以上则发生快速开裂裂纹增长。Pc=KD(8/π)1/2×1/D1/2×1/SDRPVCPE80PE100KDMNm-2/31.72.6~2.83.3~4.1蠕变开裂所涉及的长期强度、设计应力、压力等级等均与管径无关。小管径时，决定管材许用应力的是长期强度；大管径时，则是Pc。大口径管以PE的发展前景更好。第一阶段第二阶段第三阶段等级PE32-PE63PE80PE100[MRS]MPa6.3~8

6、.08.010设计应力σsMPa5.0~6.36.38.0脆性破坏时间80℃/4.0Mpah300~3000>10000>10000缺口试验80℃/4.6Mpah10~200>1000>3000快速裂纹扩展S4/0℃临界压力Pcbar<3>3>10第三章管材在一定静液压下的破坏管材在一定静液压下的破坏过程——三个阶段：1.韧性破坏往往发生在较高的应力水平和持续较短的时间。韧性破坏发生在材料的无定型区，分孒链从缠绕状态发生取向而导致链段之间滑脱，引起破坏。2.脆性破坏慢性裂纹增长，管材上出现一道长

7、而细的裂纹。脆性破坏发生在材料的结晶区，片晶间的带分子链解缠和松弛，造成破坏。银纹的形成有利于抵消裂纹的增长。3.化学氧化破坏其特点是破坏时间非常迅速。在强度预测曲线上为一段很陡的线段。第四章50年使用寿命的保证在20世纪60年代和70年代，塑料压力管的使用寿命大体上是按10~20年来考虑的，其依据是要求塑料压力管与钢管的腐蚀寿命相当。这是在压力管领域实现“以塑代钢”的基本要求。20世纪80年代和90年代，对塑料压力管的长期寿命要求为50年。其依据是与建筑物和其他市政建设设施的使用寿命匹配。这已

8、经远远超越了塑料压力管处于从属地位的“以塑代钢”概念，显示出比普通金属管道的优越性。基于50年使用寿命，对塑料管材设计提出了一个重要的要求，这就是要依据作为压力管的塑料材料的在20℃、50年、破坏率2.5%三个条件下的环应力的上限来设计应力。而这20℃、50年、破碎率2.5%三个条件下的环应力向下按优先数系列园整，得到的就是最小要求强度MRS（minimumrequiredstrength）。50年是对于塑料管道(特别强调的是纯塑料管道)使用寿命的一种预期。它是建立在数理统计的基础上，并非实际情