论文部分内容阅读
摘要：坦洲水司在2002年开始使用PE管，其间也曾因为对管道的不了解造成管道爆管、管道报废翻工等失败的工程个案。2008年开始，坦洲水司在中法水务的技术支持下，不断总结经验教训，得到了一套可以实施的管理办法对PE管生命周期进行控制，使PE管的使用寿命得以保障和延长。
关键词：生命周期、原材料、设计、施工、运行管理、DMA、PMA
中图分类号：S611文献标识码： A
PE管道的期望使用寿命是：在20°C的水温状态下管道的使用寿命为50年。但如果在使用过程中不适当，会降低管道的使用寿命，如管材质量差、设计选型不当、安装施工质量没有严格控制等因素都会导致管道寿命降低，所以从管道采购开始到管道运行，在PE管的整个生命周期都要严格控制，这样才能将PE管道性能可靠、材料性价比高、易于安装等优势应用于大多数管网工程中。
一、PE管的选择
要保证PE达到它预期的使用寿命，需把好管道原料第一关。市场上PE管的质量参差不齐，有的管材使用回用料，有的是基础树脂加色母，有的是采用优质的混配料。是否不同原料生产出来的PE管都是一样的呢。
为了保证能使用符合规范要求、高品质的PE管，2008年，中法水务总部邀请英国PE管道专家到坦洲水司技术支持，从坦洲水司正在使用的四种不同品牌的PE管通过随机抽样，将PE管送到英国Bodycote检测中心进行检测，检测项目主要有：20℃静压试验、缺口压力试验、快速冲击试验、热稳定性测试、热熔对接焊试验。通过考察及抽检，专家建议坦洲水司必须采购原材料为具有优异的耐慢速裂纹增长性能的PE100优质混配料PE管。
因为对PE管认识不够，坦洲水司在PE管的使用上也吃亏不少。2007年，坦洲水司有一个管道长度约1500米的工程，施工规范，水压试验也通过了，被评定为合格的工程。2013年开始，该管道频繁出现爆管，最严重的时候，一个星期有7次爆管，而且爆管的位置不是在焊口，而是在管身，裂缝是纵向的，后将管道送检，检验结果显示，该管道断裂伸长率和氧化诱导时间两个指标不合格。最后，坦洲水司将该管段全部更换。频繁爆管停水维修，对用户造成严重影响，对公司的信誉造成影响。管道更换造成的直接经济损失约30万元。所以，并不是所有的PE管都是一样的。据苏伊士环境的一项研究数据显示，最好的PE与最差的PE之间的差距为70%。
二、PE管道的验收和储存
明确了管道原材料要求后，需制定一套采购流程，主要包括以下几方面的因素：明确技术与商业标准；对管道制造商的审核；对供应商进行审核并批准；可追溯性。
为了保证管道的质量，需要建立完善的验收制度，保证每一根管都是按要求采购回来的合格的管道。验收的项目有：
1、每一批次都必须有合格证和检验报告；
2、现场量度管道的尺寸：管道的长度、壁厚、内径、外径、不圆度要符合GB/T13663-2000要求。
检查项目 指标 操作
永久变形 不圆度 管材末端1.0d~1.5d处，测量最大外径和最小外径，差值为不圆度。
外径、壁厚 外径、壁厚 在管材末端1.0d~1.5d用测量平均外径，每截面测四处外径数据和4~8个壁厚数据（壁厚要准确到0.05mm，直径要准确到0.1mm）。
管長 长度 测量管道长度是否与采购约定的指标一致。
3、外观-清洁光滑；无沟槽、划伤、凹陷、杂质或颜色不均等。如果出现有划痕或沟槽、凹陷超过管道壁厚的10%的，会影响管道的使用寿命，应评定为不合格，不予入仓。
4、每批次或不定期对管道进行抽检，抽检的方式有：送交第三方检测单位进行性能检测；抽样送交PE原材料供应商进行原料检验。
PE管道的存储应注意以下几个方面：
1、由于PE对紫外线敏感，因此PE管的储存必须避免阳光直射并且储存期不超过两年，如果超过两年，应检验合格后再投入使用。所以要制定合理的采购计划，避免储存期过长，同时采用“先进先出”的管理制度。
2、PE管的堆放高度不宜太高，以免底部的管道受压变形，堆放高度为：直管≤2m；盘管≤1m。
3、电熔管件的小包装在管件未安装前不要拆开，避免灰尘粘附，影响安装焊接的质量。
三、PE管设计
PE管的设计主要有几方面：
1、管道的壁厚与管道的使用寿命也有一定的影响，一般建议采用压力等级为1.6MPa的管道比较理想。坦洲水司从经济角度综合比较，在确定管道压力等级时根据实际运行的压力要求，选择合适压力等级的管道，PE管的压力受到水温的影响，其折减系数为
温度 20 30 40
压力折减系数 1.0 0．87 0.74
2、选择合理的管道连接方式：
采用同种牌号,同压力等级的管材、注塑管件以及管道附件；避免用焊制管件。
考虑融合兼容性要求，不同材料和壁厚的管道可以通过电熔连接，不同壁厚一定不能采用热熔对接。
≤Dn90的PE管宜采用电熔连接，dn≤63mm或e≤6mm的管道元件不允许使用热熔对接的焊接方法。
3、管道铺设以及对回填料的要求：
PE管道的膨胀系数大约是金属管道的10倍，所以在设计时应考虑预留管道热胀冷缩的空间，宜采用蛇形铺设的方式。
为避免回填料局部石块荷载引起慢速裂纹增长导致泄露，应选用砂砾直径小于等于20mm的回填料：常用材料为砂子或石屑。
四、PE管安装
PE管道安装上的控制措施主要有：
1、对安装人员要求了解PE管道的一般物理力学性能，掌握施工程序和链接技术，并经考核合格后上岗。
2、在大风环境下进行连接操作时，应采取保护措施，搭建临时操作室或调整连接工艺，而下雨天则不进行施工。
3、为避免施工时管道在地上拖动时对管道划伤，要求施工用滑轮支架承托管道；
4、PE100级材质焊接的设定温度为：225±10℃；温度设定应根据实际情况随时进行调节，一般来说，坦洲的焊机发热板温度控制在220±5℃。
5、对热熔对接焊口的要求：
①、对接头进行100%的翻边对称性、接头对正性检验。翻边对称性检验：接头应具有沿管材整个圆周平滑对称的翻边，翻边最低处的深度不应低于管材表面。接头对正性检验：焊缝两侧紧邻翻边的外围圆周的任何一处错边量不应超过管材壁厚的10%。
②、不少于10%翻边切除检查：翻边应实心圆滑、根部较宽；翻边下侧不应有杂质、小孔、扭曲和损坏；每隔50mm进行1800的背弯试验，不应有开裂、裂缝，接缝处不得露出溶合线。
6、电熔管件焊接要求：
①管件应当完整无损，无变形及变色
②从观察孔应该可以看到有少量的PE顶出，但是顶出物不得呈流淌状；焊接的内外缝隙都不得有熔融物溢出；
③管件承插口与焊接的管道保持同轴；
④检查整个圆周的刮削痕迹和标记，是否有松动的痕迹。
五、PE管运行维护
坦洲水司2002年开始使用PE管，2007-2010年在村村通自来水工程中，大批量使用，截止至2013年12月止，坦洲的PE管长度达190公里，管径主要为DN63-DN200，安装的地点主要是偏远的农村地区。
PE管的管道探测和测漏没有直接、有效的设备可以使用，所以怎样对PE管进行检漏，以及怎样令PE管在一个较理想的运行条件下运行，从而延长其使用的寿命成为我们需要考虑的问题。
2009年开始，坦洲水司对PE管网进行了DMA分区，分区后，每月对分区的总表和分表读数进行对比，如果产销差值在10%以内的，则认为是合理的，无需派员到现场进行侧漏稽查，如果产销差值在10%以上的，则需要派员进行侧漏和稽查，找出漏点，进行维修，将漏损降到最低。通过DMA分区管理，能有效地掌握分区的漏损情况，减少测漏人员工作的投入。
2010年，坦洲水司在DMA分区的基础上进行了PMA分区管理，至2013年12月止，共设置了4个PMA分区。根据用户的实际用水情况设定供水压力，降低富余的压力，将分区内的供水压力由原来的4.0MPa降低至3.0MPa，从而保护了PE管，延长了PE管的使用寿命。
六、结论
影响PE管道使用寿命的几个因素有：原料质量、安装条件、高水温、消毒剂类型及浓度、高供水压力，我们无法控制的是供水的水温，其他的影响因素我们是可以通过制定相关的管理程序去控制的，只有在生命周期中的每个环节都得到控制和优化，PE管才能更好地广泛应用于大多数管网工程中。
关键词：生命周期、原材料、设计、施工、运行管理、DMA、PMA
中图分类号：S611文献标识码： A
PE管道的期望使用寿命是：在20°C的水温状态下管道的使用寿命为50年。但如果在使用过程中不适当，会降低管道的使用寿命，如管材质量差、设计选型不当、安装施工质量没有严格控制等因素都会导致管道寿命降低，所以从管道采购开始到管道运行，在PE管的整个生命周期都要严格控制，这样才能将PE管道性能可靠、材料性价比高、易于安装等优势应用于大多数管网工程中。
一、PE管的选择
要保证PE达到它预期的使用寿命，需把好管道原料第一关。市场上PE管的质量参差不齐，有的管材使用回用料，有的是基础树脂加色母，有的是采用优质的混配料。是否不同原料生产出来的PE管都是一样的呢。
为了保证能使用符合规范要求、高品质的PE管，2008年，中法水务总部邀请英国PE管道专家到坦洲水司技术支持，从坦洲水司正在使用的四种不同品牌的PE管通过随机抽样，将PE管送到英国Bodycote检测中心进行检测，检测项目主要有：20℃静压试验、缺口压力试验、快速冲击试验、热稳定性测试、热熔对接焊试验。通过考察及抽检，专家建议坦洲水司必须采购原材料为具有优异的耐慢速裂纹增长性能的PE100优质混配料PE管。
因为对PE管认识不够，坦洲水司在PE管的使用上也吃亏不少。2007年，坦洲水司有一个管道长度约1500米的工程，施工规范，水压试验也通过了，被评定为合格的工程。2013年开始，该管道频繁出现爆管，最严重的时候，一个星期有7次爆管，而且爆管的位置不是在焊口，而是在管身，裂缝是纵向的，后将管道送检，检验结果显示，该管道断裂伸长率和氧化诱导时间两个指标不合格。最后，坦洲水司将该管段全部更换。频繁爆管停水维修，对用户造成严重影响，对公司的信誉造成影响。管道更换造成的直接经济损失约30万元。所以，并不是所有的PE管都是一样的。据苏伊士环境的一项研究数据显示，最好的PE与最差的PE之间的差距为70%。
二、PE管道的验收和储存
明确了管道原材料要求后，需制定一套采购流程，主要包括以下几方面的因素：明确技术与商业标准；对管道制造商的审核；对供应商进行审核并批准；可追溯性。
为了保证管道的质量，需要建立完善的验收制度，保证每一根管都是按要求采购回来的合格的管道。验收的项目有：
1、每一批次都必须有合格证和检验报告；
2、现场量度管道的尺寸：管道的长度、壁厚、内径、外径、不圆度要符合GB/T13663-2000要求。
检查项目 指标 操作
永久变形 不圆度 管材末端1.0d~1.5d处，测量最大外径和最小外径，差值为不圆度。
外径、壁厚 外径、壁厚 在管材末端1.0d~1.5d用测量平均外径，每截面测四处外径数据和4~8个壁厚数据（壁厚要准确到0.05mm，直径要准确到0.1mm）。
管長 长度 测量管道长度是否与采购约定的指标一致。
3、外观-清洁光滑；无沟槽、划伤、凹陷、杂质或颜色不均等。如果出现有划痕或沟槽、凹陷超过管道壁厚的10%的，会影响管道的使用寿命，应评定为不合格，不予入仓。
4、每批次或不定期对管道进行抽检，抽检的方式有：送交第三方检测单位进行性能检测；抽样送交PE原材料供应商进行原料检验。
PE管道的存储应注意以下几个方面：
1、由于PE对紫外线敏感，因此PE管的储存必须避免阳光直射并且储存期不超过两年，如果超过两年，应检验合格后再投入使用。所以要制定合理的采购计划，避免储存期过长，同时采用“先进先出”的管理制度。
2、PE管的堆放高度不宜太高，以免底部的管道受压变形，堆放高度为：直管≤2m；盘管≤1m。
3、电熔管件的小包装在管件未安装前不要拆开，避免灰尘粘附，影响安装焊接的质量。
三、PE管设计
PE管的设计主要有几方面：
1、管道的壁厚与管道的使用寿命也有一定的影响，一般建议采用压力等级为1.6MPa的管道比较理想。坦洲水司从经济角度综合比较，在确定管道压力等级时根据实际运行的压力要求，选择合适压力等级的管道，PE管的压力受到水温的影响，其折减系数为
温度 20 30 40
压力折减系数 1.0 0．87 0.74
2、选择合理的管道连接方式：
采用同种牌号,同压力等级的管材、注塑管件以及管道附件；避免用焊制管件。
考虑融合兼容性要求，不同材料和壁厚的管道可以通过电熔连接，不同壁厚一定不能采用热熔对接。
≤Dn90的PE管宜采用电熔连接，dn≤63mm或e≤6mm的管道元件不允许使用热熔对接的焊接方法。
3、管道铺设以及对回填料的要求：
PE管道的膨胀系数大约是金属管道的10倍，所以在设计时应考虑预留管道热胀冷缩的空间，宜采用蛇形铺设的方式。
为避免回填料局部石块荷载引起慢速裂纹增长导致泄露，应选用砂砾直径小于等于20mm的回填料：常用材料为砂子或石屑。
四、PE管安装
PE管道安装上的控制措施主要有：
1、对安装人员要求了解PE管道的一般物理力学性能，掌握施工程序和链接技术，并经考核合格后上岗。
2、在大风环境下进行连接操作时，应采取保护措施，搭建临时操作室或调整连接工艺，而下雨天则不进行施工。
3、为避免施工时管道在地上拖动时对管道划伤，要求施工用滑轮支架承托管道；
4、PE100级材质焊接的设定温度为：225±10℃；温度设定应根据实际情况随时进行调节，一般来说，坦洲的焊机发热板温度控制在220±5℃。
5、对热熔对接焊口的要求：
①、对接头进行100%的翻边对称性、接头对正性检验。翻边对称性检验：接头应具有沿管材整个圆周平滑对称的翻边，翻边最低处的深度不应低于管材表面。接头对正性检验：焊缝两侧紧邻翻边的外围圆周的任何一处错边量不应超过管材壁厚的10%。
②、不少于10%翻边切除检查：翻边应实心圆滑、根部较宽；翻边下侧不应有杂质、小孔、扭曲和损坏；每隔50mm进行1800的背弯试验，不应有开裂、裂缝，接缝处不得露出溶合线。
6、电熔管件焊接要求：
①管件应当完整无损，无变形及变色
②从观察孔应该可以看到有少量的PE顶出，但是顶出物不得呈流淌状；焊接的内外缝隙都不得有熔融物溢出；
③管件承插口与焊接的管道保持同轴；
④检查整个圆周的刮削痕迹和标记，是否有松动的痕迹。
五、PE管运行维护
坦洲水司2002年开始使用PE管，2007-2010年在村村通自来水工程中，大批量使用，截止至2013年12月止，坦洲的PE管长度达190公里，管径主要为DN63-DN200，安装的地点主要是偏远的农村地区。
PE管的管道探测和测漏没有直接、有效的设备可以使用，所以怎样对PE管进行检漏，以及怎样令PE管在一个较理想的运行条件下运行，从而延长其使用的寿命成为我们需要考虑的问题。
2009年开始，坦洲水司对PE管网进行了DMA分区，分区后，每月对分区的总表和分表读数进行对比，如果产销差值在10%以内的，则认为是合理的，无需派员到现场进行侧漏稽查，如果产销差值在10%以上的，则需要派员进行侧漏和稽查，找出漏点，进行维修，将漏损降到最低。通过DMA分区管理，能有效地掌握分区的漏损情况，减少测漏人员工作的投入。
2010年，坦洲水司在DMA分区的基础上进行了PMA分区管理，至2013年12月止，共设置了4个PMA分区。根据用户的实际用水情况设定供水压力，降低富余的压力，将分区内的供水压力由原来的4.0MPa降低至3.0MPa，从而保护了PE管，延长了PE管的使用寿命。
六、结论
影响PE管道使用寿命的几个因素有：原料质量、安装条件、高水温、消毒剂类型及浓度、高供水压力，我们无法控制的是供水的水温，其他的影响因素我们是可以通过制定相关的管理程序去控制的，只有在生命周期中的每个环节都得到控制和优化，PE管才能更好地广泛应用于大多数管网工程中。