成效的研究工作。结果表明，在常用的塑料管材中，聚乙烯抵抗裂纹快速传递的能力名列前茅。如UPVC的动态断裂韧性KD为1.8MNm-3/2，PP-R的KD为1.6MNm-3/2，而PE80的KD则为2.9MNm-3/2，PE100的KD则高达3.8MNm-3/2。温度越低，管径和壁厚越大，工作压力越高，塑料管道快速开裂的危险性越大。因此，聚乙烯管道，特别是PE100管更适宜做大口径管。目前，国外的聚乙烯燃气管材标准（ISO4437-1997和EN1555）已将耐快速开裂扩展（RCP）列入标准之中。
7. 聚乙烯管道使用寿命长，可达50年以上，这是国外根据聚乙烯管材环向抗拉强度的长期静水压设计基础值(HDB)确定的，已被国际标准确认。

此外，聚乙烯管道重量轻也是一重要因素。

四、 聚乙烯燃气管道系统的设计

（一）、聚乙烯燃气管道强度计算

做为工程管道，应有两个重要的指标，即长期使用性能及使用的安全性。当代聚乙烯管道的生产者完全可以提供真正称之为工程塑料的管材和管件，是缘于两个极为有力的后盾。一个是原材料供应者的高度先进技术的支持；一个是科学而严谨的设计思想。在当代高分子材料科学技术进步支持下，聚乙烯管材树脂的合成技术和性能不断取得进展，管材长期使用性能日益提高，如1989年分子量分布呈双峰型的PE100级管材树脂的出现，将聚乙烯管材料推到了一个崭新的高度。同时，对聚乙烯管材料长期使用性能的评价形成了系统科学的标准评价方法，即对管材树脂最低要求的静液压强度──MRS的测量。所谓MRS是指连续施加在该聚乙烯树脂制管管壁上50年时引起管材破坏时所计算的在管壁上的环向张应力。该值是管材结构设计的基础。聚乙烯管材结构设计的ISO方程：


(SDR=de/e) 公式（1）

P 公称压力(MPa)

[δ] 设计应力(MPa)

SDR 标准尺寸比

de 管公称外径

e 管公称规定壁厚

管材设计应力的求取：

公式（2）

设计系数(C)：保证管道满负载运行时还有一定的安全度。

（二）、我国聚乙烯燃气管道工程技术规程设计系数

我国聚乙烯燃气管道工程技术规程是根据PE80级管材来考虑，对不同种类燃气的设计系数做出如下规定：

表2.不同种类燃气的设计系数



燃气种类
SDR11
SDR17.6

天然气
4
8

液化石油气（气态）
16
/

不含冷凝液的气态液化石油气
5.33
/

人工煤气
320
/

不含冷凝液的人工煤气
8
/

根据以上设计系数，在我国聚乙烯管道输送不同种类燃气的最大允许工作压力如下：

表3.不同种类燃气的最大允许工作压力



燃气种类
最大允许工作压力（Mpa）

SDR11
SDR17.6

天然气
0.4
0.2

液化石油气（气态）
0.1
/

不含冷凝液的气态液化石油气
0.3
/

人工煤气
0.005
/

不含冷凝液的人工煤气
0.2
/

我国燃气管道的施工技术规程的编制说明中也明确：我国允许使用压力时按工作温度20℃，使用寿命50年，管道环向应力为8.0 Mpa（长期静液压强度），安全系数不小于4等4个条件来确定的。在安全性能得到保证的情况下，改变以上条件中的任意一个，最大允许工作压力可以提高，也就是，经过充分论证，设计系数可以调整。

五、 聚乙烯管材、管件的生产、型号规格及种类

（一）、聚乙烯管材的生产及型号规格

聚乙烯管材的生产在挤出生产线上进行，目前国内几个主要生产厂家都选用进口生产线，基本上实现了全自动控制，能够自动上料、自动计量进料、自动切割和卷曲，产品质量更加稳定，生产效率明显提高。聚乙烯燃气管材国标目前分为SDR11和SDR17.6两个系列，管材的颜色有两种，一种为黄色管，一种是黑管加黄条。规格从20mm～250mm；目前国内已应用的最大规格到ф400mm。最新发布的ISO标准和欧洲标准已将管材的公称外径扩大到630 mm。管材的规格及尺寸偏差见下表：

表4 聚乙烯管材的规格尺寸表 单位：mm



公称外径De
壁厚e
备注

基本尺寸
允许偏差
SDR17.6
SDR11

基本尺寸
允许偏差
基本尺寸
允许偏差

20

2.3
+0.4

0
3.0
+0.4

0


25
+0.3

0
2.3
+0.4

0
3.0
+0.4

0


32
+0.3

0
2.3
+0.4

0
3.0
+0.4

0
*

40
+0.4

0
2.3
+0.4

0
3.7
+0.5

0
*

50
+0.4

0
2.9

4.6

*

63
+0.4

0
3.6
+0.5

0
5.8
+0.7

0
*

75
+0.5

0
4.3
+0.6

0
6.8
+0.8

0


90
+0.6

0
5.2
+0.7

0
8.2
+1.0

0
*

110
+0.6

0
6.3
+0.8

0
10.0
+1.1

0
*

125
+0.6

0
7.1
+0.9

0
11.4
+1.3

0


140
+0.9

0
8.0
+0.9

0
12.7
+1.4

0


160

9.1
+1.1

0
14.6
+1.6

0
*

180
+1.0

0
10.3
+1.2

0
16.4
+1.8

0


200
+1.2

0
11.4
+1.3

0
18.2
+2.0

0
*

225
+1.4

0
12.8
+1.4

0
20.5
+2.2

0


250
+1.5

0
14.2
+1.6

0
22.7
+2.4

0
*

315
+1.8

0
17.9
+1.9

0
28.7
+3.0

0
*

355
+2.0

0
20.2
+2.2

0
32.3
+3.4

0


400
+2.2

0
22.8
+2.4

0
36.4
+3.8

0



注：备注栏中带*号的为目前国内常用规格

（二）、聚乙烯管件的品种

聚乙烯管件根据施工方法、用途的不同，可分为电熔管件和热熔管件。根据生产方式的不同，可分为注塑管件和焊制管件两大类。大部分管件都可以采用注塑模具一次成型，但对于一些壁厚、体积、重量都较大的管件，可采用管材焊制加工的方法制造。采用焊制方法生产的管件一般有三通、四通和弯头，公称尺寸范围随着管材扩大；采用注塑方法生产的热熔管件有法兰、变径、弯头、等径三通、异径三通和端帽；电熔管件也是采用注塑方法生产的，其种类有电熔套筒、电熔变径、电熔弯头、电熔三通、电熔鞍型三通、电熔鞍型分支和端帽等；目前，国内常用的管件规格见下表：

表5.聚乙烯管件规格型号单位：

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