柔韌性

聚乙烯具有獨(dú)特的柔韌性和優(yōu)良的耐刮痕的能力

聚乙烯管道系統(tǒng)的撓性有著巨大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。聚乙烯的撓性是一個(gè)重要的性質(zhì)，它極大的提高了該材料對(duì)于管線(xiàn)工程的價(jià)值。良好的撓性使聚乙烯管可以盤(pán)卷，以較長(zhǎng)的長(zhǎng)度進(jìn)行供應(yīng)，避免了大量的接頭和管件。同時(shí)，撓性和重量輕及具有優(yōu)良的耐刮痕能力，使之可采用多種可減輕對(duì)環(huán)境和社會(huì)生活的影響且費(fèi)用經(jīng)濟(jì)的安裝方法，如免開(kāi)挖施工技術(shù)。免開(kāi)挖施工技術(shù)是指利用各種巖土鉆掘的技術(shù)手段，在地表不開(kāi)溝(槽)的條件下鋪設(shè)、更換或修復(fù)各種地下管線(xiàn)的施工技術(shù)。多種免開(kāi)挖施工技術(shù)非常適宜采用聚乙烯管材，如鋪設(shè)新管線(xiàn)的水平定向鉆進(jìn)和導(dǎo)向鉆進(jìn)法，原位更換舊管線(xiàn)的脹管法及修復(fù)舊管線(xiàn)的穿插更新內(nèi)襯法及各種改進(jìn)的內(nèi)襯法(折疊變形法、熱拔法和冷軋法)。

PE獨(dú)特的柔韌性還使其能夠有效的抵抗地下運(yùn)動(dòng)和端載荷。從表面上看，強(qiáng)度和剛性方面，塑料埋地管不及水泥管及金屬管道，但從實(shí)際應(yīng)用看，塑料埋地管是屬于"柔性管"，在正確設(shè)計(jì)和鋪設(shè)施工下塑料埋地管是和周?chē)寥拦餐惺茇?fù)載的。所以塑料埋地管不需要達(dá)到"鋼性管"一樣的強(qiáng)度和剛性就可以滿(mǎn)足埋地使用中的力學(xué)性能的要求。同時(shí)，聚乙烯的壓力松弛特性可有效地通過(guò)形變而消耗應(yīng)力，其實(shí)際軸向應(yīng)力水平遠(yuǎn)比理論計(jì)算值低，而且其斷裂伸長(zhǎng)率一般都大于500%，彎曲半徑可以小到管直徑的20~25倍，是一種高韌性材料，對(duì)地基不均勻沉降的適應(yīng)能力非常強(qiáng)，這些特點(diǎn)使其成為抵御地震、地基沉降以及溫差伸縮的最為**的管道。例如在1995年日本神戶(hù)大地震中，PE給水管及燃?xì)夤芫褪?*幸免的管道系統(tǒng)。

耐低溫

聚乙烯具有非常突出的耐低溫性能

PE管的低溫脆化點(diǎn)為-70℃，優(yōu)于其他管道。在冬季野外施工時(shí)聚氯乙烯(PVC-U)管容易脆裂，我國(guó)北京地區(qū)鋪設(shè)聚氯乙烯(PVC-U)埋地給水管試點(diǎn)工程中總結(jié)的一條經(jīng)驗(yàn)是溫度在零度以下就不適宜進(jìn)行聚氯乙烯(PVC-U)管的鋪設(shè)施工了。還有一個(gè)明顯的佐證，為改進(jìn)PP的韌性和低溫耐沖擊性能，可將乙烯與丙烯單體共聚制成無(wú)規(guī)共聚聚丙烯(PP-R)，其一般采用iPP的工藝路線(xiàn)和方法，使丙烯和乙烯的混合氣體進(jìn)行共聚合，得到主鏈中無(wú)規(guī)則地分布著丙烯和乙烯段的共聚物(即PP-R管材料)，PP-R管材料中的乙烯含量大多在3%左右。但改善后的PP-R耐低溫性能仍不盡人意，其脆化點(diǎn)約為-15℃，遠(yuǎn)高于聚乙烯管的脆化點(diǎn)溫度-70℃。

斷裂韌性

聚乙烯具有良好的快速裂紋增長(zhǎng)斷裂韌性

發(fā)生快速裂紋增長(zhǎng)破壞時(shí)，裂紋可以100~45m/s速度快速擴(kuò)展幾百米至十幾公里，造成長(zhǎng)距離管路損壞，發(fā)生大規(guī)模泄漏事故，以及后續(xù)的燃燒爆炸(輸天然氣)或洪水(輸水)事故。這種事故發(fā)生概率不大，一旦發(fā)生，危害極大。對(duì)塑料壓力管的持續(xù)發(fā)展來(lái)講，防止發(fā)生快速裂紋增長(zhǎng)破壞要求的重要

性已經(jīng)超過(guò)了對(duì)長(zhǎng)期壽命強(qiáng)度性能的要求。其原因?yàn)?在同一SDR(管材直徑與其厚度之比)時(shí)，計(jì)算的長(zhǎng)期壽命-長(zhǎng)期強(qiáng)度與增大管徑無(wú)關(guān)(實(shí)際上大口徑管可能比小口徑管安全)，但快速裂紋增長(zhǎng)危險(xiǎn)隨管徑增大而增加。在現(xiàn)有大品種塑實(shí)驗(yàn)方法料管中，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯管等，達(dá)到一定管徑時(shí)，由防止快速裂紋增長(zhǎng)破壞所決定的許用壓力，總是比由長(zhǎng)期強(qiáng)度問(wèn)題所決定的許用壓力低。也就是說(shuō)，按防止快速裂紋增長(zhǎng)破壞的要求決定了許用壓力后，長(zhǎng)期壽命(如20℃，50年)要求可自行得到滿(mǎn)足;快速裂紋增長(zhǎng)斷裂韌性差的材料將遭到淘汰，不管它的長(zhǎng)期強(qiáng)度性能好或壞。如聚氯乙烯(PVC-U)燃?xì)夤芤呀?jīng)基本上全部被聚乙烯(PE)燃?xì)夤芩〈W洲聚氯乙烯(PVC-U)給水管被聚乙烯(PE)管取代的趨勢(shì)已經(jīng)明朗。