工业领域用聚乙烯（PE100）管材的要求

　　设计要求

　　对于聚乙烯管材应用于工业领域，在设计计算中可根据管道材料、设计温度、设计使用年限从表中查出聚乙烯对应的最小要求静液压强度预测值的置信下限σLPL值。若需更精确的值可根据公式计算得出。设计应力等于最小要求静液压强度预测值的置信下限σLPL除以总体使用(设计)系数C。也称为安全系数法。

　　管道应用的设计系数CA是一个大于1的值，应该在充分考虑到流体工况、安装环境及流体的化学性能等因素后，由设计人员根据管道各种工况综合考虑后确定，确保管道设计有可靠的安全性。根据经验和实际使用情况一般在1.3-4之间选取。用于低压、常温、低浓度的酸、碱、盐可在1.3-1.5之间选取。对于非常温或腐蚀性较强的介质应选取较高的应用系数以保证必要的安全裕度。若工况较为复杂或有一定危险性时，应慎重，不能只用简单的安全系数法来进行管道设计，为安全起见，应通过试验方法(ISO 4433)来取得所用管道材料的基础应力σB 。

　　性能要求

　　PE80和PE100材料具有高质量优异性能、优良的耐慢速裂纹增长和耐快速裂纹扩展性能，多年来在燃气和给水上的应用优势，也由于其具有的耐化学性、耐腐蚀性，也具有在工业领域应用的材料基础优势。对于输送工业介质用塑料管道，使用的混配料也应具有混配料的级别证明，材料应按照ISO 9080进行分级评定，按照ISO 1167进行压力试验。不同级别聚乙烯管道材料的最小要求静液压强度曲线及相关要求也不同，可参阅ISO 15494。

　　耐化学/腐蚀性

　　在工业应用领域，管道输送的流体介质名目繁多、成分复杂。对于腐蚀性介质，当没有成熟的使用经验时，一定要通过试验确定材料对流体介质的耐化学腐蚀系数fCR ，再用试验外推方法得到该腐蚀介质在设计条件下管道材料的基础应力σB 。ISO 8584中介绍了试验方法及确定工业承压用热塑性塑料管材的耐化学系数和基础。

　　a.σLPL是管道材料与设计温度和设计使用年限有关的强度值，但未考虑流体介质腐蚀对管道材料强度的影响。通常该值是以水为试验介质取得的;

　　b.σB是已经考虑了管道材料输送介质的性质，并与设计温度和使用年限有关的强度值。

　　以上所述σLPL和σB均为管道材料在某使用条件下要求的最小强度值，是在实验室条件下得出的结果，因塑料管材与金属管材对温度的敏感性有较大差异，因此往往与实际应用环境有所差别。设计人员应注意到这一点。所以应用时需适当考虑环境影响的安全裕度。

　　聚乙烯是无极性的饱和脂肪烃长链聚合物，这就决定了它对水和各种化学试剂的惰性。常温下除极少数溶剂外，几乎不溶于一般的有机试剂，但脂肪烃、芳香烃、卤代烃与PE长时间作用时，能使其溶胀。当温度超过60℃时，有可能被苯、甲苯、醋酸戊酯、松节油、石油醚、矿物油和石蜡逐渐溶解。PE可溶于四氢化萘和十氢化萘之中。其溶解度与结晶度、相对分子质量有关，随着结晶度与相对分子量的增加而降低。常温下PE能耐稀硫酸、硝酸及浓度较大的盐酸、磷酸、氢氟酸、甲酸、乙酸、氨和胺及各种碱、盐溶液，但不耐强氧化性酸，如浓硫酸、硝酸、铬酸和硫酸的混合溶液等。当温度高时，约90-100℃的硫酸、硝酸能迅速破坏聚乙烯结构。因此在考虑压力管的化学抵抗性时，应着重考虑连接的类型、温度和导致管子最终破坏的机械载荷因素。在敷设管道时，要避开有此类物质的场所。

　　关于聚乙烯(PE)管道对于化学介质的耐浸蚀性参见ISO/TR10358：1993标准，该标准确立了在一系列温度范围内对于特定流体的耐化学浸蚀性分级。可按照标准表中给出的不同材料在不同温度、不同浓度下的耐化学浸蚀性分级数据来确定其是否可以应用。必要情况下按照ISO 4433系列标准或其他相关国际标准的耐化学性试验方法进行评价。

　　温度要求

　　各种管道材料的使用温度范围与原材料品质和使用寿命有关系。通常情况下，PE100推荐的使用温度范围为-2～60℃。使用温度范围一般只在低压下适用于水和其它类似液体，在较高压力下，温度上限有所降低，取决于流体性质和预期使用寿命的组合。