分类编
中国的市政管材市场,其中排污管和燃气管是其两个最大的应用市场。PE化学中文名为,聚乙烯,PE材料由于其强度高、耐高温、抗腐蚀、无毒、耐磨等特点,被广泛应用于给排水制造领域。因为它不会生锈,所以,是替代普通铁给水管的理想管材。
因此国家标准局在GB/T13663-2000新标准中作了大量的修订,规定了给水管的不同级别PE80和PE100对应不同的压力强度,并且去掉旧标准中的拉伸强度性能,而增加了断裂伸长率(大于350%),即强调基本韧性。
PE矿用管
在所有的工程塑料中HDPE的耐磨性居塑料之冠,最引人注目。分子量越高材料就越耐磨,甚至超过许多金属材料(如碳钢、不锈钢、青铜等)。在强腐蚀和高磨损条件下使用寿命是钢管的4-6倍,是普通聚乙烯的9倍;而且提高输送效率20%。 阻燃、抗静电性能良好,均达到标准要求。井下使用寿命超过20年,经济效益显著,抗冲击,耐磨,双抗效果显著。
给水管
给水用PE管材是传统的钢铁管材、聚氯乙烯饮用水管的换代产品。
给水管必须承受一定的压力,通常要选用分子量大、机械性能较好的PE树脂,如HDPE树脂。LDPE树脂的拉伸强度低,耐压差,刚性差,成型加工时尺寸稳定性差,并且连接困难,不适宜作为给水压力管的材料。但由于其卫生指标较高,PE特别是HDPE树脂已成为生产饮用水管的常用材料。HDPE 树脂的熔融粘度小,流动性好,易加工,因而对其熔体指数的选择范围也较宽,通常MI在0.3-3g/10min之间。
壁厚mm
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管道吸热时间s
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切换允许最大时间s
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增压冷却时间
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冷却时间min
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<4.5
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45
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5
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5
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6
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4.5~7
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45~70
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5~6
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5~6
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6~10
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7~12
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70~120
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6~8
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6~8
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10~16
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12~19
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120~190
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8~10
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8~11
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16~24
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19~26
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190~260
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10~12
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11~14
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24~32
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26~37
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260~370
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12~16
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14~19
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32~45
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37~50
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370~500
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16~20
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19~25
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45~60
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50~70
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500~700
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20~25
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25~35
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60~80
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根据管道材质在每个时间范围内取个值中加在一起就是每个口需要的焊接时间.焊接好的管口冷却时间一般为10-12倍管壁厚。
管件分类
根据管件的生产方式分:注射管件、焊接管件。
根据施工方法与用途分类:电热熔管件、热熔对接管件、承插管件、钢塑转换接头。
根据工程习惯分:套筒、弯头、三通、鞍型三通、变径、端堵、法兰、钢塑转换。
根据PE管从压力等级来分主要分为0.6MPa,0.8MPa,1.0MPa,1.25MPa,1.6MPa,MPa是压力单位,比如0.6MPa也就是压力6公斤的意思。
根据PE管的口径来分大体可以分为:20,25,32,40,50,63,75,90,110,125,160,180,200,225,250,280,315,355,400,450,500,560,630,710,800,900,1000,1200,单位都是mm也就是毫米,PE管口径都是指外径,对应压力等级的不同,管材的壁厚也就各不相同。[1]
PE规格
SDR11系列燃气管材
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d20
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3
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SDR17.6系列燃气管材
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d20
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2.3
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(承压1.0MPa)
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d25
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3
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(承压0.6MPa)
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d25
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2.3
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d32
|
3
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d32
|
2.3
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d40
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3.7
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d40
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2.4
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d50
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4.6
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d50
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3
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d63
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5.8
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d63
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3.8
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d 75
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6.8
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d 75
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4.26
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d 90
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8.2
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d 90
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5.4
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d110
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10
|
d110
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6.6
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d160
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14.6
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d160
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9.5
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d200
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18.2
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d200
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11.9
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d250
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22.7
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d250
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14.8
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d315
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28.6
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d315
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18.7
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d400
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36.4
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d400
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23.7
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d450
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40.9
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d450
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25.6
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d500
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45.4
|
d500
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28.4
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d560
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50.9
|
d560
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31.9
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d630
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57.3
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d630
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35.8
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产品特点
■ 良好的卫生性能:PE管加工时不添加重金属盐稳定剂,材质无毒性,无结垢层,不滋生细菌,很好地解决了城市饮用水的二次污染。
■ 卓越的耐腐蚀性能:除少数强氧化剂外,可耐多种化学介质的侵蚀;无电化学腐蚀。
■ 长久的使用寿命:在额定温度、压力状况下,PE管道可安全使用50年以上。
■ 较好的耐冲击性:PE管韧性好,耐冲击强度高,重物直接压过管道,不会导致管道破裂。
■ 可靠的连接性能:PE管热熔或电熔接口的强度高于管材本体,接缝不会由于土壤移动或活载荷的作用断开。
■ 良好的施工性能:管道质轻,焊接工艺简单,施工方便,工程综合造价低。
管道的连接:
■ 电热熔接性:采用专用电热熔焊机将直管与直管、直管与管件连接起来。一般多用于160mm以下管
■ 热熔对接连接:采用专用的对接焊机管道连接起来,一般多用于160mm以上管。
■ 钢塑连接:可采用法兰、螺纹丝扣等方法连接。
■ 为方便施工和保证施工质量、还应准备相应的工具。
如:旋转切刀一切割管材;旋转刮刀--刮除管子表面的氧化皮;爬壁刮刀--刮除大口径管子表面的化皮;断气工具--实现断气现场操作。
连接步骤
1.夹紧且清洁端口
2.调整且磨平端口
3.端口对直
4.施压熔接
5.卸压冷却
应用领域:
■ 城市自来水管网系统。
■ 城乡饮用水管道。
■ 城市排污管道。
■ 化工、化纤、食品、林业、印染、制药、轻工、造纸、冶金等工业的料液输送管道。
■ 农用灌溉管道。
■ 邮电通讯线路、电力电线保护套管。
■ 矿山砂浆输送管道。
■ 邮电通讯线路、电力电线保护套管。
主要特性
HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态HDPE的外表呈乳白色,在微薄截面呈一定程度的半透明状。PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。某些种类的化学品会产生化学腐蚀,例如腐蚀性氧化剂(浓硝酸),芳香烃(二甲苯)和卤化烃(四氯化碳)。该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性,可用于包装用途。HDPE具有很好的电性能,特别是绝缘介电强度高,使其很适用于电线电缆。中到高分子量等级具有极好的抗冲击性,在常温甚至在-40F低温度下均如此。各种等级HDPE的独有特性是四种基本变量的适当结合:密度、分子量、分子量分布和添加剂。不同的催化剂被用于生产定制特殊性能聚合物。这些变量相结合生产出不同用途的HDPE品级;在性能上达到最佳的平衡。
【密度】
这是决定HDPE特性的主要变量,虽然被提到的4种变量确实起到相互影响作用。乙烯是聚乙烯主要原料,少数的其它共聚单体,如1一丁烯、l一己烯或1一辛烯,也经常用于改进聚合物性能,对HDPE,以上少数单体的含量一般不超过1%-2%。共聚单体的加入轻微地减小了聚合物的结晶度。这种改变一般由密度来衡量,密度与结晶率呈线性关系。美国一般分类按ASTM D1248规定, HDPE的密度在 0.940g/
以上;中密度聚乙烯(MDPE)密度范围0.926~0.940g/
。其它分类法有时把MDPE归类于HDPE或LLDPE。均聚物具有最高密度、最大的刚度,良好的防渗透性和最高的熔点,但一般具有很差抗环境应力开裂(ESCR)。ESCR是PE抗由机械或化学应力所引起的开裂性的能力。更高的密度一般改进了机械强度性,例如拉伸强度、刚度和硬度;热性能如软化点温度和热变形温度;防渗透性,如透气性或水蒸气透过性。较低的密度改进其冲击强度和E-SCR。聚合物密度主要是受共聚单体加入的影响,但较少程度也受分子量影响。高分子量百分数使密度略有降低。例如,在一个较宽分子量范围内均聚物具有不同的密度。
生产
PE最通常的生产方法是通过淤浆或气相加工法,也有少数用溶液相加工生产。所有这些加工过程都是由乙烯单体、a-烯烃单体、催化剂体系(可能是不止一种化合物)和各种类型的烃类稀释剂参与的放热反应。氢气和一些催化剂用来控制分子量。淤浆反应器一般为搅拌釜或是一种更常用的大型环形反应器,在其中料浆可以循环搅拌。当乙烯和共聚单体(根据需要)和催化剂一接触,就会形成聚乙烯颗粒。除去稀释剂后,聚乙烯颗粒或粉粒被干燥并按剂量加入添加剂,就生产出粒料。带有双螺杆挤出机的大型反应器的现代化生产线,可每小时生产 PE40000磅以上。新的催化剂的开发为改进新等级HDPE的性能作出贡献。两种最常用的催化剂种类是菲利浦的铬氧化物为基础的催化剂和钛化合物一烷基铝催化剂。菲利浦型催化剂生产的HDPE有 中宽度分子量分布;钛一烷基铝催化剂生产的分子量分布窄。用复式反应器生产窄MDW的聚合物所用催化剂也可用 于生产宽MDW品级。举例来说,生产显著不同分子量产品的两个串联反应器可以生产出分子量聚合物,这种聚合物具有全宽域的分子量分布。P
【分子量】
较高的分子量导致较高的聚合物粘度,不过粘度也与测试所用的温度和剪切速率有关。用流变或分子量测量对材料的分子量进行表征。HDPE的品级一般具有的分子量范围是40 000~300 000,重均分子量大致与熔融指数范围相对应,即从100~ 0.029/10min。通常地,更高的MW(更低的熔融指数MI)增强了熔体强度、更好韧性和ESCR,但是更高MW使加工过程更难或且需要更高的压力或温度。分子量分布(MWD):PE的WD根据使用的催化剂和加工过程而有从窄到宽的不同。
最常用的MWD测量指数是不匀度指数(HI),它等于重均分子量(MW)除以数均分子量(Mn)。所有HDPE品级的这个指数范围是4—30。窄MWD 提供了在模塑过程中的低翘曲性和高冲击性。中到宽MWD提供了对多数挤塑过程的可加工性。宽MWD也可改进熔体强度和抗蠕变性。
【添加剂】
抗氧剂的加入可防止聚合物在加工过程中降解,并防止制成品在使用中氧化。抗静电添加剂用于许多包装品级以减少瓶子或包装物对灰尘和污物的粘附。特定的用途需要特殊的添加剂配方,例如与电线、电缆用途相关的铜抑制剂。优良的耐气候性和抗紫外线(或日光)可通过添加抗UV添加剂。没有添加抗紫外线或炭黑的 PE,建议不要持续在户外使用。高等级的炭黑颜料提供了优良的抗UV性并可经常在户外应用,如电线、电缆、槽池村层或管子。
5加工方法
PE可用很宽的不同加工法制造。以乙烯为主要原料,丙烯、1-丁烯、己烯为共聚体,在催化剂的作用下,采用淤浆聚合或气相聚合工艺,所得到的聚合物经闪蒸、分离、干燥、造粒等工序,获得颗粒均匀的成品。包括诸如片材挤塑、薄膜挤出、管材或型材挤塑,吹塑、注塑和滚塑。
▲挤塑:用于挤塑生产的品级一般具有小于1的熔体指数和中宽到宽的MWD。在加工过程中,低的MI可获得适宜的熔体强度。更宽MWD品级更适于挤塑,因为它们具有更高的生产速度,较低的模口压力而且熔体断裂趋势减少。
PE有许多挤塑用途,如电线、电缆、软管、管材和型材。管材应用范围从用于天然气小截面黄管到48in直径用于工业和城市管道的厚壁黑管。大直径中空壁管用作混凝土制成的雨水排水管和其它下水道管线的替代物增长迅速。
板材和热成型:许多大型野餐型冷藏箱的热成型衬里是由PE制成的,具有韧性、重量轻和耐用性。其它片材和热成型产品包括挡泥板、槽罐衬里、盘盆防护罩、运输箱和罐。一种大量的增长迅速的片材应用是地膜或池底村里,这是基于MDPE具有韧性、耐化学性和不渗透性。
▲吹塑:在美国销售的 HDPE1/3以上用于吹塑用途。这些范围从装漂白剂、机油、洗涤剂、牛奶和蒸馏水的瓶子到大型冰箱、汽车燃料箱和筒罐。吹塑品级的特性指标,如熔体强度、ES-CR和韧性,与用于片材和热成型应用级相似,故相似品级可以采用。
注射-吹塑通常用于制造更小的容器(小于16oz),用于包装药品、洗发液和化妆品。这种加工过程的一个优点是生产瓶子自动去边角,不需象一般吹塑加工那样的后期修整步骤。尽管有某些窄MWD品级用于改进表面光洁度,一般使用中宽到宽MWD品级。
▲注塑:HDPE有数不清的应用,范围从可重复使用的薄壁饮料杯到5-gsl罐,消费国内生产的HDPE的1/5。注塑品级一般熔体指数5~10,有具有韧性较低流动性品级和具有可加工性的较高流动性品级。用途包括日用品和食品薄壁包装物;有韧性、耐用的食品和涂料罐;高抗环境应力开裂应用,如小型发动机燃料箱和90-gal垃圾罐。
▲滚塑:采用这种加工法的材料一般被粉碎成粉末料,使其在热循环中熔融并流动。滚塑使用两类PE:通用和可交联类。通用级MDPE/HDPE通常的密度范围从 0.935到 0.945g/CC,具有窄MWD,使产品具有高冲击性和最小的翘曲,其熔体指数范围一般为3—8。更高MI品级通常不适用,因为它们不具备滚塑制品希望的冲击性和抗环境应力开裂性。
高性能滚塑应用系利用其化学可交联品级的独特性能。这些品级在模塑周期的第一段,流动性好,而后交联以形成其卓越的抗环境应力开裂性、韧性。耐磨性和耐气候性。可交联PE唯一适用于大型容器,范围从500-gal运输各种化学品储罐到20,000-gal农用储箱。
▲薄膜:PE薄膜加工一般用普通吹膜加工或平挤加工法。大多数PE用于薄膜,通用低密度PE(LDPE)或线性低密PE(LLDPE)都可用。HDPE薄膜级一般用于要求优越的拉伸性和极好的防渗性的地方。例如,HDPE膜常用于商品袋、杂货袋和食物包装。
【产品性能】
高密度聚乙烯为无毒、无味、无臭的白色颗粒,熔点约为130℃,相对密度为0.941~0.960。它具有良好的耐热性和耐寒性,化学稳定性好,还具有较高的刚性和韧性,机械强度好。介电性能,耐环境应力开裂性亦较好。
方案措施
1、给水工程施工测量
1)测量放线:首先根据建设单位移交的坐标点及高程点,设计施工现场测量简图。
2)将控制坐标点引测至施工现场,做好标记,并加以保护。
3)按照工程特点的要求引测具部控制点。
4)进行施工沟槽中线及边线的放置。
5)测量管底标高。
6)测量中室底高程。
2、施测方法
1)用经伟仪依据甲方移交的坐标点,加密道路中心桩,每150m设一控制桩,并加以保护,用水准仪将高程引测到附近建筑物上,做上明显的记号。
2)采用方向法,配以直尺确定沟槽开挖边线,用白灰撒出开挖线。
3)沟槽开挖后进行龙门桩设置,采用木板,间距不超过35m,将管道中心线及高程引测其上。
3、沟槽开挖的施工方法
1)沟槽开挖采用小型机械开挖,人工修坡,开挖边坡为1:1,开挖沟槽的土方堆放至北测,堆土距开挖边线不小于1.5m,开挖沟槽底部土层确保不被拢动,沟槽开挖应预留20cm左右保护层,用人工清理。
2)开挖沟槽时,如遇有管线、电缆时加以保护,并及时向相关单位报告,及时解决处理,以防发生事故造成损失。
3)开挖沟槽土层要坚实,如遇松散的回填土、腐植土或石块等,应进行处理,散土应挖出,重新回填,回填厚度不超过20cm进行碾压,腐植土应挖取换填砂砾料,并碾压夯实,如遇石块,应清理出现场,换填土质较好的土回填。
包装储运
贮存时应远离火源,隔热,仓库内应保持干燥、整洁,严禁混入任何杂质,严禁日晒、雨淋。运输应贮放在清洁、干燥有顶棚的车厢或船舱内,不得有铁钉等尖锐物。严禁与易燃的芳香烃、卤代烃等有机溶剂混运。
【回收利用】
HDPE是塑料回收市场增长最快的一部分。这主要因为其易再加工,有最小限度的降解特性和其在包装用途的大量应用。主要的回收利用是将 25%的回收材料,例如后消费回收物(PCR),与纯HDPE经再加工后用于制造不与食物接触的瓶子。