波纹管的设计计算之：聚烯烃系列管材
1．高密度聚乙烯管
高密度聚乙烯管是一种有发展前途的产品，它以优秀的化学性能、韧性、耐磨性以及低廉的价格和安装费受到管道界的重视，它是仅次于聚氯乙烯、使用量占第二位的塑料管道材料。
HDPE双壁波纹管挤出技术在20世纪70年代中期才发展成为成熟的技术，它是一种用料省、刚性高、弯曲性优良，具有波纹状外壁、光滑内壁的新颖管材。双壁管较同规格同强度的普通管可省料4O%，且具有高抗冲、高抗压的特性，发展很快。在欧美发达国家中，HDPE双壁波纹管，在相当范围内取代了传统的钢管、铸铁管、水泥管、石棉管和普通塑料管，广泛用作排水管、污水管、地下电缆管、农业排灌管。
2．螺旋缠绕熔接高密度聚乙烯管
生产方法是先挤出型材，再将型材螺旋缠绕并熔接成整体管材。这种制管技术的优点：便于根据需要生产不同直径的管材，其直径可达到3m之大；管材的壁薄（多为空芯）、刚度高，达到相同强度时，塑料原料消耗比普通实壁塑料管材减少一半；管材可在一定范围内任意弯曲，也便于运输。这种制管技术的缺点：管材的熔接缝很长，操作上稍有失误就难保证质量；无金属增强的螺旋缠绕熔接管在直径较大或承受外压负载较大时，需要缠绕的型材具有较大的截面或者增加缠绕层数，使生产成本较高。该管材连接的主要方法有两种，其一是用螺旋缠绕成型的套管加密封剂连接，其二是用在管材顶端预埋电热丝进行电热熔接。该管材可用于城镇排水管道、农田排灌管道、通风管道等，大口径的管材还可用于小型粮仓。
3．螺旋缠绕嵌接高密度聚乙烯管
在工厂生产出型材，将型材在工厂或在工地螺旋缠绕成管材，缠绕时型材相互嵌接，嵌接处加人熔融聚乙烯作粘接剂。在这种缠绕嵌接的H刃护E管材的外面可以再嵌人轧制成型的钢带以增加它的强度和刚性。这种制管技术的优点：便于根据需要生产不同直径的管材，口径可达2-6m；可以把HDIPE型材运输到工地现场缠绕嵌接成管材，可以最大限度地减少管接头。其缺点是管材缠绕粘接缝很长，操作上稍有失误就难保证质量。
4．聚乙烯燃气管
早在20世纪80年代，加拿大就成为生产和使用塑料燃气管的先进国家，应用比例占80％。生产聚乙烯燃气管已有20多年的历史，生产能力约1万吨，管径为12-160，主要用于燃气管网中的支线线路。燃气管的连接方式有热熔焊接法和电热熔接法。热熔焊接不够严密。电热熔接效率高、接头严密、安全可靠。电热熔接是将5一10n低电阻的电热丝埋人管接头的外套中，并附有接电源的器件，组装管件后用专用装置进行通电热熔接。
日本采用中密度聚乙烯生产燃气管道，用于压力0.1Pa以下的支线管路（压力0.4Pa的主干线仍用钢管）。德国使用聚乙烯燃气管道已有30多年的历史，使用量已占全部燃气管道的4O％左右。美国生产聚乙烯燃气管的技术成熟，生产能力大。
5．无规共聚聚丙烯（即一R）管
无规共聚聚丙烯管或三型聚丙烯管，是欧洲新近开发出来的新型塑料给水管。这种管材的冲击韧性高，脆化温度低，在热介质内压作用下其强度衰减慢，在70℃和1州田a压力下可以长期使用，可用于建筑物给水管道，特别适用于给热水管道。生产这种管材不需要专门的和控制比较复杂而精确的生产线，生产过程和施工过程中产生的废品可以回收再用，管材连接勿需专用的昂贵铜管件，可以熔接，不能在管材和管件上直接铰丝，但达到同样强度和寿命的管材的管壁较厚，管材的线膨胀系数较大，原料价格较贵。
6．聚丁烯一1管
聚丁烯一1是一种半结晶热塑性塑料，密度接近于中低密度聚乙烯。聚丁烯一1管质轻、质软、耐热、耐磨、无毒无害、冲击强度很高，拉伸强度与l们PE管接近。聚丁烯一1管具有独特的蠕变性能，能长期承受高负荷而不变形。聚丁烯一1管化学稳定性好，微生物不侵蚀，因此长时间输送、贮存饮水也不会引起水质低劣。聚丁烯一1管可在O℃到95℃之间安全使用。
聚丁烯一1管是目前世界上最先进的自来水、热水和暖气排水管材之一。美国戴维斯能源集团公司采用聚丁烯一1管作热水管，据称它可以在86℃、O.7MPa压力下连续使用。奥地利塑料协会安装了聚丁烯一1热水管，水温为45一50℃，有时达55℃峰值，水压为0.13MPa。采暖期从10月份到次年4月份，正常运转13年后，取出部分管样观察其性能的变化。经过与同期存放在避光地下室内未使用的管材相比较，两者的老化情况均难以察觉，清洗后的表面不见裂纹，也没有氧化层。压力试验表明，经过13年的使用，聚丁烯一1管仍能符合美国有关部门对聚丁烯一1管材的质量标准要求。这种管材的性能最优越，但是价格昂贵。
7．化学交联聚乙烯热收缩管
化学交联聚乙烯热收缩管具有“弹性记忆”效应，加热到一定温度时可径向收缩回复到原来的形状和尺寸。用于通讯电缆和管材接续的热收缩管，在其内壁涂覆一层热熔胶，在热收缩管加热收缩的同时，热熔胶熔化起到密封和增加连接强度的作用。为了改善聚乙烯大分子链伸直定向排列的扩胀拉伸工艺性能，为了提高聚乙烯热收缩管的耐热性、耐磨性、耐环境应力开裂性和延长使用寿命，必须使聚乙烯大分子链间形成交联键。聚乙烯交联和交联聚乙烯管坯的扩胀是热收缩管成型加工的关键环节，前者使线形聚乙烯大分子链转变成三维网状分子结构，后者赋予聚乙烯材料“弹性记忆”效应，从而使制品具有热收缩性。
8.硅烷交联聚乙烯（PEX）管
硅烷交联聚乙烯管生产技术是通过反应挤出成型机制出乙烯基硅烷接枝聚乙烯可交联聚乙烯管材，再使硅烷接枝聚乙烯水解、缩合脱水而形成硅一氧交联键从而制得硅烷交联聚乙烯管。生产方法有一步法和二步法两种。一步法是指聚乙烯接枝反应与可文联聚乙烯管坯成型在同一台反应挤出成型机上一次完成，而后在温水浴中或水蒸气浴中进行水解和交联。二步法是先在反应挤出造粒中制出硅烷接枝聚乙烯粒料和催化剂母料，然后将这两种粒料按一定比例混合并在普通挤出成型机上挤塑可交联聚乙烯管坯，再将其水解、交联而制得硅烷交联聚乙烯管材。
硅烷交联聚乙烯管具有优良的综合性能，恃别是耐热性好、热强度高、使用寿命长，在国外有大量使用的成熟经验，广泛用于各种冷热水工程。管材生产工艺和设备比铝塑复合管简单，生产成本比铝塑复合管低。硅烷交联聚乙烯管的连接要用专用铜制管件而不能用热熔连接和胶枯接，生产工艺要求较高，采用一步法生产时需要专用生产设备，废品难以回收再用。
高密度聚乙烯管是一种有发展前途的产品，它以优秀的化学性能、韧性、耐磨性以及低廉的价格和安装费受到管道界的重视，它是仅次于聚氯乙烯、使用量占第二位的塑料管道材料。
HDPE双壁波纹管挤出技术在20世纪70年代中期才发展成为成熟的技术，它是一种用料省、刚性高、弯曲性优良，具有波纹状外壁、光滑内壁的新颖管材。双壁管较同规格同强度的普通管可省料4O%，且具有高抗冲、高抗压的特性，发展很快。在欧美发达国家中，HDPE双壁波纹管，在相当范围内取代了传统的钢管、铸铁管、水泥管、石棉管和普通塑料管，广泛用作排水管、污水管、地下电缆管、农业排灌管。
2．螺旋缠绕熔接高密度聚乙烯管
生产方法是先挤出型材，再将型材螺旋缠绕并熔接成整体管材。这种制管技术的优点：便于根据需要生产不同直径的管材，其直径可达到3m之大；管材的壁薄（多为空芯）、刚度高，达到相同强度时，塑料原料消耗比普通实壁塑料管材减少一半；管材可在一定范围内任意弯曲，也便于运输。这种制管技术的缺点：管材的熔接缝很长，操作上稍有失误就难保证质量；无金属增强的螺旋缠绕熔接管在直径较大或承受外压负载较大时，需要缠绕的型材具有较大的截面或者增加缠绕层数，使生产成本较高。该管材连接的主要方法有两种，其一是用螺旋缠绕成型的套管加密封剂连接，其二是用在管材顶端预埋电热丝进行电热熔接。该管材可用于城镇排水管道、农田排灌管道、通风管道等，大口径的管材还可用于小型粮仓。
3．螺旋缠绕嵌接高密度聚乙烯管
在工厂生产出型材，将型材在工厂或在工地螺旋缠绕成管材，缠绕时型材相互嵌接，嵌接处加人熔融聚乙烯作粘接剂。在这种缠绕嵌接的H刃护E管材的外面可以再嵌人轧制成型的钢带以增加它的强度和刚性。这种制管技术的优点：便于根据需要生产不同直径的管材，口径可达2-6m；可以把HDIPE型材运输到工地现场缠绕嵌接成管材，可以最大限度地减少管接头。其缺点是管材缠绕粘接缝很长，操作上稍有失误就难保证质量。
4．聚乙烯燃气管
早在20世纪80年代，加拿大就成为生产和使用塑料燃气管的先进国家，应用比例占80％。生产聚乙烯燃气管已有20多年的历史，生产能力约1万吨，管径为12-160，主要用于燃气管网中的支线线路。燃气管的连接方式有热熔焊接法和电热熔接法。热熔焊接不够严密。电热熔接效率高、接头严密、安全可靠。电热熔接是将5一10n低电阻的电热丝埋人管接头的外套中，并附有接电源的器件，组装管件后用专用装置进行通电热熔接。
日本采用中密度聚乙烯生产燃气管道，用于压力0.1Pa以下的支线管路（压力0.4Pa的主干线仍用钢管）。德国使用聚乙烯燃气管道已有30多年的历史，使用量已占全部燃气管道的4O％左右。美国生产聚乙烯燃气管的技术成熟，生产能力大。
5．无规共聚聚丙烯（即一R）管
无规共聚聚丙烯管或三型聚丙烯管，是欧洲新近开发出来的新型塑料给水管。这种管材的冲击韧性高，脆化温度低，在热介质内压作用下其强度衰减慢，在70℃和1州田a压力下可以长期使用，可用于建筑物给水管道，特别适用于给热水管道。生产这种管材不需要专门的和控制比较复杂而精确的生产线，生产过程和施工过程中产生的废品可以回收再用，管材连接勿需专用的昂贵铜管件，可以熔接，不能在管材和管件上直接铰丝，但达到同样强度和寿命的管材的管壁较厚，管材的线膨胀系数较大，原料价格较贵。
6．聚丁烯一1管
聚丁烯一1是一种半结晶热塑性塑料，密度接近于中低密度聚乙烯。聚丁烯一1管质轻、质软、耐热、耐磨、无毒无害、冲击强度很高，拉伸强度与l们PE管接近。聚丁烯一1管具有独特的蠕变性能，能长期承受高负荷而不变形。聚丁烯一1管化学稳定性好，微生物不侵蚀，因此长时间输送、贮存饮水也不会引起水质低劣。聚丁烯一1管可在O℃到95℃之间安全使用。
聚丁烯一1管是目前世界上最先进的自来水、热水和暖气排水管材之一。美国戴维斯能源集团公司采用聚丁烯一1管作热水管，据称它可以在86℃、O.7MPa压力下连续使用。奥地利塑料协会安装了聚丁烯一1热水管，水温为45一50℃，有时达55℃峰值，水压为0.13MPa。采暖期从10月份到次年4月份，正常运转13年后，取出部分管样观察其性能的变化。经过与同期存放在避光地下室内未使用的管材相比较，两者的老化情况均难以察觉，清洗后的表面不见裂纹，也没有氧化层。压力试验表明，经过13年的使用，聚丁烯一1管仍能符合美国有关部门对聚丁烯一1管材的质量标准要求。这种管材的性能最优越，但是价格昂贵。
7．化学交联聚乙烯热收缩管
化学交联聚乙烯热收缩管具有“弹性记忆”效应，加热到一定温度时可径向收缩回复到原来的形状和尺寸。用于通讯电缆和管材接续的热收缩管，在其内壁涂覆一层热熔胶，在热收缩管加热收缩的同时，热熔胶熔化起到密封和增加连接强度的作用。为了改善聚乙烯大分子链伸直定向排列的扩胀拉伸工艺性能，为了提高聚乙烯热收缩管的耐热性、耐磨性、耐环境应力开裂性和延长使用寿命，必须使聚乙烯大分子链间形成交联键。聚乙烯交联和交联聚乙烯管坯的扩胀是热收缩管成型加工的关键环节，前者使线形聚乙烯大分子链转变成三维网状分子结构，后者赋予聚乙烯材料“弹性记忆”效应，从而使制品具有热收缩性。
8.硅烷交联聚乙烯（PEX）管
硅烷交联聚乙烯管生产技术是通过反应挤出成型机制出乙烯基硅烷接枝聚乙烯可交联聚乙烯管材，再使硅烷接枝聚乙烯水解、缩合脱水而形成硅一氧交联键从而制得硅烷交联聚乙烯管。生产方法有一步法和二步法两种。一步法是指聚乙烯接枝反应与可文联聚乙烯管坯成型在同一台反应挤出成型机上一次完成，而后在温水浴中或水蒸气浴中进行水解和交联。二步法是先在反应挤出造粒中制出硅烷接枝聚乙烯粒料和催化剂母料，然后将这两种粒料按一定比例混合并在普通挤出成型机上挤塑可交联聚乙烯管坯，再将其水解、交联而制得硅烷交联聚乙烯管材。
硅烷交联聚乙烯管具有优良的综合性能，恃别是耐热性好、热强度高、使用寿命长，在国外有大量使用的成熟经验，广泛用于各种冷热水工程。管材生产工艺和设备比铝塑复合管简单，生产成本比铝塑复合管低。硅烷交联聚乙烯管的连接要用专用铜制管件而不能用热熔连接和胶枯接，生产工艺要求较高，采用一步法生产时需要专用生产设备，废品难以回收再用。