隨著社會的穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)的開放，人民的生活水平正逐步進(jìn)入小康階段，同時對供水企業(yè)提供的生活用水質(zhì)量要求也日益提高。市政給水管網(wǎng)作為將生活給水輸送到千家萬戶的重要紐帶，其使用狀況直接影響著城市居民的用水質(zhì)量，因此，針對市政給水管網(wǎng)的現(xiàn)狀和管材老化的問題，管網(wǎng)改造首先要選好管材。對于供水管的質(zhì)量要求，必須滿足、清潔度高及抗壓力強(qiáng)等特點，才能不產(chǎn)生飲用水二次污染，同時也能有效提高城市的供水效率，保障城市的供水。
1 新型管材應(yīng)用背景
市政給水管網(wǎng)作為供水系統(tǒng)的重要組成部分，給水管網(wǎng)具有提升、運(yùn)輸、存儲、調(diào)整以及分配水源的功能。
在城市發(fā)展進(jìn)程中，鍍鋅鋼管占據(jù)市場幾十年老大位置，曾普遍使用在給水管網(wǎng)系統(tǒng)中。隨著鍍鋅管材使用年限的增加，管網(wǎng)內(nèi)部會產(chǎn)生大量的銹垢。幾乎所有的人都有類似的經(jīng)驗，長時間沒用水后，次打開水，水管中會流出可怕的“黃水”，這就是因為其中蘊(yùn)含鐵銹。作為飲用水指標(biāo)的鐵是人體必需的微量元素之一，但在每升水中，它的含量不得超過0.3毫克。而要分辨水中的鐵含量是否超標(biāo)，能通過肉眼分辨出水中鐵銹的顏色或是品嘗出鐵銹的味道等方法。而一旦水中的鐵含量超標(biāo)，除了會影響觀感、口感外，還會加重腎臟負(fù)擔(dān)，從而出現(xiàn)內(nèi)分泌系統(tǒng)失調(diào)、高血壓等病癥。另外，這些水中還夾雜著在鍍鋅管不光滑內(nèi)壁上滋生的，長期飲用這些水也會對人體健康造成危害。
再次，鍍鋅管材的耐用性低、抗腐蝕能力較差，所以容易出現(xiàn)穿孔滲漏，日夜溫差造成的熱脹冷縮也經(jīng)常導(dǎo)致管網(wǎng)爆裂。而塑料管材的出現(xiàn)彌補(bǔ)鍍鋅管材的缺點，其中聚乙烯（PE）管材在給水管網(wǎng)系統(tǒng)方面的應(yīng)用比例逐步提升。在供水管材的選擇上，秉承“優(yōu)質(zhì)供水”服務(wù)理念，根據(jù)供水需求特點和自然環(huán)境因素，選擇使用主要以PE管為主可靠、節(jié)能衛(wèi)生、耐腐蝕、水力條件優(yōu)良的新型優(yōu)質(zhì)材料。
2 聚乙烯（PE）管材的優(yōu)缺點
PE管道是以高密度或中密度的聚乙烯原料生產(chǎn)的管道輸配水系統(tǒng)，是城市供水管材的新產(chǎn)品。國際上把PE管的材料分為PE32、PE40、PE63、PE80、PE100五個等級，用于給水管的材料主要是PE80和PE100。
2.1 PE管的優(yōu)點：
（1）耐腐蝕、不結(jié)垢。聚乙烯塑料給水管材是一種具有非極性結(jié)構(gòu)的高分子材料，具有抗酸堿腐蝕能力、不結(jié)垢、不生銹、不滋生微生物、耐老化、不產(chǎn)生異味、不產(chǎn)生絮凝物使水質(zhì)變色，因此具有較好的耐化學(xué)性，對水土環(huán)境中的所有離子和建筑物內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)均不起化學(xué)作用，并且符合衛(wèi)生規(guī)定，是飲用水輸送的理想管材。（2）管件連接牢固。聚乙烯具有良好的熱熔性，能使接口材質(zhì)結(jié)構(gòu)與管體本身保持同一性，接頭與管材實現(xiàn)了一體化，熔接接頭泄露率也比金屬管道顯著降低。（3）管材質(zhì)量輕。鋼制管材質(zhì)量是聚乙烯管材10倍，因此在施工時可大幅度減輕安裝人員的勞動力強(qiáng)度，降低機(jī)械的吊裝費(fèi)用，因此也有利于縮短工期，提高功效。（4）使用壽命長。鍍鋅管的使用壽命一般為10年至15年，使用時間較短，而聚乙烯管使用壽命可達(dá)50年，同時，它還有易回收利用的特點，有利于環(huán)境的保護(hù)，不產(chǎn)生有害物質(zhì)。（5）由于PE管管段內(nèi)壁平滑，管內(nèi)水體水頭損失小，管件與管道內(nèi)徑一致，因此局部阻力系數(shù)比鋼管小。（6）能適應(yīng)地基的變化。PE管材的斷裂伸長率一般超過50%，具有高韌性，因此能較好地適應(yīng)管基不均勻沉降，能有效抵抗地基沉降和端部荷載。
2.2 PE管的缺點：
（1）與球墨鑄鐵管相比，PE管材的管道基礎(chǔ)要求更嚴(yán)格。（2）由于PE管材為塑料管材，怕日曬，不易儲存，因此必須保管在封閉較好的倉庫。（3）在初次試壓時，PE管材的水壓試驗會出現(xiàn)難以控制的情況。（4）PE管道的主管材價格相對便宜，但目前管件價格與其他管材，如電熔管件等相比，價格還是相對較高。
3 聚乙烯PE管材連接方式及安裝要點
3.1 連接方式
聚乙烯塑料管連接方式主要有五種，包括電熔連接、熱熔連接、法蘭連接、承插式柔性連接及鋼塑過渡接頭連接。
聚乙烯塑料管的性能特點決定了與它相應(yīng)的施工技術(shù)，而管道安裝質(zhì)量得到保證的關(guān)鍵在于管道施工中連接技術(shù)的高低，因此連接技術(shù)更應(yīng)得到重視。塑料管材熔合連接中，必須由相同類型材料才能進(jìn)行兩兩結(jié)合連接。PE管連接采用同牌號、同材質(zhì)的管材和管件，若使用性能相似和不同牌號的管材、管件進(jìn)行熔合連接，就須通過試驗判定，待質(zhì)量能得到保證方可進(jìn)行熔合連接。熔合連接有一個物理過程，即把PE管加熱到一定程度后，原來緊密排列的分子鏈熔化分叉，溫度下降后重新連接使兩個部件結(jié)合成一個整體。值得注意的是，其與金屬管道或閥門的連接應(yīng)采用鋼塑接頭過渡連接或法蘭連接而不得采用螺紋連接和粘接。
熱熔連接原理上是依靠熱熔對接機(jī)具上的加熱板進(jìn)行加熱，達(dá)到設(shè)定溫度，同時在加熱板上對所需焊接的管材或管件的兩個端面進(jìn)行加熱熔化，當(dāng)達(dá)到理想熔接界面后，抽取加熱板，施加一定的壓力，使兩端面迅速緊密接合，最終使兩端面粘合在一起，冷卻后達(dá)到連接的目的。
熱熔連接在聚乙烯管道連接中是一種長見的連接方法，也是最為經(jīng)濟(jì)的一種方法。熱熔對接是在設(shè)定的壓力、時間和溫度條件下，焊接界面被加熱到熔接溫度，然后互相連接。但是在聚乙烯管熱熔對接過程中，易受環(huán)境及人為因素的影響。施工中必需嚴(yán)格按規(guī)定的焊接工藝操作。
熱熔對接質(zhì)量的判定仍主要對焊接卷邊的非破壞性外觀檢測。通常包括卷邊幾何形狀的外觀檢查和割除卷邊，將卷邊向背后屈曲，以證實連接有無熔合不足的檢查。熱熔對接的主要檢驗手段為目檢，應(yīng)對整個接口進(jìn)行外觀檢測，主要檢驗特征如下：焊縫兩邊圓形卷邊應(yīng)均勻?qū)ΨQ，卷邊尺寸應(yīng)相近；卷邊表面應(yīng)飽滿、圓潤、光滑；卷邊不得有缺口與碰撞缺陷，不得有明顯的氣孔現(xiàn)象；對接面管材端口錯邊不應(yīng)超過管壁厚的10%。下圖為幾種焊接接頭及其原因分析：
（a）標(biāo)準(zhǔn)焊接接頭形式：接頭中間會出現(xiàn)向下凹陷，凹陷的深度不能超過管道表面，且焊接接頭兩邊均勻?qū)ΨQ。
（b）不對稱焊接接頭形式：主要是由于焊接不同種材料的管道時，基于熔融溫度不同，加熱時間內(nèi)熔融塑料的流動指數(shù)不同所致，或是管道兩邊加熱時間或加熱溫度有差異，因此形成不對稱接頭
（c）窄而高的焊接接頭形式：焊接壓力過大或者熔接時間過長，則會形成此種焊接接頭形式。
（d）較小的焊接接頭形式：吸熱時間過短，不正確地拖動壓力加入，或是當(dāng)對接壓力過小，未加入拖動壓力時就會出現(xiàn)上述現(xiàn)象。
（e）接頭中心交界處產(chǎn)生了裂紋的接頭形式：當(dāng)加熱溫度不夠，或者切換時間過長的時候，被焊接的塑料流動性也會不足，因而也會產(chǎn)生這種現(xiàn)象。
（f）接頭錯位的焊接接頭形式：焊接接頭端部錯位量不得大于管道壁厚的10%。
3.2 PE管安裝要點
PE管材未用之前不應(yīng)撕去外包塑料套，以防管材被污染或表面被氧化，尤其要特別保護(hù)接口處；安裝前必須清理管件與管材端頭；應(yīng)避免溫差造成PE管脹縮而影響熱熔接口的強(qiáng)度和密封性；管道插入時應(yīng)平直（借角?1°），并要完全插到位；割管可用鋼鋸切割，切口一定要與管垂直；封頭前應(yīng)將割好的管口銼平，并切削至鋼帶圓中心，以增大PE管粘接面積；調(diào)節(jié)好焊接參數(shù)（電壓和時間）。根據(jù)施工經(jīng)驗，一般Dnl10以下的配件可采用一階段焊接，Dnl10～ 160的配件采用兩階段焊接，Dn200以上的配件采用三階段焊接，具體參數(shù)的選取根據(jù)各焊機(jī)性能而定。
4 結(jié)語
總而言之，PE管材與舊管材相比有著質(zhì)量輕便于運(yùn)輸、安裝快捷、地形環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等較多的優(yōu)點，其在供水管網(wǎng)中的廣泛應(yīng)用，將更有效提高居民的生活質(zhì)量。隨著人們對PE管材的優(yōu)越性、可靠性的認(rèn)識；隨著有關(guān)國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、施工規(guī)范的不斷完善，PE管材的應(yīng)用將日益廣泛。