聚乙烯管道及其增強復合管道在實際工程應用中的問題

李紅偉，章勇鋒，齊武軍，阮剛勇，阮瀝波，方宇超

（浙江閏土股份有限公司，浙江 紹興 312300）

0 前言

中國市場擁有全球最大的聚乙烯產(chǎn)能，占全球聚乙烯總產(chǎn)能的比重超過20 %［1］。利用聚乙烯生產(chǎn)出的各種管道具有耐腐蝕、流動阻力小、安裝方便、生產(chǎn)耗能少、可回收利用、環(huán)境污染小等優(yōu)點，正在不斷地被工程界所推廣應用［2］。聚乙烯管道早期主要應用于給水和燃氣系統(tǒng)中［3?5］，經(jīng)歷多年使用經(jīng)驗的積累，形成了相對完善的國家標準，近年來聚乙烯管道的研究愈發(fā)成熟穩(wěn)定，也逐步應用于核工業(yè)中［6?9］，并且形成了國家標準。由于純聚乙烯管道耐溫耐壓性能不強，無法滿足更多工況的應用，各行各業(yè)又迫切需要利用聚乙烯極佳的防腐性能，因此逐步發(fā)展出了增強聚乙烯管道，目前增強聚乙烯管道在污水，油氣混合物，輸送腐蝕性氣體、液體、固體粉末的工藝管，海水淡化等領域已經(jīng)應用得比較充分，由于城建、石化、化工等行業(yè)呈現(xiàn)出差異化需求，因此增強聚乙烯管道結(jié)合行業(yè)特點形成了各自的行業(yè)標準，呈現(xiàn)出“百花齊放”的狀態(tài)。

聚乙烯及其增強復合管道的應用范圍在不斷拓展，隨著技術(shù)的發(fā)展，在工況相對溫和的應用領域中，“以塑代鋼”必然會成為一種趨勢。聚乙烯及其增強復合管道的產(chǎn)品執(zhí)行標準規(guī)定了其應用范圍，同時揭示了其在工程應用領域中的局限性。本文率先系統(tǒng)性地介紹了聚乙烯及其增強復合管道的產(chǎn)品執(zhí)行標準；再從其與傳統(tǒng)金屬管道對比中著手介紹其優(yōu)缺點；最后從材料本身、產(chǎn)品標準以及其相應的設計施工規(guī)范三方面入手對其在工程實踐過程中所存在的具體問題進行闡述并提出相應的建議。

1 聚乙烯及其增強復合管道執(zhí)行標準

目前，工程上應用聚乙烯管道可以大致劃分為聚乙烯管道和增強聚乙烯復合管道。增強聚乙烯復合管可以分為鋼骨架增強聚乙烯復合管和纖維增強聚乙烯復合管，其中鋼骨架增強聚乙烯復合管又可以細分為鋼絲焊接骨架增強聚乙烯復合管、鋼板網(wǎng)骨架增強聚乙烯復合管以及鋼絲纏繞骨架增強聚乙烯復合管。

管件可以分為聚乙烯管件和增強聚乙烯復合管件。增強聚乙烯復合管件又可以細分為鋼板網(wǎng)骨架增強聚乙烯復合管件以及鋼絲網(wǎng)骨架增強聚乙烯復合管件。

不同執(zhí)行標準下聚乙烯管道（管件）及增強聚乙烯復合管道（管件）對比見表1。

表1(續(xù))

通過表1 對比可以得出如下結(jié)論。一是聚乙烯管道目前主要以國家標準為主，適用于給水和燃氣。聚乙烯管道最早大規(guī)模適用于給水管道，給水系統(tǒng)的特點是壓力低、腐蝕性小、危險性小，因此GB/T 13663.2—2018 形成相對完善的壁厚系列SDR9/11/13.6/17/21/26/33/41，總體使用系數(shù)一般取1.25，標準中直接提供了對應的壓力，例如PE100、SDR11對應公稱壓力1.6 MPa 級別，在實際使用過程中主要考慮溫度影響，應用非常廣泛和方便。

GB 15558.1—2015主要適用于燃氣管道，由于天然氣易燃易爆，危險性相對較大，屬于壓力管道范疇，因此其設計過程中需要考慮耐快速裂紋擴展性能的影響，同時還需要考慮燃氣中一些有害成分對管材性能的不利影響，其壁厚系列主要可以分為SDR11/17/21/26，總體設計系數(shù)不小于2。由于天然氣危險性較大，并且其可壓縮，輸送流速也比液體要大得多，因此目前其公稱直徑最大為630 mm，比給水用聚乙烯管道直徑范圍小。

GB/T 40967—2021 主要適用于核電冷卻水及一般壓力輸水，早年設計的核電冷卻水系統(tǒng)主要以金屬管道等為主，腐蝕、結(jié)垢比較嚴重，近年來逐步采用聚乙烯管道進行替代，國內(nèi)已經(jīng)逐步展開了大規(guī)模的研究并應用于實踐［10?11］。在核電廠用聚乙烯管道國外標準方面，美國標準相對更加完善，因此與GB/T 13663.2—2018 和GB 15558.1—2015 主要借鑒ISO 體系不同，GB/T 40967—2021 主要借鑒了ASME 標準，并結(jié)合國內(nèi)實際，其管道外徑出現(xiàn)了IPS 系列和ISO系列，壁厚系列分別為DR7/911 和SDR7.4/9/11，原材料方面也分別參照了ASTM 標準和ISO標準。由于核電廠供水對安全性要求比較高，因此其設計因子取0.63（即相當于總體設計系數(shù)取1.6），如果用于核安全級管道，設計因子取0.5（即相當于總體設計系數(shù)取2.0）。

CJ/T 358—2019 主要用于城建工程給水和燃氣，在實際施工過程中會面臨許多非開挖工程的需要，因此城建行業(yè)標準發(fā)展出了非開挖工程用聚乙烯管道的標準，該標準在原材料選用上更加嚴苛，對其耐候性提出了更高的要求，更加能夠適應行業(yè)發(fā)展的需要。

聚乙烯管道由于其自身材料問題，其使用公稱壓力等級范圍比較低，使用溫度也比較低，一般為40 ℃，僅GB/T 40967—2021適用于60 ℃。

二是由于聚乙烯的優(yōu)良性能，為了拓展其應用范圍，發(fā)展出了增強聚乙烯管道，目前增強聚乙烯管道執(zhí)行標準可以劃分為國家標準、化工行業(yè)標準、石油天然氣行業(yè)標準和城建行業(yè)標準。由于有增強層的存在，管徑范圍基本最小從公稱直徑40 mm開始。

國家標準GB/T 32439—2015 主要為鋼絲網(wǎng)增強聚乙烯管道，適用于供水用，溫度限制也只有40 ℃。其主要目的是為了替代聚乙烯給水管道，相比于聚乙烯給水管道而言，其管道耐壓等級更高，管道壁厚相對較小。

化工行業(yè)較多物料可以利用聚乙烯的耐腐蝕性等性能，根據(jù)化工行業(yè)特點發(fā)展出行業(yè)標準，HG/T 3690—2022 主要為鋼絲焊接而成的網(wǎng)狀鋼骨架增強，HG/T 3706—2014 為孔網(wǎng)鋼骨架增強，HG/T 4586—2014為纏繞鋼絲網(wǎng)增強，其增強方式不同，但是其許用溫度基本為70 ℃，另外其使用公稱壓力也進行拓展，相比之下，管道壁厚也有所減薄，比同公稱外徑聚乙烯管道的流通量更大，在實際使用過程中滿足了一般用工業(yè)條件，能夠大大拓展其在工業(yè)領域應用范圍。由于輸送燃氣的不利因素較多，需加大其設計的安全系數(shù)，因此HG/T 4586—2014 對天然氣的許用公稱壓力、復合管鋼絲條數(shù)等進行單列，其使用溫度也限制在40 ℃。

石化行業(yè)相對于化工行業(yè)而言更加特殊，多涉及到高壓，輸送介質(zhì)包括石油、工業(yè)油、氣體等，輸送量一般比較小，但是輸送距離一般均較遠，其工作條件相比于一般化工行業(yè)而言更加苛刻，因此形成了石油行業(yè)標準。其中SY/T 6662.1—2012包括了鋼絲焊接骨架、鋼板網(wǎng)骨架和鋼絲纏繞骨架3種，其中鋼絲焊接骨架增強、鋼板網(wǎng)骨架增強的公稱壓力范圍依然較低，但是鋼絲纏繞骨架增強聚乙烯管道公稱壓力范圍已經(jīng)可以拓展至16 MPa，其余SY/T 6662.2—2020、SY/T 6662.4—2014、SY/T 6662.5—2014公稱壓力等級范圍均拓展至32 MPa，但是其公稱直徑范圍均在200 mm以下，另外為了保證管道的流通面積，石化行業(yè)標準主要以控制內(nèi)徑為主。

城建行業(yè)的主要涉及城市建設，其應用范圍主要為給水和燃氣，其中CJ/T 123—2016、CJ/T 125—2014為連續(xù)纏繞焊接成型的網(wǎng)狀鋼筋骨架增強聚乙烯管，主要管徑系列以內(nèi)徑為主，主要適用于給水和燃氣，CJ/T 181—2003、CJ/T 182—2003 為孔網(wǎng)鋼帶增強聚乙烯管，管徑系列以外徑為主，適用于給水和燃氣，CJ/T 189—2007為鋼絲網(wǎng)骨架增強聚乙烯管，但是管徑以外徑系列為主，CJ/T 189—2007比CJ/T 123—2016、CJ/T 125—2014管道壁厚薄，更容易制造，成本更低，其壓力范圍相差不大。隨著技術(shù)的發(fā)展，超高分子量聚乙烯逐漸應用于工程，CJ/T 323—2015 即為鋼絲網(wǎng)增強超高分子量聚乙烯管，由于超高分子量聚乙烯的使用，管道的使用壓力等級范圍相比較大，適用范圍更廣泛。

整體而言，增強聚乙烯復合管道（管件）的公稱壓力等級范圍和許用溫度范圍普遍高于聚乙烯管道。由于各個行業(yè)的不同特點而衍生出來了不同行業(yè)標準，在行業(yè)內(nèi)的通用性和實用性較強，但是在行業(yè)之間仍存在難以協(xié)調(diào)的問題，亟待形成國家標準。

2 管道與傳統(tǒng)金屬管道相比的優(yōu)缺點

聚乙烯管道和增強聚乙烯管道在工程應用中展現(xiàn)出了一定的優(yōu)勢，但同時也存在一定的局限性，其與傳統(tǒng)金屬管道的對比如表2 所示。通過表2 可知聚乙烯管道及其增強復合管道相對于傳統(tǒng)金屬管道而言具有若干優(yōu)勢。

表2 聚乙烯管道及其增強復合管道與傳統(tǒng)金屬管道對比Tab.2 Comparison between polyethylene pipes and reinforced ones with traditional metal pipes

2.1 質(zhì)量輕、成本低

相對于金屬管道而言，聚乙烯材料密度小，其成品管道質(zhì)量輕，成本較低，加上其施工更加方便［12?13］，相比于金屬管道更有優(yōu)勢。隨著技術(shù)的發(fā)展，如今聚乙烯的最小要求強度值更高，管道壁厚更薄，可以更加減輕管道質(zhì)量，降低成本。

2.2 耐化學腐蝕性能

聚乙烯擁有極好的化學穩(wěn)定性，擁有較多的應用場合，另外聚乙烯管道及其增強復合管道有雙面防腐的功能，在用于地埋管道時完全不必另行防腐［14］，比金屬地埋管道施工要便利得多。

2.3 流動阻力小、壓降小、能耗少

聚乙烯管道及其增強復合管道的內(nèi)壁絕對粗糙度比鋼管小得多，在長時間運行后，金屬管道因為腐蝕等原因，粗糙度或多或少都會上升，而聚乙烯則能保持表面粗糙度相對穩(wěn)定；除此之外，由于聚乙烯在輸送粉體物料、液體及氣固混合物料等方面擁有良好的耐磨性，更加符合現(xiàn)代工業(yè)節(jié)能降耗的要求［15］。

2.4 保溫性能優(yōu)良

聚乙烯的傳熱系數(shù)比金屬管道小得多，一般而言不需要采取額外的保溫措施，便于施工，降低成本。

2.5 良好的環(huán)保衛(wèi)生性能

聚乙烯管原材料無毒性，無積垢層，不滋生細菌，是一種健康安全的管道原材料，在給水方面擁有獨特的優(yōu)勢。另外聚乙烯原材料自身可回收再利用，不會產(chǎn)生對大自然有害的物質(zhì)，在環(huán)保方面也更加符合現(xiàn)代資源回收再利用的要求。

2.6 使用溫度、壓力范圍、力學性能等

增強聚乙烯管道相對聚乙烯管道擁有更廣泛的使用溫度、壓力范圍、力學性能等。由于有鋼骨架或纖維增強層的存在，復合材料的性能優(yōu)于聚乙烯管道，因此擁有更加廣泛的使用溫度和壓力范圍。另外由于增強層的存在，承受環(huán)向負載能力大大提高，改善了其力學性能，在管道剛性、耐沖擊性能和尺寸穩(wěn)定性方面更加優(yōu)異，并且復合管道還兼顧了柔韌性，在運輸、安裝等方面比聚乙烯管道更有優(yōu)勢，綜合性價比也比聚乙烯管道高。

2.7 鋼骨架增強聚乙烯管道具有自示蹤性能

目前聚乙烯管道及其增強復合管道仍舊以地埋為主，鋼骨架增強聚乙烯復合管道由于有金屬成分存在，可以采用磁性金屬探測器進行追蹤，在搶修或其他需要尋管作業(yè)的工作中擁有無可比擬的優(yōu)勢。

3 管道在工程實踐中的問題

3.1 材料本身性能所存在的問題

3.1.1 膨脹系數(shù)較大

鋼管線性膨脹系數(shù)為0.010 6～0.012 2 mm/（m·℃） ，聚乙烯管道的線性膨脹系數(shù)一般為0.12 mm/（m·℃），而鋼骨架增強聚乙烯復合管道的線性膨脹系數(shù)約為0.035 mm/（m·℃），孔網(wǎng)鋼骨架聚乙烯復合管和纏繞成型鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯復合管的線性膨脹系數(shù)一般需要制造商提供。

由于其線性膨脹系數(shù)大，在設計過程中需要更多地考慮熱脹冷縮、壓力膨脹、管架和端點位移所造成的問題，更多地考慮應變、疲勞、過大的管道推力或者扭矩等?，F(xiàn)階段聚乙烯管道及其增強復合管道在施工過程中仍舊以地埋為主，在地下溫度相對恒定，膨脹所帶來的影響相對比較小，目前的應對方法是在合適的天氣施工、采用管道伸縮器、采用錨固裝置、在施工過程中進行蜿蜒敷設等方法來減少線性膨脹的影響［16］。但是在架空作業(yè)過程中，受氣候影響較大，管道膨脹更加嚴重，目前的解決方案主要是考慮管道柔性、采用自然補償（L 型、Z 型、π 型）和補償器補償（設置柔性接頭或非金屬補償器），采取減震措施，適當?shù)奈恢迷O置剛性支架、導向支架、限位支架等。

除此之外，建議在后期出臺相應標準，明確孔網(wǎng)鋼骨架聚乙烯復合管和纏繞成型鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯復合管的線性膨脹系數(shù)，更加有利于設計單位進行設計。

3.1.2 使用溫度限制

相比于傳統(tǒng)金屬管道，聚乙烯管道耐溫性能較差，其使用溫度一般在40 ℃內(nèi)（GB/T 40967—2021規(guī)定為60 ℃），增強復合管道使用溫度基本限制在70 ℃以下，只有柔性復合高壓管在特定材質(zhì)情況下才可以達到110 ℃。

各個標準分別規(guī)定了聚乙烯管道或增強聚乙烯管道在不同溫度下的壓力折減系數(shù)，在設計選擇過程中需要根據(jù)不同標準規(guī)定進行設計計算。

我國的標準規(guī)定相對比較保守，例如GB/T 13663.2—2018中說明了壓力折減系數(shù)參考ISO 13761—2017，GB/T 13663.2—2018 限 制 了 溫 度 為0～40 ℃，而ISO 13761—2017 中為0～50 ℃，建議在標準制定時借鑒成熟經(jīng)驗，擴展管道溫度使用范圍。

3.1.3 使用環(huán)境限制

目前聚乙烯管道及其復合管道仍舊較多地應用在地埋施工作業(yè)中，由于其優(yōu)異的性能，逐步開始架空應用［17?18］，但仍未大規(guī)模應用。其主要原因是架空工程中受氣候影響，線性膨脹嚴重，設計相對復雜；另外管道自身剛度比較小，支架間距相當密集，也影響了其架空使用；除此之外，在風吹日曬下，受紫外線照射、氧氣氧化等不利條件影響［19?20］，疊加管內(nèi)介質(zhì)溫度和特性影響，并附帶應力集中、交變載荷等有害因素，雖有較多人進行了相關研究，但是針對聚乙烯管及其增強復合管在大自然環(huán)境下實際使用壽命目前仍無確切定論［21?25］。

為了拓展其應用范圍，目前應該從兩方面入手，一是加強耐候性材料的研究和使用以及標準的制定工作；例如耐候性材料PE100?RC，據(jù)報道，PE100?RC 相比于PE100 材料在耐慢速裂紋增長性能上有質(zhì)的飛躍，CJ/T 358—2019《非開挖工程用聚乙烯管》已經(jīng)開始采用PE100?RC管道，該標準在檢驗指標上也提出了更高的要求，其管道明確可以應用于非開挖工程或者架空作業(yè)，后期應該加速推廣使用以拓展其在架空作業(yè)工程中的應用。另一方面，應該加強老化機理的研究，尤其是建立多破壞模式交互研究模型以研究管道的老化行為，制定完善的加速老化標準，對管道壽命進行準確預估，對于工程實踐有著極為重要的意義。

3.2 產(chǎn)品標準方面所存在的問題

3.2.1 產(chǎn)品標準種類繁多

由表1可知，給水、燃氣、核電廠用聚乙烯管道形成了相對完善的國家標準，其增強復合管道仍舊以行業(yè)標準為主。產(chǎn)品標準面向制造商，規(guī)定了產(chǎn)品的尺寸規(guī)格、公差、加工方法和測試要求等。產(chǎn)品標準歸口部門的繁多導致標準通用性不強，相互之間協(xié)調(diào)推進機制不完善，甚至存在互相交叉、互相沖突的問題，在產(chǎn)品實際生產(chǎn)和應用中存在諸多不便［26?27］。

以聚乙烯管道為例，給水、燃氣、核電廠用聚乙烯管道的設計公式基本完全相同，GB/T 13663.2—2018中規(guī)定總體使用（設計）系數(shù)為1.25；GB 15558.1—2015 規(guī)定總體設計系數(shù)不小于2；GB/T 40967—2021中的設計因子取0.63 或0.5，設計因子與設計系數(shù)互為倒數(shù)關系，即對應著總體設計系數(shù)為1.6 或2。3 個規(guī)范完全可以實現(xiàn)設計公式的統(tǒng)一，總體使用系數(shù)、總體設計系數(shù)、設計因子從根本上來講是一個安全系數(shù)，完全可以制定一個統(tǒng)一的專業(yè)術(shù)語，用于不同場合時取值不同即可。

除此之外，國內(nèi)標準目前存在公稱內(nèi)徑與公稱外徑共存的情況，不同的管徑系列意味著需要采用不同的生產(chǎn)制造工藝，對應的管道系列、管件系列、模具系列等數(shù)量非常大，這對任何一家企業(yè)來講都是一個巨大的挑戰(zhàn)。從工程施工角度來講，尤其是采用電熔熔接或者承插熔接等依靠外徑焊接的方法來講，采用公稱外徑是一個相對簡便而且更加容易統(tǒng)一的方法，后期應該以市場為主導，制定相對統(tǒng)一的管道系列，方便制造及設計選用。

建議在制定標準時盡可能做到協(xié)調(diào)統(tǒng)一，根據(jù)市場狀況和行業(yè)需求合理地制定標準，這樣不僅能夠為生產(chǎn)企業(yè)制造商品提供便利，同時也方便了下游企業(yè)的應用，能夠大大緩解通用性不強等問題，能夠更好推廣其實際工程應用。

3.2.2 較多產(chǎn)品標準已經(jīng)明顯落后于時代

目前所用的聚乙烯混配料仍舊以PE80 和PE100為主，但是PE125 等材料已經(jīng)出現(xiàn)，PE125 具有更高的力學強度性能，可以實現(xiàn)更高的壓力等級，也可以顯著降低管道壁厚，新材料的推出勢必需要適當?shù)纳a(chǎn)制造工藝、焊接技術(shù)、安裝方法等以促進其在工程中的應用，而目前這些標準尚未推出，不利于新材料新技術(shù)的應用。

此外，國內(nèi)標準主要參考ISO 標準和ASME標準，但是國內(nèi)標準制定年份已經(jīng)明顯滯后于ISO 標準和ASME 標準的更新，多的已經(jīng)相差10 余年，一方面來講我國的標準在國際上通用性不強；另一方面，一些國際上最新的研究成果我國標準也并未采納，這對我國經(jīng)濟發(fā)展來講是非常不利的。我國應該加快標準的更新?lián)Q代，在借鑒國際先進經(jīng)驗的同時，結(jié)合我國自身實際情況，及時吸納新工藝、新技術(shù)，制定適合我國國情的產(chǎn)品標準。

3.3 設計施工標準方面所存在的問題

3.3.1 設計、施工規(guī)范和標準相對復雜且有欠缺

目前我國現(xiàn)行的比較成熟的設計、施工規(guī)范主要有：CJJ 63—2018《聚乙烯燃氣管道工程技術(shù)標準》。主要針對GB 15558.1—2015 和GB 15558.2—2005 系列聚乙烯管道、管件、閥門。其中規(guī)定了聚乙烯燃氣管道嚴禁明設。CJJ 101—2016《埋地塑料給水管道工程技術(shù)規(guī)程》，可適用于GB/T 13663.2—2018、GB/T 13663.3—2018、CJ/T 123—2016、CJ/T 124—2016、CJ/T 181—2003、CJ/T 189—2007 系列管道、管件。SY/T6769.2—2018《非金屬管道設計、施工及驗收規(guī)范 第2 部分：鋼骨架增強聚乙烯復合管》適用于SY/T 6662.1—2012、HG/T 3691—2022 和HG/T 3707—2012。SY/T 6769.4—2012《非金屬管道設計、施工及驗收規(guī)范 第4 部分：鋼骨架增強塑料復合連續(xù)管》適用于SY/T 6795—2010（被SY/T 6662.4—2014 所 替代）。SY/T 6769.5—2016《非金屬管道設計、施工及驗收規(guī)范 第5 部分：纖維增強熱塑性塑料復合連續(xù)管》適用于SY/T 6662.2—2020 和SY/T 6662.5—2014。GB/T 50690—2011《石油化工非金屬管道工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》適用于塑料管道和鋼骨架聚乙烯復合管道。SH/T 3161—2021《石油化工非金屬管道技術(shù)規(guī)范》規(guī)定了非金屬管道的管道布置、器材選用、制造與檢驗、標志、包裝、運輸與貯存、安裝及驗收等要求。

上述施工標準規(guī)定相應部分規(guī)范的設計、施工及驗收等，但是仍有較多規(guī)范未涉及到，例如CJ/T 125—2014、CJ/T 358—2019等規(guī)范。除此之外，設計規(guī)范和產(chǎn)品規(guī)范的規(guī)定也存在相互矛盾之處，例如SH/T 3161—2021中規(guī)定纏繞成型鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯復合管道在40 ℃時取調(diào)整系數(shù)0.74，而產(chǎn)品規(guī)范中HG/T 4586—2014則規(guī)定40 ℃時取調(diào)整系數(shù)0.90。

產(chǎn)品標準面向產(chǎn)品制造單位；設計規(guī)范面向服役工況，供設計人員設計時使用；施工標準面向現(xiàn)場施工人員，規(guī)定了實際施工過程中的操作、驗收、實驗等環(huán)節(jié)。目前，產(chǎn)品標準的種類繁多、歸口部門眾多，導致設計標準、施工標準更加難以協(xié)調(diào)統(tǒng)一，甚至存在施工設計標準和產(chǎn)品標準之間存在相互沖突、矛盾，另有較多產(chǎn)品標準并無實際的設計施工規(guī)范可以使用，上述因素導致在實際工程實踐過程中存在巨大的困難和障礙。

目前設計施工規(guī)范仍舊以行業(yè)標準為主，國家標準尚不完善，我國應建立統(tǒng)一的標準歸口管理機構(gòu)，在行業(yè)標準運行管理經(jīng)驗的基礎上，逐步完善制定設計施工國家標準。此外，我國在制定產(chǎn)品標準的同時，應該同步協(xié)調(diào)制定相應的設計、施工規(guī)范，做到制造、設計、施工的有機統(tǒng)一，打通產(chǎn)品生產(chǎn)使用所有環(huán)節(jié)，構(gòu)建一整套標準體系。

3.3.2 壓力管道應用方面存在諸多困難

根據(jù)壓力管道的定義，實際工業(yè)生產(chǎn)過程中，較多管道均屬于壓力管道范疇。TSG D 2002—2006《燃氣用聚乙烯管道焊接技術(shù)規(guī)則》中規(guī)定了燃氣用和其他流體輸送用聚乙烯管道焊接技術(shù)工作，并且該標準只針對GB 15558.1—2015 及GB 15558.2—2005 的管道和管件。而對于復合管道則沒有相應的規(guī)范，這就限制了目前涉及聚乙烯管道及其增強復合管道在壓力管道方面的應用。

在實際的工程實踐過程中，設計單位和安裝單位也因為相應標準的混亂和缺失，取得相應設計資質(zhì)和施工資質(zhì)的單位較少，限制了聚乙烯管道及其增強復合管道在壓力管道方面的應用，較多的設計單位在設計時更傾向于采用鋼襯聚乙烯管道作為壓力管道，一方面對建設單位來講成本較高；另一方面鋼襯聚乙烯管道采用法蘭連接，公稱壓力不大于2.5 MPa，在使用過程中出現(xiàn)跑冒滴漏的可能性更大，并且在使用壓力范圍上也不如增強聚乙烯管道。

針對壓力管道，施工質(zhì)量的檢驗是一個極為重要的工作，在傳統(tǒng)金屬管道施工過程中，無損檢測應用極為廣泛，各種無損檢測技術(shù)可以有效地檢測出焊接質(zhì)量缺陷，對壓力管道長期安全運行提供了保障。而在非金屬管道施工過程中，無損檢測技術(shù)近年來雖得到了長足發(fā)展，超聲檢測技術(shù)、微波檢測技術(shù)、X 射線檢測技術(shù)、紅外熱成像技術(shù)已經(jīng)得到了一定研究［28?38］，也有一部分標準被制定出來，但是無損檢測適用性仍舊還不強，還未有一種方法能夠系統(tǒng)地針對接頭中的各類缺陷進行有效檢測［39］，目前施工規(guī)范中檢驗仍舊以強度試驗、嚴密性試驗為主，施工質(zhì)量受人為影響較大，很難高質(zhì)量、系統(tǒng)性地評價壓力管道質(zhì)量。

此外，壓力管道定期檢驗能夠及時發(fā)現(xiàn)在役管道的缺陷，同時也可以在定期檢驗過程中及時檢測壓力管道的狀態(tài)，預估其使用壽命，但是我國在非金屬壓力管道中尚未建立起此類標準。

目前聚乙烯管道及其增強復合管道在壓力管道范疇內(nèi)應用最多的依然是燃氣管道，也有了幾十年的運維經(jīng)驗，我國應該以此為基礎，總結(jié)出一套切實可行的設計施工規(guī)范、無損檢測標準、定期檢驗標準等標準，能夠在壓力管道全生命周期內(nèi)對管道進行監(jiān)管，這可以大大推廣聚乙烯及其增強復合管道在壓力管道方面的應用，有效降低使用單位實際生產(chǎn)成本。

4 結(jié)語

（1）目前聚乙烯管道已經(jīng)形成較為完善的國家標準體系，主要用于燃氣、給水；而增強聚乙烯復合管道仍舊以行業(yè)標準為主，且歸口部門眾多，相互之間存在難以協(xié)調(diào)、相互沖突之處，亟須形成相對完善的國家標準；聚乙烯及其增強復合管道性能優(yōu)異，尤其是耐腐蝕性能，在實際工程實踐中有較多領域可以應用，以塑代鋼是近年來管道發(fā)展的潮流；

（2）因為材料本身的特性，其線性膨脹系數(shù)比較大、使用溫度范圍較小、承壓范圍也比較低；目前主要是通過設計和施工來解決其膨脹問題，后期應該建立標準來統(tǒng)一線性膨脹系數(shù)，方便設計施工；在使用溫度方面應及時借鑒國際先進經(jīng)驗，擴展溫度使用范圍；聚乙烯及其增強復合管道仍舊以地埋為主，但是更多的工程實踐需要其架空施工；應該加速耐候性材料（如PE100?RC）的研究和使用以及標準的制定工作，同時應該加強老化機理的研究，對其使用壽命進行準確預估；

（3）聚乙烯及其增強復合管道產(chǎn)品執(zhí)行標準繁多且明顯落后于時代，我國應該統(tǒng)一歸口管理產(chǎn)品執(zhí)行標準并應該加快更新?lián)Q代，在借鑒國際先進經(jīng)驗的同時，結(jié)合我國市場狀況和行業(yè)需求，及時吸納新工藝、新技術(shù)，形成相對統(tǒng)一且緊跟時代的產(chǎn)品執(zhí)行標準；聚乙烯及其增強復合管道設計施工規(guī)范目前難以協(xié)調(diào)統(tǒng)一，設計施工標準和產(chǎn)品標準之間存在相互沖突、矛盾，較多產(chǎn)品標準并無實際的設計施工規(guī)范可以使用；我國在制定產(chǎn)品標準的同時，應該同步協(xié)調(diào)制定相應的設計、施工規(guī)范，做到制造、設計、施工的有機統(tǒng)一；針對聚乙烯及其增強復合管道在壓力管道方面的應用，我國應該總結(jié)出一套切實可行的設計施工規(guī)范、無損檢測標準、定期檢驗標準等標準，能夠在壓力管道全生命周期內(nèi)對其進行監(jiān)管。