本文是一篇项目管理论文，本文调研分析聚乙烯（PE）管道的国内外发展现状，并以此为出发点，结合 X 市的区域特征、聚乙烯管的特性优点，并分析聚乙烯管的生产工艺和接口处的连接工艺，研究了聚乙烯（PE）管道项目用于 X 市燃气管和给水排水管的可行性。由该文内容可得出以下结论：（1）聚乙烯（PE）管具有耐腐蚀性较好、抗泄露能力较强、韧性、挠性及抗刮痕性优良等突出优点，这是 X 市燃气管和给水供水管项目选择聚乙烯管作为主要材料的主要出发点，聚乙烯管道的应用能够大大解决现有的燃气管道和供水管道的耐久性，降低了维修成本。（2）聚乙烯管工艺技术研究方面，分析聚乙烯管的生产工艺和接口连接工艺。生产工艺技术方案、技术流程和所用设备时研究的关键，接口连接工艺主要涉及到焊接法的热熔工艺和电熔工艺，这是目前聚乙烯管道连接最主要的工艺方法。在某些情况下，还需用到机械密封连接工艺，如法兰连接工艺法、预制钢塑过渡管件连接工艺法和机械压紧连接工艺法。这两种方法相辅相成从而保证了聚乙烯管件施工过程中的连接质量。通过链接质量的控制我们可以有效控制以往管网链接性的问题，施工方便的同时能够大大增加耐用性，方便于投资方。
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.1.1 研究背景
近年来，随着我国改革开放的不断深入及国家对基础设施建设的进一步投入，国内对塑料管道的需求一直保持着年均 13%以上的增长速度。一方面，根据国家能源局最新规划，“十三五”期间鼓励以气代油，促进天然气产业发展，努力促使天然气在我国能源消费结构中的比重由 3.6％提高到 8％以上，城市燃气的需求量将日益增长，天然气管网建设进入高潮。另一方面，目前中国经济的强劲发展和政府对基础建设投入的提高，带动了城镇燃气、给排水管网更新和改建的发展。民用、商用对燃气和水的强力需求，又加快了各种资本对这个市场的进入。新设施建设增加，同样增强了对管网的需求。
与传统的金属管、水泥管相比，塑料管材具有质量轻、耐腐蚀、水流阻力小、综合节能性好、运输安装方便等优点。塑料管道生产中常用的材料有：PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）、PVC（聚氯乙烯）等化工产品及部分金属（如表 1.1 所示），特别是聚乙烯（PE）管具有水力性能优越、密度低、韧性好、耐腐蚀、绝缘性能好、易于施工和安装等特点，广泛应用于市政和建筑给排水、燃气、供热采暖、电线电缆穿线、农用节水灌溉等领域。
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1.2 国内外研究现状
聚乙烯（PE）材料由英国 ICI 公司于 1933 年研发成功，其主要为乙烯链状聚合而成。截止目前，其发展为多样的合成工艺，具有多样的结构和特性及多种用途的树脂合成材料，主要类别包括低密度聚乙烯（LDPE）、线性低密度聚乙烯（LLDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）以及一些具有特殊性能的产品。通过多年的发展，国内外均对其有着一定的研究。
1.2.1 国内研究现状
马少青（2016）认为目前，在世界范围内聚乙烯（PE）广泛用于城市燃气及排水给水等管道运输的各个方面。2015 年，其产量占合成树脂总产量的 1/3，连续 3 年蝉联世界第一，成为树脂合成产业的重要组成部分。聚乙烯（PE）广泛用于城市管道燃气及给水排水运输始于第二次世界大战期间，在该期间，由于战争所造成的部分海上运输的瘫痪及钢铁行业劳动力的大量短缺而造成欧洲国家管道铺设所需的钢材大量缺失，从而将塑料管广泛应用于城市燃气及给水供水等管道的铺设[1]。
熊道华（2018）认为随着时间的不断推移，人们发现相比于原有的钢铁管，塑料管，尤其是聚乙烯（PE）管用于管道铺设的使用寿命较长、基本不腐蚀、不泄漏、韧性较强等各种优点，这大大降低了管道输送的各项成本[2]。
廖泽辉（2011）聚乙烯（PE）管在城市管道铺设的范围越来越广泛，其施工工艺也愈来愈成熟。目前，欧洲的燃气及给水排水管道基本都使用的是 PE 管，如英国和丹麦的 PE 管普及率超过 90%，而法国几乎 100%把 PE 管作为管道铺设的首选[3]。
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2 聚乙烯管道发展分析
2.1 聚乙烯管道发展情况分析
塑料管材在全世界已经占有管材市场的 54%；在发达国家和地区，城际埋地燃气管道中的占有量已达 90%以上，在供水管所占市场份额达 60%，PE 管材方面已经建立起了非常成熟的施工和标准规范。2005 年，美国 PE 管和 PVC-U（硬聚氯乙烯）管总产量 307.5 万吨，人均消费 12.1 千克；日本总产量 95.3 万吨，人均消费 7.67 公斤，而我国塑料管材人均消费量约 6 公斤，远低于国外发达国家和地区。
根据德国康斯坦茨国际市场研究公司的研究报告显示，到 2019 年，全球塑料管材市场价值将达 800 亿美元。在 2017 年，以 PVC 为原料的塑料管道在总产量中所占比例超过 55%。其次是 PE，尤其是 HDPE，在剩余 45%中占 28%。
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2.2 聚乙烯（PE）管道分析
2.2.1 聚乙烯（PE）管道规格划分
PE 管材是以 PE 树脂为主要原料，加入生产应用必要的添加剂且添加剂均匀分散的配混料，经挤出工艺成型，满足客户需要的各种型号的 PE 管材。按照产品密度的使用习惯，可把聚乙烯（PE）管主要划分为低密度 PE 管（LDPE）和线性低密度管（LLDPE），其密度范围为 0.900~0.930g/cm3；中密度 PE 管（MDPE），密度范围0.930~0.940g/cm3；高密度 PE 管（HDPE），密度范围 0.940~0.965g/cm3。聚乙烯（PE）管的管材及原材料命名主要是依据其长期静液压强度（MRS），目前国际上主要划分为 PE32、PE40、PE63、PE80 和 PE100 共计 5 个等级。
2.2.2 聚乙烯（PE）管道主要使用范围及性能要求
目前，随着我国城镇化的持续推进及居民生活水平上的提高，尤其是“以气代煤”新型能源策略的提出，并考虑到聚乙烯（PE）以上各方面的优点，其使用范围和应用规模逐年扩大，对其性能上也提出了新的要求。
（1） 聚乙烯（PE）燃气管
聚乙烯（PE）燃气管是指在输送天然气、液化石油气及煤层气等气体燃料资源过程中所铺设使用的管材[16]。输送的某些气体中的成分较为复杂，可能含有芳香烃等腐蚀性较强的分子类型，因此，对此类燃气管的要求较为严格。
聚乙烯（PE）燃气管，尤其是大口径燃气管，在其主要组成成分树脂的选择上具有严格的要求：①应具有良好的耐环境应力性能，同时其耐应力开裂值应大于 5000h。较好的耐环境应力性能能够保证其具有较长的使用寿命，减少频繁施工的成本；②应具有较好的焊接性能以便于接口处的施工及防泄漏能力，良好的耐化学腐蚀及耐电化学腐蚀性；③具有抵抗侵蚀性分子，尤其是芳香烃分子侵蚀的能力等。为保证聚乙烯（PE）燃气管使用性能上的要求，通常选择进口的燃气专用优良树脂作为其主要组分合成。
（2）聚乙烯（PE）给水管
给水管相对于燃气管，其管内输送的液体相对于气体具有更大的压力，则管壁需要承担较大的压力，因此在进行聚乙烯（PE）给水管选择时应优选分子量较大、机械性能较好的 PE 树脂，如 HDPE 树脂。而相对的 LDPE 树脂具有拉伸强度较低，耐压性及刚性较差等特点，其在加工成型时所形成的聚乙烯（PE）管尺寸的稳定性较差，且接口连接处容易发生泄漏事故，因此，LDPE 树脂不适宜作为给水管的组成材料[18-19]。但考虑到以 LDPE 树脂为成分的聚乙烯（PE）管具有较高的卫生指标，其目前常作为饮用水输送的树脂管材。LDPE、LLDPE 树脂熔融后具有较低的粘度、较好的流动性及易加工的特性，因此其熔体指数 MI 的可选择性较广，范围为 0.3~3g/10min。考虑到给水管，尤其是饮用水给水管卫生安全指标上的要求，其管道颜色通常设计为黑色，因为黑色可以遮光从而抑制微生物和藻类生物的繁殖，保证饮用水的用水指标[20]。在使用时通常需要深埋于地下，考虑到温度对聚乙烯（PE）的形变影响较大，其使用温度一般需要低于 45℃。
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3 聚乙烯管项目施工分析 ......................14
3.1 X 市基本情况 ............................14
3.1.1 地貌特征 .............................14
3.1.2 气候特征 ...........................14
4 聚乙烯管道项目评价分析 ..................................23
4.1 聚乙烯（PE）管道本身的可靠性方面 ...............................23
4.2 环境安全及保障方面 .............................24
5 结论 .........................42
4 聚乙烯管道项目评价分析
4.1 聚乙烯（PE）管道本身的可靠性方面
聚乙烯（PE）管道本身的可靠性是其本身的固有属性，是判断其是否可用于市政供水给水和城镇燃气管道网络布局的前提保障。根据国外相关机构的研究定义，可靠性是指系统在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力[34]。对于聚乙烯（PE）管道网络系统的可靠性则指其在外部自然环境因素及内部设计
