1000吨PE燃气管生产线设计开题报告

《1000吨PE燃气管生产线设计开题报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《1000吨PE燃气管生产线设计开题报告（9页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、毕业设计(论文)学生开题报告课题名称1000吨PE燃气管生产线设计课题类型A-理论探究型指导教师张高文学生姓名邹炬学号0915033111专业班级09高分子(1)本课题研究现状目前，世界上众多发达国家已使用塑料燃气管。我国从20世纪80年代开始使用高密度聚乙烯(HDPE)燃气管，随着燃气管应用技术的完善和人们对HDPE燃气管材优越性的充分认识，HDPE燃气管市场将会迅速发展制作燃气管需要用聚乙烯(PE)燃气管专用料。但目前我国使用的专用料基本上依赖进口，主要有美国Philips公司TR418，法国Fina公司的3802，英国BP公司的PC2040YMD20YW和MD20BK，北欧化工的ME24

2、21ME2418，芬兰Neste公司的2490和比利时Solv盯公司的刊B101等。随着PE燃气管专用料这样附加值较高的产品在国内的应用逐步进人成熟期。需求量也在不断增长。加工企业会越来越青睐于国产专用料。因此，加大专用料的开发力度，紧紧把握市场良机，将为企业带来可观的经济效益。PE管目前中国的市政管材市场，塑料管道正在稳步发展，PE管、PP-R管、UPVC管都占有一席之地，其中PE管强劲的发展势头最为令人瞩目。PE管的使用领域广泛。其中给水管和燃气管是其两个最大的应用市场。PE树脂，是由单体乙烯聚合而成，因为在聚合时因压力、温度等聚合反应条件不同，可得出不同密度的树脂，因而又有高密度聚乙烯、

3、中密度聚乙烯和低密度聚乙烯之分。在加工不同类型PE管材时，根据其应用条件的不同，选用树脂牌号的同，同时对挤出机和模具的要求也有所不同。PE燃气管执行标准：GB15558.1-2003国际上把聚乙烯管(polythylenepipe)的材料分为PE32、PE40、PE63、PE80、PE100五个等级，而用于燃气管和给水管的材料主要是PE80和PE100。我国对聚乙烯管材专用料没有分级，这使得国内聚乙烯燃气管和给水管生产厂家选择原材料比较困难，也给聚乙烯管材的使用带来了不小的隐患。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

4、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燃气管执行标准：GB15558.1-2003燃气用PE管材是传统的钢铁管材、聚氯乙烯燃气的换代产品。燃气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。但因为其卫生指标较高，LDPE特别是LLDPE树脂已成为燃气管的常用材料。LDPE、LLDPE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Ml在0.3-3g/10min之间。

5、性能特性一种好的管道，不仅应具有良好的经济性，而且应具备接口稳定可靠、材料抗冲击、抗开裂、耐老化、耐腐蚀等一系列优点，同传统管材相比，HDPE管道系统具有以下一系列优点：连接可靠：聚乙烯管道系统之间采用电热熔方式连接，接头的强度高于管道本体强度。低温抗冲击性好：聚乙烯的低温脆化温度极低，可在-60-60C温度范围内安全使用。冬季施工时，因材料抗冲击性好，不会发生管子脆裂。抗应力开裂性好：HDPE具有低的缺口敏感性、高的剪切强度和优异的抗刮痕能力，耐环境应力开裂性能也非常突出。耐化学腐蚀性好：HDPE管道可耐多种化学介质的腐蚀，土壤中存在的化学物质不会对管道造成任何降解作用。聚乙烯是电的绝缘体，

6、因此不会发生腐烂、生锈或电化学腐蚀现象；此外它也不会促进藻类、细菌或真菌生长。耐老化，使用寿命长：含有2-2.5%的均匀分布的碳黑的聚乙烯管道能够在室外露天存放或使用50年，不会因遭受紫外线辐射而损害。耐磨性好：HDPE管道与钢管的耐磨性对比试验表明，HDPE管道的耐磨性为钢管的4倍。在泥浆输送领域，同钢管相比，HDPE管道具有更好的耐磨性，这意味着HDPE管道具有更长的使用寿命和更好的经济性。可挠性好：HDPE管道的柔性使得它容易弯曲，工程上可通过改变管道走向的方式绕过障碍物，在许多场合，管道的柔性能够减少管件用量并降低安装费用。水流阻力小：HDPE管道具有光滑的内表面，其曼宁系数为0.00

7、9。光滑的表现和非粘附特性保证HDPE管道具有较传统管材更高的输送能力，同时也降低了管路的压力损失和输水能耗。搬运方便：HDPE管道比混凝土管道、镀锌管和钢管更轻，它容易搬运和安装，更低的人力和设备需求，意味着工程的安装费用的大大降低。多种全新的施工方式：HDPE管道具有多种施工技术，除了可以采用传统的开挖方式进行施工外，还可以采用多种全新的非开挖技术如顶管、定向钻孔、衬管、裂管等方式进行施工，这对于一些不允许开挖的场所，是唯一的选择，因此HDPE管道应用领域更为广泛。1、柔软性：因为PE-RT较为柔软。故施工时不需要特殊的工具，因此施工成本相对较低。2、导热性：用于地板采暖的管材需要有好的导

8、热性。PE-RT的导热性能较好，其导热系数为PP-R、PP-B管材的两倍。非常适合地板采暖使用。3、耐高温性：PE-RT耐高温可达到90C,而PEX只能达到65C。4、低温耐热冲击性：PE-RT的耐低温冲击性能比较好。冬季施工时管材不易受到冲击而破裂，增加了施工安排的灵活性。5、环保性：PE-RT及PP-R可以回收利用，不污染环境。而PEX不能回收会产生二次污染。6、加工性能稳定性：PEX存在控制交联度和交联均匀度等问题，加工复杂且加工直接影响管材性能。而PE-RT、和PP-R加工简便，管材性能基本上由原料来决定，性能比较稳定。PE-RT是PolyethyleneRaisedTemperatu

9、re的简称，它是由乙烯单体和1-辛烯单体共聚而成的，是专门为采暖系统而设计的中密度乙烯-辛烯共聚物，其具有分子量分布狭窄，辛烯均匀分布在聚合物主链上的特殊分子结构，它既保留PE原有的卫生性能及加工性能等优点，又强化了高温耐久性的一种新型管材专用料。用该原料生产的管材主要应用于建筑内的热水/采暖管领域，其耐久性能与建筑物的寿命相同，最低可达50年，同时也具有良好的回收性，附加值极高。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：

10、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，不会导致管道破烈。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，接缝不会因为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。fe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。冈塑连接：可采用法兰、螺纹丝扣等方法连接。助方便施工和保证施工质量、还应准备相应的工具。性能要求：序号性能要求试验参数破坏时间100h2

11、0C(环应力)PE80(9.0Mpa)PE100(12.4Mpa)1静液压强度（Hs）破坏时间165h80C(环应力)PE80(4.5Mpa)PE100(5.4Mpa)80C(环应力)PE80(4.0Mpa)PE100(5.04Mpa)2断裂伸长率3503耐侯性（仅适用于非黑色管材）气候老化后，以下性能满足要求稳定性HS（65h/80C）断裂伸长率E+D3.5GJ/m24耐裂纹扩展（RCP）b5全尺寸（FS）试验：dn250mm或S4试验适用于所有直径全尺寸试验的临界压力（Mpa）PC,FS1.5XMOPS4试验的临界压力PC,S4MOP/C6耐慢速裂纹增长en5mm165h80C,0.8Mp

12、aPE燃气管规格:（试验压力）c80C,0.92MPa（试验压力）d7a热稳定性（氧化诱导期）20min200C8纵向回缩率0.4Mpa,dri90mm的输配系统。执行标准：GB15558.1-2003壁厚：mm价格：元/米公称PE80PE100SDR17.6SDR11SDR17.6SDR11压力0.2MPa压力0.4MPa压力0.6MPa压力1.0MPa外径壁厚价格壁厚价格壁厚价格壁厚价格dn202.34.753.05.832.34.793.05.90252.36.083.07.562.36.163.07.63322.37.963.010.012.38.063.010.04402.310.1

13、23.715.412.310.223.715.55502.915.704.623.982.915.844.624.08633.624.555.838.883.624.805.838.16754.334.926.852.564.335.286.853.28905.250.408.276.685.251.128.277.041106.374.5210.0113.046.375.2410.0114.481257.195.7611.4147.247.196.4811.4148.321408.0119.8812.7183.608.0120.9612.7184.681609.1156.2414.6240.

14、489.1158.0414.6242.6418010.3198.7216.4304.2010.3200.8816.4342.7220011.4244.0818.2374.4011.4246.6018.2378.0022512.8307.8020.5473.7612.8311.0420.5486.0025014.2379.8022.7582.4814.2384.1222.7588.6031517.9601.5628.6927.3617.9608.0428.6934.2035520.2766.0832.31176.4820.2774.3632.31189.0840022.8972.7236.415

15、06.9622.8982.8036.41509.1245025.61229.0440.91902.2425.61242.0040.91906.5650028.41519.9245.52352.2428.41531.0845.52378.8856031.91903.6850.92952.0031.91923.8450.92952.0063035.82424.9657.33700.8035.82429.2857.33740.40研究目的及意义如上所述，聚乙烯PE管应用方面优势有：具有很好的柔韧性，加工的管材可以盘成卷，从而使管网中的接头数量减少；可蛇行铺设，可轻易绕过障碍物，进一步减少接头数量；属

16、热缩新型料，可多次加工成型，使热熔和电容连接成为可能；具有很好的抗腐蚀性，因此，埋地铺设不需要防腐；抗冲击性能好，具有较高搞的的断裂伸率，而且气密性好，气体渗透率低，其绝对粗糙度是钢管的1/20，输气能力比钢管提高30%左右，PE管膨胀系数一般多钢管1-倍左右，PE管对酸，碱，盐及散电流均不敏感，也不会被微生物侵蚀。同时国内外使用聚乙烯PE管的经验比偶名，聚乙烯PE管道连接方便，施工简单，维修少，使用寿命长，而且经济优势明显。本课题的研究内容1.原料的质量控制，生产过程的工艺控制产品的检验）1. 聚乙烯管材的生产及型号规格聚乙烯管的品种聚乙烯管道的配套产品（警示带，示踪线，聚乙烯（PE球阀，钢

17、索过渡接头）2. 聚乙烯管材及管件的运输，堆放，装卸聚乙烯管材的连接技术（热熔对接，点荣成插连接，钢塑连接）3. 设计的埋深管材敷设允许的弯曲半径&蛇行铺设以及特殊地段的敷设本课题研究的实施方案聚乙烯燃气管道是以优质聚乙烯树脂为主要原料，添加必要的抗氧剂，紫外线吸收剂等助剂，经挤出加工而成的一种新型产品，能广泛应用于工作压力0.321.6Mpa.工作温度在2040C内的管道工程中。1, 运行设计：运行设计的管道系统可以根据它的用途，管内压力状况和埋设方式不同的分类，本课题属于运输气体的聚乙烯管道系统。2, 根据输送燃气管的性质，选用相应聚乙烯管。3, 管道设计使用寿命，聚乙烯管道的设计寿命在燃

18、气系统中通常为50年。4, 根据压力选用不同等级的聚乙烯管。管壁厚度应买足使用压力的要求。5, 确定聚乙烯管使用环境条件，根据环境温度与管内介质温度的保护范围，压力，流量和外力荷载等条件达到系统使用的预期寿命。6, 确定管内使用介质的温度范围。7, 确定外力荷载情况，以保证满足静荷载和动荷载同时对管道的作用，管道的变形以及抗浮力的作用8, 根据本科地所需满足的规定流量要求来确定管内径的大小，必须确定最优管内径大小9, 安装设计：本课题聚乙烯管道设计的安装主要由埋地敷设形式组成。埋地敷设设计应遵循柔性管理论。管材对支撑他的回填涂料，密头度，埋设深度，表面负载，以及管材的环刚度成函数关系。填埋层产

19、生的支撑力的大小与其弹性模量成正比。管周围回填材料和质量对管子的变形和承载能力有重要影响。回填土密实度越高，土的弹性模量越大，对管材的变形约束力也越大，能明显提高管子的承载能力。10 ,燃气管常用的有SDR17.6SDR17SDR11。11 ,在燃气管中：环向应力12 ,MRS最小要求强度（Mpa）13,总体使用（设计）系数：保证管道满负荷运行时还有一定的安全度。14,不同燃气管的设计系数：天然气48，液压石油气（气态）16,不含冷凝液的气态液化石油气5.33，人工煤气320,不含冷凝液的人工煤气&15,施工设计：保证设计的埋深，聚乙烯燃气管道严禁用作室内地上管道，只作埋地管道使用。将聚乙烯管

20、道埋设在土壤中，除应遵循一般燃气管道敷设的基本要求外，还应遵循聚乙烯管道敷设的特殊要求，因为聚乙烯管叫金属强度低，所以一定要注意埋深。聚乙烯管道的最小灌顶覆土厚度应符合如下规定：埋设在车型倒下不应小于0.7mO;埋设在非车行道下时,不应小于：0.6m;当采取有效的防护措施后，上述规定可以适当降低。16，管材敷设允许的弯曲半径聚乙烯管柔性好，因此很容易使其弯曲，但弯曲后的管道内侧将产生压应力，外侧将产生拉应力。当材料形变超过一定限度时，会因蠕变发生破坏。聚乙烯燃气管道敷设时，应符合下列规定聚乙烯管材敷设允许的弯曲半径管道公称外径D（mr）允许的弯曲半径R（mmD5050DC160160DC250

21、250D400以上R30DR50DR75DR100DR125D注：管段上有承插接头时，允许的弯曲半径R不应小于125D17, 蛇行敷设因为聚乙烯管的线膨胀系数比金属管高十余倍，所以对温度的变化比较敏感。为避免产生拉应力，聚乙烯应采取蛇行敷设。18, 聚乙烯管连接时的一般规定1、聚乙烯管道不同的连接形式应采用对应的专用连接工具。连接时，不得使用明火加热。2、在寒冷气候（-5C以下）和大风环境条件下进行连接操作时，应采取保护措施或调整施工工艺。3、管材管件存放处与施工现场温差温度较大时，连接前，应将管材和管件在施工现场放置一段时间，使其温度接近施工现场温度。19, 热熔对接（1）预热阶段即电热板预

22、热卷边阶段，两管材（件）端口施加一定压力使其熔融卷边。（2）吸热阶段施加一个较小的压力和一定的时间使热量在所要连接的管材（件）内扩散达到均匀吸热。(3) 转换阶段加热板抽击阶段。使连接管材(件)相接处的时间越短越好。(4)焊接阶段两管材(件)熔化端融合在一起，并施加一定压力。(5)冷却阶段熔合的自然冷却，注意不能有张力和机械应力。20，PE燃气管试验与验收1、聚乙烯燃气管试验和验收符合现行行业标准城镇燃气输配工程及验收规范(CJJ33-89)第七章第一节的规定。2、聚乙烯燃气管道系统安装完毕，在外观检查合格后，应对全系统进行分段吹扫。吹扫合格后，方可。本课题研究的进度安排1月3日-1月10日选

23、择毕业设计题目2月10日-3月15日查阅相关资料，确定实验方案，并完成开题报告。3月15日-5月20日毕业设计实验，获取相关试验数据。5月20日-5月30日撰写、修改毕业设计论文。6月1日-6月5日准备毕业论文答辩。已查阅的主要参考文献ZlatkoTonkovi?,MarijaSomolanji,JosipStoj?i?.LifepredictionofdamagedPE80gaspipes.TechnicalGazette,2009,16:3-4Peretti,A.;Toth,P.Optimizationofapipe-lineforthenaturalgastransportation.R

24、ePEc,2005,1 郑宁来.我国首套PE燃气管专用树脂生产线投产.合成树脂及塑料,2012,DaveYates.GasPipeSizingTakesPlanning.Contractor,2003,2003:8-102 MartinStorb;JimMurphy.One-stepProcessExtrudesCrosslinkedPEPipe.PlasticsMachinery&Auxiliaries,2003,2003:1AbdullahKadayifci;GokhanlsmailTuylu;UlasSenyigit;HasanOz.AResearchonDeterminingtheFr

25、ictionLossesFormedintheSmallDiameterFloppyPolythenePipeLines.AfricanJournalofBiotechnology,2010,09:03周相露埋地PE燃气管温度特性的数值模拟及分析.华中科技大学,20073 A.H.Ashour;H.M.Saad;M.M.Ibrahim.ElectricalConductivityforlrradiated,GraftedPolyethyleneandGraftedPolyethylenewithMetalComplex.EgyptianJournalofSolids,2009,29:02H.O

26、.Wiseman.Weldingpipeforinaturalgaspipelines.LOUISianaDigitalLibraryServerRespository,19564 No,Donghun.Astudyofthecombinedsocketandbuttweldingofplasticpipesusingthroughtransmissioninfraredwelding.OhioLINKElectronicThesisandDissertationCenter,2005Hermkens,Rene;Wolters,Mannes;Weller,Jeroen;Visser,Roy.PVCpipesingasdistribution:stillgoingstrong!.UniversityofTwentePublications,2004廖泽辉；寇睫敏.浅谈聚乙烯(PE)燃气管在城市燃气输配管网中的应用.科技信息，20115 李颖PE燃气管专用料的工艺研究.石化技术,2009,03王占宏PE燃气管的模具及工艺设计.机械工程师,1994.04指导教师意见指导教师签名：年月日