改性聚乙烯内衬膜法修复给水管道的技术研究.docx

改性聚乙烯内衬膜法修复给水管道的技术研究论文作者：张东兴徐洪福魏希柱宋学峰许成君摘要本文提出利用改性聚乙烯管作为内衬膜修复旧给水管道的方法，并研究出一套旧管道修复工艺流程。通过现场实验证明，所研究开发的旧管道修复技术，可以延长旧管道的使用寿命，具有显着的社会效益和经济效益，有着广阔的应用前景。关键词母管改性聚乙烯内衬旧管道修复1．问题的提出给水管网是给水系统的重要组成部分。给水管道在常年的运行中，由于物理、化学、电化学、微生物学等作用，沿管道内壁会逐渐形成不规则的“生长环”。它随着管龄的增长不断增厚，不但使过水断面减少，而且严重影响供水水质。因此，为了改善供水水质，仅从改进水处理工艺和加大投氯量等措施是不够的，应从管道卫生学的观点考虑。对于“超期服役”的给水管道，国内主要采取换管的方法，这样做不仅工期长，而且施工困难、成本高。如果考虑到水质原因，腐蚀穿孔的管道也要更换，那么，供水公司做这项工程所需投资将十分巨大。随着社会经济的不断发展和人民生活水平的逐渐提高，科技进步对现实工程实践贡献率也越来越大。对供水行业来说，现在已经进入到加强管理、提高效益、减少事故和降低漏失的时期。以前对旧管道的修复缺少有效的做法。随着科学技术的日益进步和社会发展，现在可以而且能够通过采用新的技术来解决这个问题。本研究通过实验室的材料分析和现场实验提出一种旧管道更新技术，即利用改性聚乙烯薄膜作为内衬管，使旧管修复达到恢复通水能力，改善水质，减少阻力，并达到防腐的目的。2．课题达到的技术经济指标①旧管道修复所需工程费用及材料费用总和为M，更换一条同样管道所需工程费用及材料费用总和为F。经济指标M=()F②恢复通水能力达95%。③通过实验检测证明内衬材料无毒，无害，对水质无任何影响。④衬管法一次性进深为200m---300m。⑤衬管法所修复的管径均为500mm。3．材料实验改性聚乙烯内衬管是本次实验中采用的新材料。聚乙烯是最重要的通用材料之一，产量居各种塑料之首位。聚乙烯可以用多种方法生产，由于工艺路线和条件不同，所制得聚乙烯的分子结构、分子量、密度、结晶度均有所区别，相应的物理性能也表现各异。例如：低密度聚乙烯较柔软，但强度低，不能满足本次实验的要求；高密度聚乙烯硬度大，柔软性差，易应力开裂，同样不能满足本次实验的要求。为此，本次实验我们将低密度聚乙烯与高密度聚乙烯共混改性来制造满足需要的改性聚乙烯内衬管。LDPE/HDPE共混物的物理性能见表1所示，共混物的红外光谱图见图1。共混物在不同温度下的应力—应变曲线，不同温度下的拉伸屈服应力，不同荷载下的应变—时间曲线见图2，3，4所示。表1LDPE/HDPE共混物的物理性能HDPE/LDPE密度(g/cm3)结晶度(%)邵氏硬度(%)熔体指数(g/10min)软化点(℃)拉伸强度(Mpa)断裂伸长率(%)热变形温度(℃)0/10010/9020/8030/7040/6050/5060/4070/3080/2090/10100/0485052545557596463697049～5153～5552～5553～5656～5755～5758～5959～6161～6262～6463～6576144255467110115750400275100752510101010106065表1及图1给出了两种不同密度的聚乙烯共混物的性能、结构与组成的关系。两种密度不同的聚乙烯按各种比例共混后可得到一系列有中间性能的共混物。这些共混物的性能变化很有规律，符合根据原材料共混物所计算的线性加和值，断裂伸长率及拉伸强度的变化稍有特殊。当在HPPE中掺入的比例少于60/40时，断裂伸长率基本不变，但此时拉伸强度却出现了极大值。经计算认定符合本实验性能要求。由挤出机挤出。4．工艺流程、技术关键问题a、工艺流程由于于国家尚无具体的国标、行业标准，来指导施工，本研究是在试验、推广阶段。所以，只能通过科研实验与合理施工来掌握这项技术，总结、编制出施工管理规程，来指导推广这项工作。我们进行这次实验的主要步骤为：①勘察管道都埋在地下，首先应通过盖特凯管道摄像机探测系统，实际了解被修复管段的管径、埋深、坡度、管段附件以及相关联管段等管线具体情况。判断管道的腐蚀严重程度以及漏失的状况，②断水关闭与被修复管段相连接的阀门，使此管段处于断水状态。然后对被修复管段进行开口，用水泵将管段中剩余的水抽干。③清洗旧管线经过多年运行，管内有相当数量的沉积物附着在管壁上，或沉积在管径底部。清洗管道的方法由两种，即“气压脉冲法”和“高压射流法”。④排渣当清洗管段完成后，管道内还残留着一定量的残渣，利用高压水泵将这些残渣清除出。⑤干燥当管道内的“生长环”及残渣被清除干净后，使管段自然通风干燥或利用空压机吹风干燥。⑥涂衬修复管段完全干燥后，在内衬管外壁均匀涂上适量的粘合剂