自歐美發(fā)達國家六十年代開始采用聚乙烯（PE）管道輸配燃?xì)?，到八十年代中期，技術(shù)已相當(dāng)成熟。我國國家標(biāo)準(zhǔn)聚乙烯燃?xì)夤懿模℅B15558.1：1995）、管件（GB15558.2：1995）和建設(shè)部工程設(shè)計行業(yè)規(guī)程（CJJ63：95）基本上體現(xiàn)了這一成熟水平。但值得注意的是進入九十年代后，聚乙烯燃?xì)夤艿兰夹g(shù)仍在迅速發(fā)展中。本文將就近十年來的一些主要進展做一簡要介紹。
1.管材原料
管材原料方面的主要進展有：
?。?）1989年，比利時SOLVAY公司開發(fā)了第三代聚乙烯管材樹脂，稱為PE100等級。該材料具有雙峰型分子量分布，結(jié)構(gòu)上與第二代（PE80）管材級聚乙烯樹脂顯著不同。PE100較單峰型PE80樹脂性能上的進步主要體現(xiàn)在如幾個方面：優(yōu)異的慢速裂紋增長抵抗能力，卓越的快速裂紋擴展抵抗能力和較好改善了刮痕敏感度，以及具有較高的剛度。PE100在90年代成為聚乙烯管材料發(fā)展的亮點。北歐化工（瑞典和芬蘭）（1993年）、赫斯特（德國）（1996年）、菲納（比利時）（1998年）等廠家陸續(xù)推出自己的PE100產(chǎn)品。PE100的出現(xiàn)有效擴展了聚乙烯燃?xì)夤芸趶椒秶蛪毫^(qū)間。
但應(yīng)指出的是PE100的出現(xiàn)，并不意味著PE80中密度聚乙烯（MDPE）的終結(jié)。PE80MDPE在實踐中表現(xiàn)了優(yōu)異的性能，并由于其良好的可撓性，而便于盤卷和壓扁阻氣。
?。?）聚乙烯管材料長期性能的評價形成了科學(xué)的方法
聚乙烯管材料等級確認(rèn)及命名的基礎(chǔ)是對管材料長期耐內(nèi)壓性能的評價。已形成了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)方法ISO/TR9080：1992，可求取材料的最小要求強度（MRS），并據(jù)此確定塑料管材料的ISO等級。目前商品化的聚乙烯管材料共有5個等級：PE100，PE80，PE63，PE40，PE32。ISO4437：1988要求的材料基本上是PE63和PE80。ISO4437：1997要求的材料則為PE80和PE100。GB15558.1：1995對材料的要求基本含義為PE80。ISO4437：1997中的材料等級分類明確以ISO/TR9080為基礎(chǔ)；而GB15558.1：1995對材料等級的要求近似于ISO4437：1988，此二標(biāo)準(zhǔn)中對長期靜液壓強度的獲取方法與ISO/TR9080尚有相當(dāng)?shù)牟顒e。此外，國內(nèi)目前已開始實際使用PE100材料制造的聚乙烯燃?xì)夤堋?br> ISO的管材料等級分類體系已為除北美部分國家外，世界各國廣泛采納和應(yīng)用。ISOTR/9080：1992的發(fā)布及產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（ISO4437：1997）的要求，使得樹脂制造商依據(jù)ISO/TR9080提供聚乙烯燃?xì)夤懿牧系牡燃壸C明成為必須。歐洲及日本、韓國的樹脂制造商都按照ISO方法，提供其生產(chǎn)的聚乙烯管材混配料的等級和相關(guān)證明。
目前ISO/TR9080已進一步規(guī)范和簡化為ISO：DIS9080：1998，更加簡便、統(tǒng)一和實用。我國已據(jù)此制訂完成相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T18252—2000“塑料管道系統(tǒng)用外推法對熱塑性塑料管材長期靜液壓強度的測定”。
?。?）綜合考察聚乙烯管材料的性能
材料的發(fā)展及管材應(yīng)用的實踐表明，僅僅通過最小要求的強度來選擇聚乙烯燃?xì)夤懿牧鲜遣粔虻摹＝⒃贛RS基礎(chǔ)上的塑料管ISO等級評價體系雖然考慮到了塑料管的主要力學(xué)因素，但不全面。目前比較前面的方法是根據(jù)產(chǎn)品要求的幾種主要力學(xué)性能指標(biāo)，綜合考察最小要求強度（MRS）、快速裂紋擴展（RCP）、慢速裂紋增長（SCG）、耐氣體組分和溫度效應(yīng)。特別是快速裂紋擴展（RCP）、慢速裂紋增長（SCG）試驗方法的研究相當(dāng)活躍。比較成熟的幾種聚乙烯管材料SCG研究方法（NPT、PENT、FNCT）和RCP研究方法（FS、S4）均已或正在形成ISO標(biāo)準(zhǔn)，其中，NPT和FS、S4等方法已為ISO4437：1997采用，用于評價聚乙烯燃?xì)夤懿牧霞肮懿摹?br>2．管道設(shè)計承壓能力與經(jīng)濟管徑
根據(jù)ISO4437：1997，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定最小的總設(shè)計（使用）系數(shù)為2，由此PE80聚乙烯燃?xì)夤艿淖畲蠊ぷ鲏毫蛇_到8bar（SDR11系列）；但實際使用時，均采用了比較大的安全系數(shù)，如英國，PE80燃?xì)夤茏畲蠊ぷ鲏毫νǔ?.5bar（SDR11系列）。我國GB15558.1：1995規(guī)定聚乙烯燃?xì)夤艿淖畲蠊ぷ鲏毫?bar（SDR11系列）。由于PE100的出現(xiàn)，聚乙烯燃?xì)夤艿赖淖畲蠊ぷ鲏毫Ω鶕?jù)標(biāo)準(zhǔn)可達到10bar（SDR11系列），英國實際使用已達到7bar，于1989年進行區(qū)域現(xiàn)場試驗成功后，到1992年，即已鋪設(shè)150km的管子。法國煤氣公司已使用到8bar（PE100，SDR11）。德國等國家聚乙烯燃?xì)夤艿酪咽褂玫?0bar（PE100，SDR11）。
美國煤氣協(xié)會（AGA）也正在做提高聚乙烯燃?xì)夤艿雷畲笤试S工作壓力的努力，擬從100psi（6.9bar）（SDR11）提高到125psi（8.6bar）（SDR11），相應(yīng)聚乙烯燃?xì)夤艿脑O(shè)計系數(shù)（F）從0.32提高0.40。
ISO4437：1997規(guī)定聚乙烯燃?xì)夤懿牡淖畲笸鈴綖?30mm，但實際應(yīng)用的聚乙烯管道均低于此外徑，如英國煤氣公司（BG）使用的聚乙烯管道最大外徑為500mm?？紤]到經(jīng)濟性，聚乙烯燃?xì)夤苡昧孔畲蟮脑?50mm外徑以下。PE100的設(shè)計應(yīng)力提高，使得其具有競爭力的管材外徑得到提高。我國聚乙烯燃?xì)夤軜?biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最大外徑為250mm，但目前實際已使用到400mm。
盡管聚乙烯燃?xì)夤艿缹嶋H使用中，還從來沒有發(fā)生過快速開裂事故，但對聚乙烯燃?xì)夤艿揽焖倭鸭y擴展的研究在90年代卻得以深入的發(fā)展，突出表現(xiàn)在小尺寸穩(wěn)態(tài)試驗（S4）方法（英國帝國理工大學(xué)提出）的建立及基于該方法的大量研究。盡管有關(guān)研究還在繼續(xù)，而且根據(jù)目前的研究成果，在聚乙烯燃?xì)夤艿膶嶋H應(yīng)用過程中，可能發(fā)生快速裂紋擴展的可能性非常非常低，并已存在一些初步有效的設(shè)計控制方法。但ISO4427：1997及有關(guān)歐洲標(biāo)準(zhǔn)已明確提出對聚乙烯燃?xì)夤芗捌洳牧系牡挚箍焖倭鸭y擴展性能（全尺寸實驗方法及S4實驗方法）的要求。
3．熔接技術(shù)
聚乙烯燃?xì)夤艿涝谌劢蛹夹g(shù)方面的主要進展有：
(1）電熔連接的發(fā)展關(guān)于電熔連接的第一項專利是在1954年取得的，但直到1975年由瑞士GeorgFisher公司設(shè)計的適合于燃?xì)庀到y(tǒng)的電熔管件制造線才出現(xiàn)。然而使用電熔管件進行燃?xì)夤艿赖倪B接是八十年代在歐洲才全面發(fā)展起來的。進入九十年代中期，電熔連接技術(shù)在美國、日本等國家也得到了較快的發(fā)展。九十年代電熔連接技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在：
1）管件的材質(zhì)緊跟管材材質(zhì)的發(fā)展，國際上已有多家電熔管件制造商開發(fā)生產(chǎn)PE100材料的管件。
2）電熔管件的結(jié)構(gòu)經(jīng)過不斷的發(fā)展，改進，走向成熟。具有寬的熔接區(qū)，較長的插入深度和冷卻區(qū)。GeorgFisher公司1997年推出了它的模塊化設(shè)計的電熔鞍形管件和過渡管件系統(tǒng)，實現(xiàn)了由一些基本元件在車間和施工現(xiàn)場組合成所需管件，減少庫存，方便應(yīng)用。
3）電熔連接設(shè)備已進入第三代（多功能），可以現(xiàn)場進行熔接質(zhì)量控制，并且確保設(shè)備和安裝的可追溯性。
4）電熔管件的自動識別系統(tǒng)可使電能按照一定方式自動輸與電熔管件，在九十年代后期，實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。有三種類型：數(shù)字識別系統(tǒng)，機電識別系統(tǒng)和自調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
目前大多數(shù)電熔管件采用的是數(shù)字識別系統(tǒng)，熔接參數(shù)以及其它信息以代碼的形式記錄在條形碼、磁卡等數(shù)據(jù)載體上，熔接控制器從上述載體中讀出參數(shù)后自動控制熔接。
最為常用的是條形碼，有兩類標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)：24位的交叉2/5碼和32位的交叉2/5碼。使用條形碼記錄熔接數(shù)據(jù)為電熔管件制造商和熔接控制器制造商提供了很多便利：管件制造商可在條形碼上記錄它所認(rèn)為正確的熔接參數(shù)；熔接控制器制造商可自由設(shè)計它自己的軟件和機器，可以決定那些數(shù)據(jù)需要顯示，哪些命令需要執(zhí)行以及數(shù)據(jù)的記憶方法等等。
磁卡在具有上述優(yōu)點的同時，還具有如下優(yōu)點：存儲數(shù)據(jù)的空間更大；可以用做熔接操作員的“通行證”。因而被認(rèn)為更有利于聚乙烯燃?xì)夤艿腊惭b的質(zhì)量控制。
機電識別系統(tǒng)的主要特點是將設(shè)置在電熔管件的識別電阻的測量值轉(zhuǎn)換為熔接時間。此外，還有管件識別等功能。該系統(tǒng)要求電熔管件的接線柱端頭具有特殊的結(jié)構(gòu)。英國FUSION公司電熔管件即是在通電柱頭上附加識別電阻。
自調(diào)節(jié)系統(tǒng)是利用熔接時管材管件界面處電熱絲周圍的聚乙烯材料由固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，體積膨脹導(dǎo)致熔接區(qū)域壓力增高的特性來自動切斷電能的供應(yīng)。這種調(diào)節(jié)方式自動地考慮到了管材管件的裝配偏差，環(huán)境溫度，控制器的輸出電壓和管件電熱絲的電阻等因素對熔接的影響。法國燃?xì)夤竞蚉EI公司共同研制成功的自動調(diào)節(jié)電熔管件（RAR），在承口處設(shè)校準(zhǔn)井，內(nèi)置一個與電熔控制器相連的傳感器。焊接時，熔化聚乙烯材料向外熱膨脹，傳感器將此信號傳遞給熔接控制器，而自動停止焊接。
5）近年電熔管件成型技術(shù)最主要的進展是成型的自動化。芬蘭Tooler公司推出了EfimaticL63電熔管件全自動化制造系統(tǒng)，最大生產(chǎn)能力每小時1000件，不僅保證了電熔管件制造的精度，而且極大地提高了生產(chǎn)效率，增加了產(chǎn)品的市場競爭力。當(dāng)電熔管件直徑增大時，壁厚加大，注塑成型的冷卻時間過長，極大地影響了管件的制造效率。為此，日本東京煤氣公司等開發(fā)了電熔管件的多層成型技術(shù)（MLMT）。
(2）熱熔連接的發(fā)展
熱熔對接設(shè)備的發(fā)展方向是全自動化，不僅可消除人為因素，并且可實現(xiàn)可追溯性。英國燃?xì)夤臼紫冗M行研制，主要是針對大口徑管子，因為傳統(tǒng)機器用于直徑大于315mm的管子時已出現(xiàn)問題。英國、德國、比利時、法國、美國等均已開發(fā)半自動、全自動設(shè)備。
對聚乙烯管道熱熔對接工藝的研究一直在進行。目前一些主要國家（如英國、德國、比利時、芬蘭等）聚乙烯管道熱熔對接的工藝參數(shù)不盡相同，而且由于材料的不斷發(fā)展，對工藝變化的要求也是必然的。
采用比較廣泛的熔接工藝是德國焊接協(xié)會（DVS）發(fā)布的。比利時根特大學(xué)對DVS的熔接工藝改變了兩個參數(shù)：溫度由215℃提高到225℃；加熱壓力降低了50%。并認(rèn)為壓力有進一步降低的可行性。
瑞典排污塑料管質(zhì)量委員會（KP-Council）根據(jù)實際經(jīng)驗的研究認(rèn)為，冷卻時間應(yīng)進一步延長，特別是對厚壁管材。
1993年，英國水研究中心（WRC）提出一種“雙壓”（dualpressure）連接法用于壁厚大于20mm聚乙烯管的連接。該方法與通常的焊接程序的主要差別在熔接階段的冷卻壓力降低。
熱熔對接的非破壞性檢驗也是一個發(fā)展研究的一個重要內(nèi)容。美國McElory公司推出了聚乙烯管熱熔對接接頭的超聲波檢查系統(tǒng)——Ultra-Mc。其原理是當(dāng)透射超聲波遇到界面時，會全部或部分反射。該系統(tǒng)由微機控制并對檢查結(jié)果進行分析判斷。檢查的口徑范圍目前為DN63——315mm。
(3）管道連接新方法的開發(fā)
美國天然氣研究所（GRI）開發(fā)了用于連接和修理聚乙烯天然氣輸配管線的新方法。該方法使用了一個稱為“SmartHeat”的自調(diào)、恒溫加熱的新技術(shù)。該技術(shù)具有能較好地控制溫度，連接件和裝配費用低的優(yōu)點。其產(chǎn)品于1995年在美國開始了商業(yè)銷售。
4.可追溯性與質(zhì)量保證體系
為保證燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)安全，要求有關(guān)各方建立有效的質(zhì)量保證體系。根據(jù)ISO9000系列標(biāo)準(zhǔn)建立的質(zhì)量保證體系的一個要素是可追溯性。
可追溯性的最初含義是制造代碼（制造批次的區(qū)分），可確保最終用戶通過供應(yīng)商追溯所需要的必要信息，直到原材料的批次。但目前歐洲一些采用聚乙烯管道的燃?xì)夤緮U展了對可追溯性的要求，其中包括何時、何地、由誰，什么產(chǎn)品（管材、管件、閥門）被安裝在管網(wǎng)中，及所采用的連接技術(shù)。
聚乙烯燃?xì)夤艿缿?yīng)用發(fā)展到90年代，產(chǎn)生了一些明顯的變化。如電熔連接多功能控制器的采用，和管網(wǎng)安裝中獨立承包商的介入，責(zé)任需要明確界定。顯然首先要求的是可靠的數(shù)據(jù)記錄。采用電子數(shù)據(jù)處理設(shè)備的先進熔接控制器可在現(xiàn)場自動記錄所要求的數(shù)據(jù)。使燃?xì)夤咎岣呓y(tǒng)計分析的效率（安裝產(chǎn)品的數(shù)量、采用的連接技術(shù)、完成任務(wù)的數(shù)量等），同時也有助于評價產(chǎn)品供應(yīng)商和安裝隊伍的表現(xiàn)。如果破壞發(fā)生，詳細(xì)的數(shù)據(jù)在破壞分析中非常有用，并且有助于預(yù)防和糾正計劃。
可追溯性延伸了電熔管件數(shù)據(jù)載體的數(shù)據(jù)的范圍，因此要求采用磁卡或32位的條形碼。
5.大口徑盤卷管材
傳統(tǒng)上，對于外徑≤63mm的聚乙烯管材，可以以盤管形式供貨。GB15558.1—1995規(guī)定“可盤管的管材外徑宜不大于110mm”。但近十年的發(fā)展趨勢是可盤管的管材外徑擴大。如法國煤氣公司所用的聚乙烯管材，外徑≤63mm的聚乙烯管材，以盤管形式供貨；63mm<外徑≤160mm的管材，以大線輪形式供貨；外徑≥200mm的管材，以直管的形式供貨。
美國燃?xì)饧夹g(shù)研究所（IGT）也研究開發(fā)了盤卷、運輸、安裝大口徑聚乙烯燃?xì)夤艿男路椒ā，F(xiàn)大口徑盤卷PE管，通常指4英寸（101.6mm）和6英寸（152.4mm）直徑，長度為250英尺（76m）至1000英尺（384m），在美國已廣泛采用，美國燃?xì)夤I(yè)每年因此節(jié)約四千萬美圓。
盤卷管通常需要進行整圓處理，有些盤卷管可能還需要拉直。直徑愈大，溫度愈低，材料的密度愈高，愈有可能需要拉直。實踐經(jīng)驗表明，4英寸SDR11的管材，在溫度60℉（15℃）之上，通常不需要拉直處理。
6.非開挖技術(shù)
非開挖施工技術(shù)（TrenchlessTechnology）是指利用各種巖土鉆掘的技術(shù)手段，在地表不開溝（槽）的條件下鋪設(shè)、更換或修復(fù)各種地下管線的施工技術(shù)。與傳統(tǒng)的挖槽施工法相比，非開挖施工技術(shù)具有不影響交通、不破壞環(huán)境、施工周期短、綜合施工成本低且社會效益顯著等優(yōu)點。非開挖施工技術(shù)種類較多，可用于鋪設(shè)新管線、更新舊管線（原位更換）和修復(fù)舊管線。采用非開挖技術(shù)施工聚乙烯燃?xì)夤軣o論是在歐美，還是亞洲的日本、香港等地，均已比較廣泛應(yīng)用。常用的有水平定向鉆進施工法（HDD）（鋪設(shè)新管）、傳統(tǒng)內(nèi)襯法（舊管道的穿插更新，插入的PE管與舊管道之間有一定間隙）、改進內(nèi)襯法（PE管在送入舊管道之前，進行折疊變形處理，或通過熱拔和冷軋進行縮徑，進入舊管后，通過加熱、加壓或自然作用使得PE管與舊管道達到緊密配合）、爆管或脹管法（對舊管道的原位更換）。由于聚乙烯管道具有一體化的管道連接方式（熔接），優(yōu)良的撓性和良好的抵抗刮痕開裂的能力，因而用于非開挖工程，具有更為獨特的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢。
7.聚乙烯燃?xì)夤艿赖亩ㄎ?/b>
傳統(tǒng)上聚乙烯燃?xì)夤艿啦捎媒饘偈聚櫨€或薄膜型檢測帶來定位。近年來，美國天然氣研究所（GRI）對另外的定位方法進行了研究，包括聲波示蹤系統(tǒng)、電子信標(biāo)系統(tǒng)和磁性PE管系統(tǒng)。其中，磁性PE管最為引人注目，它是在聚乙烯材料中加入磁性粒子，在擠出管材時，通過旋轉(zhuǎn)磁化器對管材施加正弦磁力場。探測管子的磁力場可以對埋地的PE管準(zhǔn)確定位。研究認(rèn)為該方法具有費用經(jīng)濟、永久可靠的優(yōu)點。美國PhilipsDriscopipe公司1998年推出了磁性PE燃?xì)夤墚a(chǎn)品。
自本文所述，可以看到聚乙烯燃?xì)夤艿腊l(fā)展總的目標(biāo)為：拓展聚乙烯管道的應(yīng)用范圍；降低運行維護費用；發(fā)展新的安裝方法；提高管線系統(tǒng)的可靠性和安全性。有些技術(shù)尚有待于實踐的進一步檢驗。有些技術(shù)則由于國情及發(fā)展階段、發(fā)展基礎(chǔ)的不同，在我國目前尚無法得到應(yīng)用，但應(yīng)得到關(guān)注。本文對我國聚乙烯燃?xì)夤艿赖陌l(fā)展提出如下建議：
1.關(guān)于我國聚乙烯燃?xì)夤車覙?biāo)準(zhǔn)的修訂
我國聚乙烯燃?xì)夤車覙?biāo)準(zhǔn)目前正在修訂，修訂將充分考慮到技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，管材原料將明確為PE80和PE100燃?xì)夤苡没炫淞?；管材?biāo)準(zhǔn)中將規(guī)定PE100原料制造的SDR11的聚乙烯燃?xì)夤茏畲蠊ぷ鲏毫?0bar；管材最大公稱外徑將由目前的250mm擴大到630mm。
2.關(guān)于城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范的修訂
我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB50028“城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范”目前正在修訂中，根據(jù)修訂本征求意見稿（2001年8月），我國城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿腊摧斔蛪毫分為7級（表1）。
表1城鎮(zhèn)燃?xì)廨斔蛪毫Γū韷海┓旨?br> 名稱
1.管材原料
管材原料方面的主要進展有：
?。?）1989年，比利時SOLVAY公司開發(fā)了第三代聚乙烯管材樹脂，稱為PE100等級。該材料具有雙峰型分子量分布，結(jié)構(gòu)上與第二代（PE80）管材級聚乙烯樹脂顯著不同。PE100較單峰型PE80樹脂性能上的進步主要體現(xiàn)在如幾個方面：優(yōu)異的慢速裂紋增長抵抗能力，卓越的快速裂紋擴展抵抗能力和較好改善了刮痕敏感度，以及具有較高的剛度。PE100在90年代成為聚乙烯管材料發(fā)展的亮點。北歐化工（瑞典和芬蘭）（1993年）、赫斯特（德國）（1996年）、菲納（比利時）（1998年）等廠家陸續(xù)推出自己的PE100產(chǎn)品。PE100的出現(xiàn)有效擴展了聚乙烯燃?xì)夤芸趶椒秶蛪毫^(qū)間。
但應(yīng)指出的是PE100的出現(xiàn)，并不意味著PE80中密度聚乙烯（MDPE）的終結(jié)。PE80MDPE在實踐中表現(xiàn)了優(yōu)異的性能，并由于其良好的可撓性，而便于盤卷和壓扁阻氣。
?。?）聚乙烯管材料長期性能的評價形成了科學(xué)的方法
聚乙烯管材料等級確認(rèn)及命名的基礎(chǔ)是對管材料長期耐內(nèi)壓性能的評價。已形成了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)方法ISO/TR9080：1992，可求取材料的最小要求強度（MRS），并據(jù)此確定塑料管材料的ISO等級。目前商品化的聚乙烯管材料共有5個等級：PE100，PE80，PE63，PE40，PE32。ISO4437：1988要求的材料基本上是PE63和PE80。ISO4437：1997要求的材料則為PE80和PE100。GB15558.1：1995對材料的要求基本含義為PE80。ISO4437：1997中的材料等級分類明確以ISO/TR9080為基礎(chǔ)；而GB15558.1：1995對材料等級的要求近似于ISO4437：1988，此二標(biāo)準(zhǔn)中對長期靜液壓強度的獲取方法與ISO/TR9080尚有相當(dāng)?shù)牟顒e。此外，國內(nèi)目前已開始實際使用PE100材料制造的聚乙烯燃?xì)夤堋?br> ISO的管材料等級分類體系已為除北美部分國家外，世界各國廣泛采納和應(yīng)用。ISOTR/9080：1992的發(fā)布及產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（ISO4437：1997）的要求，使得樹脂制造商依據(jù)ISO/TR9080提供聚乙烯燃?xì)夤懿牧系牡燃壸C明成為必須。歐洲及日本、韓國的樹脂制造商都按照ISO方法，提供其生產(chǎn)的聚乙烯管材混配料的等級和相關(guān)證明。
目前ISO/TR9080已進一步規(guī)范和簡化為ISO：DIS9080：1998，更加簡便、統(tǒng)一和實用。我國已據(jù)此制訂完成相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T18252—2000“塑料管道系統(tǒng)用外推法對熱塑性塑料管材長期靜液壓強度的測定”。
?。?）綜合考察聚乙烯管材料的性能
材料的發(fā)展及管材應(yīng)用的實踐表明，僅僅通過最小要求的強度來選擇聚乙烯燃?xì)夤懿牧鲜遣粔虻摹＝⒃贛RS基礎(chǔ)上的塑料管ISO等級評價體系雖然考慮到了塑料管的主要力學(xué)因素，但不全面。目前比較前面的方法是根據(jù)產(chǎn)品要求的幾種主要力學(xué)性能指標(biāo)，綜合考察最小要求強度（MRS）、快速裂紋擴展（RCP）、慢速裂紋增長（SCG）、耐氣體組分和溫度效應(yīng)。特別是快速裂紋擴展（RCP）、慢速裂紋增長（SCG）試驗方法的研究相當(dāng)活躍。比較成熟的幾種聚乙烯管材料SCG研究方法（NPT、PENT、FNCT）和RCP研究方法（FS、S4）均已或正在形成ISO標(biāo)準(zhǔn)，其中，NPT和FS、S4等方法已為ISO4437：1997采用，用于評價聚乙烯燃?xì)夤懿牧霞肮懿摹?br>2．管道設(shè)計承壓能力與經(jīng)濟管徑
根據(jù)ISO4437：1997，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定最小的總設(shè)計（使用）系數(shù)為2，由此PE80聚乙烯燃?xì)夤艿淖畲蠊ぷ鲏毫蛇_到8bar（SDR11系列）；但實際使用時，均采用了比較大的安全系數(shù)，如英國，PE80燃?xì)夤茏畲蠊ぷ鲏毫νǔ?.5bar（SDR11系列）。我國GB15558.1：1995規(guī)定聚乙烯燃?xì)夤艿淖畲蠊ぷ鲏毫?bar（SDR11系列）。由于PE100的出現(xiàn)，聚乙烯燃?xì)夤艿赖淖畲蠊ぷ鲏毫Ω鶕?jù)標(biāo)準(zhǔn)可達到10bar（SDR11系列），英國實際使用已達到7bar，于1989年進行區(qū)域現(xiàn)場試驗成功后，到1992年，即已鋪設(shè)150km的管子。法國煤氣公司已使用到8bar（PE100，SDR11）。德國等國家聚乙烯燃?xì)夤艿酪咽褂玫?0bar（PE100，SDR11）。
美國煤氣協(xié)會（AGA）也正在做提高聚乙烯燃?xì)夤艿雷畲笤试S工作壓力的努力，擬從100psi（6.9bar）（SDR11）提高到125psi（8.6bar）（SDR11），相應(yīng)聚乙烯燃?xì)夤艿脑O(shè)計系數(shù)（F）從0.32提高0.40。
ISO4437：1997規(guī)定聚乙烯燃?xì)夤懿牡淖畲笸鈴綖?30mm，但實際應(yīng)用的聚乙烯管道均低于此外徑，如英國煤氣公司（BG）使用的聚乙烯管道最大外徑為500mm?？紤]到經(jīng)濟性，聚乙烯燃?xì)夤苡昧孔畲蟮脑?50mm外徑以下。PE100的設(shè)計應(yīng)力提高，使得其具有競爭力的管材外徑得到提高。我國聚乙烯燃?xì)夤軜?biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最大外徑為250mm，但目前實際已使用到400mm。
盡管聚乙烯燃?xì)夤艿缹嶋H使用中，還從來沒有發(fā)生過快速開裂事故，但對聚乙烯燃?xì)夤艿揽焖倭鸭y擴展的研究在90年代卻得以深入的發(fā)展，突出表現(xiàn)在小尺寸穩(wěn)態(tài)試驗（S4）方法（英國帝國理工大學(xué)提出）的建立及基于該方法的大量研究。盡管有關(guān)研究還在繼續(xù)，而且根據(jù)目前的研究成果，在聚乙烯燃?xì)夤艿膶嶋H應(yīng)用過程中，可能發(fā)生快速裂紋擴展的可能性非常非常低，并已存在一些初步有效的設(shè)計控制方法。但ISO4427：1997及有關(guān)歐洲標(biāo)準(zhǔn)已明確提出對聚乙烯燃?xì)夤芗捌洳牧系牡挚箍焖倭鸭y擴展性能（全尺寸實驗方法及S4實驗方法）的要求。
3．熔接技術(shù)
聚乙烯燃?xì)夤艿涝谌劢蛹夹g(shù)方面的主要進展有：
(1）電熔連接的發(fā)展關(guān)于電熔連接的第一項專利是在1954年取得的，但直到1975年由瑞士GeorgFisher公司設(shè)計的適合于燃?xì)庀到y(tǒng)的電熔管件制造線才出現(xiàn)。然而使用電熔管件進行燃?xì)夤艿赖倪B接是八十年代在歐洲才全面發(fā)展起來的。進入九十年代中期，電熔連接技術(shù)在美國、日本等國家也得到了較快的發(fā)展。九十年代電熔連接技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在：
1）管件的材質(zhì)緊跟管材材質(zhì)的發(fā)展，國際上已有多家電熔管件制造商開發(fā)生產(chǎn)PE100材料的管件。
2）電熔管件的結(jié)構(gòu)經(jīng)過不斷的發(fā)展，改進，走向成熟。具有寬的熔接區(qū)，較長的插入深度和冷卻區(qū)。GeorgFisher公司1997年推出了它的模塊化設(shè)計的電熔鞍形管件和過渡管件系統(tǒng)，實現(xiàn)了由一些基本元件在車間和施工現(xiàn)場組合成所需管件，減少庫存，方便應(yīng)用。
3）電熔連接設(shè)備已進入第三代（多功能），可以現(xiàn)場進行熔接質(zhì)量控制，并且確保設(shè)備和安裝的可追溯性。
4）電熔管件的自動識別系統(tǒng)可使電能按照一定方式自動輸與電熔管件，在九十年代后期，實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。有三種類型：數(shù)字識別系統(tǒng)，機電識別系統(tǒng)和自調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
目前大多數(shù)電熔管件采用的是數(shù)字識別系統(tǒng)，熔接參數(shù)以及其它信息以代碼的形式記錄在條形碼、磁卡等數(shù)據(jù)載體上，熔接控制器從上述載體中讀出參數(shù)后自動控制熔接。
最為常用的是條形碼，有兩類標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)：24位的交叉2/5碼和32位的交叉2/5碼。使用條形碼記錄熔接數(shù)據(jù)為電熔管件制造商和熔接控制器制造商提供了很多便利：管件制造商可在條形碼上記錄它所認(rèn)為正確的熔接參數(shù)；熔接控制器制造商可自由設(shè)計它自己的軟件和機器，可以決定那些數(shù)據(jù)需要顯示，哪些命令需要執(zhí)行以及數(shù)據(jù)的記憶方法等等。
磁卡在具有上述優(yōu)點的同時，還具有如下優(yōu)點：存儲數(shù)據(jù)的空間更大；可以用做熔接操作員的“通行證”。因而被認(rèn)為更有利于聚乙烯燃?xì)夤艿腊惭b的質(zhì)量控制。
機電識別系統(tǒng)的主要特點是將設(shè)置在電熔管件的識別電阻的測量值轉(zhuǎn)換為熔接時間。此外，還有管件識別等功能。該系統(tǒng)要求電熔管件的接線柱端頭具有特殊的結(jié)構(gòu)。英國FUSION公司電熔管件即是在通電柱頭上附加識別電阻。
自調(diào)節(jié)系統(tǒng)是利用熔接時管材管件界面處電熱絲周圍的聚乙烯材料由固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，體積膨脹導(dǎo)致熔接區(qū)域壓力增高的特性來自動切斷電能的供應(yīng)。這種調(diào)節(jié)方式自動地考慮到了管材管件的裝配偏差，環(huán)境溫度，控制器的輸出電壓和管件電熱絲的電阻等因素對熔接的影響。法國燃?xì)夤竞蚉EI公司共同研制成功的自動調(diào)節(jié)電熔管件（RAR），在承口處設(shè)校準(zhǔn)井，內(nèi)置一個與電熔控制器相連的傳感器。焊接時，熔化聚乙烯材料向外熱膨脹，傳感器將此信號傳遞給熔接控制器，而自動停止焊接。
5）近年電熔管件成型技術(shù)最主要的進展是成型的自動化。芬蘭Tooler公司推出了EfimaticL63電熔管件全自動化制造系統(tǒng)，最大生產(chǎn)能力每小時1000件，不僅保證了電熔管件制造的精度，而且極大地提高了生產(chǎn)效率，增加了產(chǎn)品的市場競爭力。當(dāng)電熔管件直徑增大時，壁厚加大，注塑成型的冷卻時間過長，極大地影響了管件的制造效率。為此，日本東京煤氣公司等開發(fā)了電熔管件的多層成型技術(shù)（MLMT）。
(2）熱熔連接的發(fā)展
熱熔對接設(shè)備的發(fā)展方向是全自動化，不僅可消除人為因素，并且可實現(xiàn)可追溯性。英國燃?xì)夤臼紫冗M行研制，主要是針對大口徑管子，因為傳統(tǒng)機器用于直徑大于315mm的管子時已出現(xiàn)問題。英國、德國、比利時、法國、美國等均已開發(fā)半自動、全自動設(shè)備。
對聚乙烯管道熱熔對接工藝的研究一直在進行。目前一些主要國家（如英國、德國、比利時、芬蘭等）聚乙烯管道熱熔對接的工藝參數(shù)不盡相同，而且由于材料的不斷發(fā)展，對工藝變化的要求也是必然的。
采用比較廣泛的熔接工藝是德國焊接協(xié)會（DVS）發(fā)布的。比利時根特大學(xué)對DVS的熔接工藝改變了兩個參數(shù)：溫度由215℃提高到225℃；加熱壓力降低了50%。并認(rèn)為壓力有進一步降低的可行性。
瑞典排污塑料管質(zhì)量委員會（KP-Council）根據(jù)實際經(jīng)驗的研究認(rèn)為，冷卻時間應(yīng)進一步延長，特別是對厚壁管材。
1993年，英國水研究中心（WRC）提出一種“雙壓”（dualpressure）連接法用于壁厚大于20mm聚乙烯管的連接。該方法與通常的焊接程序的主要差別在熔接階段的冷卻壓力降低。
熱熔對接的非破壞性檢驗也是一個發(fā)展研究的一個重要內(nèi)容。美國McElory公司推出了聚乙烯管熱熔對接接頭的超聲波檢查系統(tǒng)——Ultra-Mc。其原理是當(dāng)透射超聲波遇到界面時，會全部或部分反射。該系統(tǒng)由微機控制并對檢查結(jié)果進行分析判斷。檢查的口徑范圍目前為DN63——315mm。
(3）管道連接新方法的開發(fā)
美國天然氣研究所（GRI）開發(fā)了用于連接和修理聚乙烯天然氣輸配管線的新方法。該方法使用了一個稱為“SmartHeat”的自調(diào)、恒溫加熱的新技術(shù)。該技術(shù)具有能較好地控制溫度，連接件和裝配費用低的優(yōu)點。其產(chǎn)品于1995年在美國開始了商業(yè)銷售。
4.可追溯性與質(zhì)量保證體系
為保證燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)安全，要求有關(guān)各方建立有效的質(zhì)量保證體系。根據(jù)ISO9000系列標(biāo)準(zhǔn)建立的質(zhì)量保證體系的一個要素是可追溯性。
可追溯性的最初含義是制造代碼（制造批次的區(qū)分），可確保最終用戶通過供應(yīng)商追溯所需要的必要信息，直到原材料的批次。但目前歐洲一些采用聚乙烯管道的燃?xì)夤緮U展了對可追溯性的要求，其中包括何時、何地、由誰，什么產(chǎn)品（管材、管件、閥門）被安裝在管網(wǎng)中，及所采用的連接技術(shù)。
聚乙烯燃?xì)夤艿缿?yīng)用發(fā)展到90年代，產(chǎn)生了一些明顯的變化。如電熔連接多功能控制器的采用，和管網(wǎng)安裝中獨立承包商的介入，責(zé)任需要明確界定。顯然首先要求的是可靠的數(shù)據(jù)記錄。采用電子數(shù)據(jù)處理設(shè)備的先進熔接控制器可在現(xiàn)場自動記錄所要求的數(shù)據(jù)。使燃?xì)夤咎岣呓y(tǒng)計分析的效率（安裝產(chǎn)品的數(shù)量、采用的連接技術(shù)、完成任務(wù)的數(shù)量等），同時也有助于評價產(chǎn)品供應(yīng)商和安裝隊伍的表現(xiàn)。如果破壞發(fā)生，詳細(xì)的數(shù)據(jù)在破壞分析中非常有用，并且有助于預(yù)防和糾正計劃。
可追溯性延伸了電熔管件數(shù)據(jù)載體的數(shù)據(jù)的范圍，因此要求采用磁卡或32位的條形碼。
5.大口徑盤卷管材
傳統(tǒng)上，對于外徑≤63mm的聚乙烯管材，可以以盤管形式供貨。GB15558.1—1995規(guī)定“可盤管的管材外徑宜不大于110mm”。但近十年的發(fā)展趨勢是可盤管的管材外徑擴大。如法國煤氣公司所用的聚乙烯管材，外徑≤63mm的聚乙烯管材，以盤管形式供貨；63mm<外徑≤160mm的管材，以大線輪形式供貨；外徑≥200mm的管材，以直管的形式供貨。
美國燃?xì)饧夹g(shù)研究所（IGT）也研究開發(fā)了盤卷、運輸、安裝大口徑聚乙烯燃?xì)夤艿男路椒ā，F(xiàn)大口徑盤卷PE管，通常指4英寸（101.6mm）和6英寸（152.4mm）直徑，長度為250英尺（76m）至1000英尺（384m），在美國已廣泛采用，美國燃?xì)夤I(yè)每年因此節(jié)約四千萬美圓。
盤卷管通常需要進行整圓處理，有些盤卷管可能還需要拉直。直徑愈大，溫度愈低，材料的密度愈高，愈有可能需要拉直。實踐經(jīng)驗表明，4英寸SDR11的管材，在溫度60℉（15℃）之上，通常不需要拉直處理。
6.非開挖技術(shù)
非開挖施工技術(shù)（TrenchlessTechnology）是指利用各種巖土鉆掘的技術(shù)手段，在地表不開溝（槽）的條件下鋪設(shè)、更換或修復(fù)各種地下管線的施工技術(shù)。與傳統(tǒng)的挖槽施工法相比，非開挖施工技術(shù)具有不影響交通、不破壞環(huán)境、施工周期短、綜合施工成本低且社會效益顯著等優(yōu)點。非開挖施工技術(shù)種類較多，可用于鋪設(shè)新管線、更新舊管線（原位更換）和修復(fù)舊管線。采用非開挖技術(shù)施工聚乙烯燃?xì)夤軣o論是在歐美，還是亞洲的日本、香港等地，均已比較廣泛應(yīng)用。常用的有水平定向鉆進施工法（HDD）（鋪設(shè)新管）、傳統(tǒng)內(nèi)襯法（舊管道的穿插更新，插入的PE管與舊管道之間有一定間隙）、改進內(nèi)襯法（PE管在送入舊管道之前，進行折疊變形處理，或通過熱拔和冷軋進行縮徑，進入舊管后，通過加熱、加壓或自然作用使得PE管與舊管道達到緊密配合）、爆管或脹管法（對舊管道的原位更換）。由于聚乙烯管道具有一體化的管道連接方式（熔接），優(yōu)良的撓性和良好的抵抗刮痕開裂的能力，因而用于非開挖工程，具有更為獨特的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢。
7.聚乙烯燃?xì)夤艿赖亩ㄎ?/b>
傳統(tǒng)上聚乙烯燃?xì)夤艿啦捎媒饘偈聚櫨€或薄膜型檢測帶來定位。近年來，美國天然氣研究所（GRI）對另外的定位方法進行了研究，包括聲波示蹤系統(tǒng)、電子信標(biāo)系統(tǒng)和磁性PE管系統(tǒng)。其中，磁性PE管最為引人注目，它是在聚乙烯材料中加入磁性粒子，在擠出管材時，通過旋轉(zhuǎn)磁化器對管材施加正弦磁力場。探測管子的磁力場可以對埋地的PE管準(zhǔn)確定位。研究認(rèn)為該方法具有費用經(jīng)濟、永久可靠的優(yōu)點。美國PhilipsDriscopipe公司1998年推出了磁性PE燃?xì)夤墚a(chǎn)品。
自本文所述，可以看到聚乙烯燃?xì)夤艿腊l(fā)展總的目標(biāo)為：拓展聚乙烯管道的應(yīng)用范圍；降低運行維護費用；發(fā)展新的安裝方法；提高管線系統(tǒng)的可靠性和安全性。有些技術(shù)尚有待于實踐的進一步檢驗。有些技術(shù)則由于國情及發(fā)展階段、發(fā)展基礎(chǔ)的不同，在我國目前尚無法得到應(yīng)用，但應(yīng)得到關(guān)注。本文對我國聚乙烯燃?xì)夤艿赖陌l(fā)展提出如下建議：
1.關(guān)于我國聚乙烯燃?xì)夤車覙?biāo)準(zhǔn)的修訂
我國聚乙烯燃?xì)夤車覙?biāo)準(zhǔn)目前正在修訂，修訂將充分考慮到技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，管材原料將明確為PE80和PE100燃?xì)夤苡没炫淞?；管材?biāo)準(zhǔn)中將規(guī)定PE100原料制造的SDR11的聚乙烯燃?xì)夤茏畲蠊ぷ鲏毫?0bar；管材最大公稱外徑將由目前的250mm擴大到630mm。
2.關(guān)于城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范的修訂
我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB50028“城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范”目前正在修訂中，根據(jù)修訂本征求意見稿（2001年8月），我國城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿腊摧斔蛪毫分為7級（表1）。
表1城鎮(zhèn)燃?xì)廨斔蛪毫Γū韷海┓旨?br> 名稱
