隨著社會的穩(wěn)定，經(jīng)濟的開放，人民的生活水平正逐步進入小康階段，同時對供水企業(yè)提供的生活用水質(zhì)量要求也日益提高。市政給水管網(wǎng)作為將生活給水輸送到千家萬戶的重要紐帶，其使用狀況直接影響著城市居民的用水質(zhì)量，因此，針對市政給水管網(wǎng)的現(xiàn)狀和管材老化的問題，管網(wǎng)改造首先要選好管材。對于供水管的質(zhì)量要求，必須滿足安全、清潔度高及抗壓力強等特點，才能不產(chǎn)生飲用水二次污染，同時也能有效提高城市的供水效率，保障城市的供水安全。
1 新型管材應用背景
市政給水管網(wǎng)作為供水系統(tǒng)的重要組成部分，給水管網(wǎng)具有提升、運輸、存儲、調(diào)整以及分配水源的功能。
在城市發(fā)展進程中，鍍鋅鋼管占據(jù)市場幾十年龍頭老大位置，曾普遍使用在給水管網(wǎng)系統(tǒng)中。隨著鍍鋅管材使用年限的增加，管網(wǎng)內(nèi)部會產(chǎn)生大量的銹垢。幾乎所有的人都有類似的經(jīng)驗，長時間沒用水后，次打開水龍頭，水管中會流出可怕的“黃水”，這就是因為其中蘊含鐵銹。作為飲用水指標的鐵是人體必需的微量元素之一，但在每升水中，它的含量不得超過0.3毫克。而要分辨水中的鐵含量是否超標，能通過肉眼分辨出水中鐵銹的顏色或是品嘗出鐵銹的味道等方法。而一旦水中的鐵含量超標，除了會影響觀感、口感外，還會加重腎臟負擔，從而出現(xiàn)內(nèi)分泌系統(tǒng)失調(diào)、高血壓等病癥。另外，這些水中還夾雜著在鍍鋅管不光滑內(nèi)壁上滋生的細菌，長期飲用這些水也會對人體健康造成危害。
再次，鍍鋅管材的耐用性低、抗腐蝕能力較差，所以容易出現(xiàn)穿孔滲漏，日夜溫差造成的熱脹冷縮也經(jīng)常導致管網(wǎng)爆裂。而塑料管材的出現(xiàn)彌補鍍鋅管材的缺點，其中聚乙烯（PE）管材在給水管網(wǎng)系統(tǒng)方面的應用比例逐步提升。在供水管材的選擇上，秉承“安全優(yōu)質(zhì)供水”服務理念，根據(jù)供水需求特點和自然環(huán)境因素，選擇使用主要以PE管為主安全可靠、節(jié)能衛(wèi)生、耐腐蝕、水力條件優(yōu)良的新型優(yōu)質(zhì)材料。
2 聚乙烯（PE）管材的優(yōu)缺點
PE管道是以高密度或中密度的聚乙烯原料生產(chǎn)的管道輸配水系統(tǒng)，是城市供水管材的新產(chǎn)品。國際上把PE管的材料分為PE32、PE40、PE63、PE80、PE100五個等級，用于給水管的材料主要是PE80和PE100。
2.1 PE管的優(yōu)點：
（1）耐腐蝕、不結垢。聚乙烯塑料給水管材是一種具有非極性結構的高分子材料，具有抗酸堿腐蝕能力、不結垢、不生銹、不滋生微生物、耐老化、不產(chǎn)生異味、不產(chǎn)生絮凝物使水質(zhì)變色，因此具有較好的耐化學性，對水土環(huán)境中的所有離子和建筑物內(nèi)的化學物質(zhì)均不起化學作用，并且符合衛(wèi)生規(guī)定，是飲用水輸送的理想管材。（2）管件連接牢固。聚乙烯具有良好的熱熔性，能使接口材質(zhì)結構與管體本身保持同一性，接頭與管材實現(xiàn)了一體化，熔接接頭泄露率也比金屬管道顯著降低。（3）管材質(zhì)量輕。鋼制管材質(zhì)量是聚乙烯管材10倍，因此在施工時可大幅度減輕安裝人員的勞動力強度，降低機械的吊裝費用，因此也有利于縮短工期，提高功效。（4）使用壽命長。鍍鋅管的使用壽命一般為10年至15年，使用時間較短，而聚乙烯管使用壽命可達50年，同時，它還有易回收利用的特點，有利于環(huán)境的保護，不產(chǎn)生有害物質(zhì)。（5）由于PE管管段內(nèi)壁平滑，管內(nèi)水體水頭損失小，管件與管道內(nèi)徑一致，因此局部阻力系數(shù)比鋼管小。（6）能適應地基的變化。PE管材的斷裂伸長率一般超過50%，具有高韌性，因此能較好地適應管基不均勻沉降，能有效抵抗地基沉降和端部荷載。
2.2 PE管的缺點：
（1）與球墨鑄鐵管相比，PE管材的管道基礎要求更嚴格。（2）由于PE管材為塑料管材，怕日曬，不易儲存，因此必須保管在封閉較好的倉庫。（3）在初次試壓時，PE管材的水壓試驗會出現(xiàn)難以控制的情況。（4）PE管道的主管材價格相對便宜，但目前管件價格與其他管材，如電熔管件等相比，價格還是相對較高。
3 聚乙烯PE管材連接方式及安裝要點
3.1 連接方式
聚乙烯塑料管連接方式主要有五種，包括電熔連接、熱熔連接、法蘭連接、承插式柔性連接及鋼塑過渡接頭連接。
聚乙烯塑料管的性能特點決定了與它相應的施工技術，而管道安裝質(zhì)量得到保證的關鍵在于管道施工中連接技術的高低，因此連接技術更應得到重視。塑料管材熔合連接中，必須由相同類型材料才能進行兩兩結合連接。PE管連接采用同牌號、同材質(zhì)的管材和管件，若使用性能相似和不同牌號的管材、管件進行熔合連接，就須通過試驗判定，待質(zhì)量能得到保證方可進行熔合連接。熔合連接有一個物理過程，即把PE管加熱到一定程度后，原來緊密排列的分子鏈熔化分叉，溫度下降后重新連接使兩個部件結合成一個整體。值得注意的是，其與金屬管道或閥門的連接應采用鋼塑接頭過渡連接或法蘭連接而不得采用螺紋連接和粘接。
熱熔連接原理上是依靠熱熔對接機具上的加熱板進行加熱，達到設定溫度，同時在加熱板上對所需焊接的管材或管件的兩個端面進行加熱熔化，當達到理想熔接界面后，抽取加熱板，施加一定的壓力，使兩端面迅速緊密接合，最終使兩端面粘合在一起，冷卻后達到連接的目的。
熱熔連接在聚乙烯管道連接中是一種長見的連接方法，也是最為經(jīng)濟的一種方法。熱熔對接是在設定的壓力、時間和溫度條件下，焊接界面被加熱到熔接溫度，然后互相連接。但是在聚乙烯管熱熔對接過程中，易受環(huán)境及人為因素的影響。施工中必需嚴格按規(guī)定的焊接工藝操作。
熱熔對接質(zhì)量的判定仍主要對焊接卷邊的非破壞性外觀檢測。通常包括卷邊幾何形狀的外觀檢查和割除卷邊，將卷邊向背后屈曲，以證實連接有無熔合不足的檢查。熱熔對接的主要檢驗手段為目檢，應對整個接口進行外觀檢測，主要檢驗特征如下：焊縫兩邊圓形卷邊應均勻?qū)ΨQ，卷邊尺寸應相近；卷邊表面應飽滿、圓潤、光滑；卷邊不得有缺口與碰撞缺陷，不得有明顯的氣孔現(xiàn)象；對接面管材端口錯邊不應超過管壁厚的10%。下圖為幾種焊接接頭及其原因分析：
（a）標準焊接接頭形式：接頭中間會出現(xiàn)向下凹陷，凹陷的深度不能超過管道表面，且焊接接頭兩邊均勻?qū)ΨQ。
（b）不對稱焊接接頭形式：主要是由于焊接不同種材料的管道時，基于熔融溫度不同，加熱時間內(nèi)熔融塑料的流動指數(shù)不同所致，或是管道兩邊加熱時間或加熱溫度有差異，因此形成不對稱接頭
（c）窄而高的焊接接頭形式：焊接壓力過大或者熔接時間過長，則會形成此種焊接接頭形式。
（d）較小的焊接接頭形式：吸熱時間過短，不正確地拖動壓力加入，或是當對接壓力過小，未加入拖動壓力時就會出現(xiàn)上述現(xiàn)象。
（e）接頭中心交界處產(chǎn)生了裂紋的接頭形式：當加熱溫度不夠，或者切換時間過長的時候，被焊接的塑料流動性也會不足，因而也會產(chǎn)生這種現(xiàn)象。
（f）接頭錯位的焊接接頭形式：焊接接頭端部錯位量不得大于管道壁厚的10%。
3.2 PE管安裝要點
PE管材未用之前不應撕去外包塑料套，以防管材被污染或表面被氧化，尤其要特別保護接口處；安裝前必須清理管件與管材端頭；應避免溫差造成PE管脹縮而影響熱熔接口的強度和密封性；管道插入時應平直（借角?1°），并要完全插到位；割管可用鋼鋸切割，切口一定要與管垂直；封頭前應將割好的管口銼平，并切削至鋼帶圓中心，以增大PE管粘接面積；調(diào)節(jié)好焊接參數(shù)（電壓和時間）。根據(jù)施工經(jīng)驗，一般Dnl10以下的配件可采用一階段焊接，Dnl10～ 160的配件采用兩階段焊接，Dn200以上的配件采用三階段焊接，具體參數(shù)的選取根據(jù)各焊機性能而定。
4 結語
總而言之，PE管材與舊管材相比有著質(zhì)量輕便于運輸、安裝快捷、地形環(huán)境適應能力強等較多的優(yōu)點，其在供水管網(wǎng)中的廣泛應用，將更有效提高居民的生活質(zhì)量。隨著人們對PE管材的優(yōu)越性、可靠性的認識；隨著有關國家產(chǎn)品標準、施工規(guī)范的不斷完善，PE管材的應用將日益廣泛。
