集中供暖能源綜合利用率高，便于管理，是目前我國北方地區(qū)較普遍的供暖方式。從80年代末開始，市政熱力管道迎來了聚氨酯預制保溫管時代，它是以聚氨酯硬質泡沫塑料為保溫層，工作管為鋼管，高密度聚乙烯為外護管的直埋管道。聚氨酯保溫直埋管道具有耐壓、耐高溫等特點，但在輸送熱水的過程中，易受熱水介質及其中的離子腐蝕，使管道壽命縮短，還會污染水質，引起銹渣堵塞儀表閥門（如熱量表）等問題。其次，由于接頭采用焊接方式連接，受工人技術水平影響難以保證焊縫質量，易發(fā)生泄漏事故。因此，鋼質管道在一定年限后，運行維修成本較高。
1 高密度耐熱聚乙烯材料簡介
耐熱聚乙烯（Polyethylene of Raised Temperature Resistance，簡稱PE-RT），是通過與己烯等烯烴共聚獲得優(yōu)異的長期耐熱穩(wěn)定性以及優(yōu)良的長期靜液壓強度；同時保留了傳統(tǒng)高密度聚乙烯優(yōu)異的焊接性能（熱熔對接焊接、電熔連接）、低溫抗沖擊性能（低至-40℃）、耐開裂性能優(yōu)秀（劃痕是否會引起快速脆性破壞）等特征。
目前，耐熱聚乙烯已經(jīng)發(fā)展到高密度耐熱聚乙烯II型。高密度耐熱聚乙烯（PE-RT Ⅱ）和所有的聚烯烴材料一樣，都是由碳和氫組成的高分子聚合物，化學穩(wěn)定性很好，對于常見的酸、堿以及鹽具有很好的耐腐蝕性。聚烯烴材料的性能取決于材料的結構，主要的影響因素包括分子量分布以及共聚單體的種類。聚乙烯類聚合物的共聚單體包括己烯、丁烯和辛烯，共聚單體分子鏈越長，越能形成更多的連接鏈。從分子量的分布來看，有單峰分布的，也有雙峰分布的，雙峰的分子量分布具有更好的綜合性能，因為低分子量部分確保了材料良好的加工性能，高分子量部分使得材料具有很好的耐壓性能以及長期的穩(wěn)定性。此外，PE-RT Ⅱ型材料是一種粘彈性材料，具有彈性和粘性的雙重特性，因此有很好的可塑性和減小外界應力損傷。
道達爾公司PE100級高密度耐熱聚乙烯XSeneXRT70為國外PE-RT Ⅱ型塑料的代表，該材料的物理性能如表1所示。
表1 PE-RT ⅡXSene XRT70典型物理力學性能
國內近年來也攻克了PE-RT II型的生產(chǎn)，齊魯石化生產(chǎn)的QHM22F高密度耐熱聚乙烯PE-RT II型于2016年進入市場，獲得好評。
2 高密度耐熱聚乙烯保溫管的特點
高密度耐熱聚乙烯保溫管是以耐熱聚乙烯（PE-RT Ⅱ）樹脂及專用色母料經(jīng)過混合擠出成型為工作內管，以聚氨酯材料為保溫層，以高密度聚乙烯管材為外護管，公稱壓力不大于1.0MPa，最大輸送熱水溫度不超過80℃的室外集中供熱復合管材。適用于熱力預制直埋管、以及高溫熱水管道系統(tǒng)等，尤其在北方應用于城鎮(zhèn)供熱系統(tǒng)二次管網(wǎng)以及溫泉保溫管道系統(tǒng)。
高密度耐熱聚乙烯保溫管和鋼管的另一個區(qū)別體現(xiàn)在熱脹冷縮特性上，PE-RT II型PE管的膨脹量很大，但是膨脹力很??；而鋼管相反，膨脹量很小，膨脹力很大。因此，相同的應用條件下，PE管的膨脹力一般不到鋼管的1/50。對于集中供熱二級管網(wǎng)用的預制保溫PE管而言，管道軸向應力主要包括管道熱脹冷縮產(chǎn)生的熱脹應力，保溫層和工作管之間的剪切應力以及外護管與土壤之間的摩擦應力。當外護管與土壤之間的摩擦力大于或等于管道產(chǎn)生的熱脹力時，管段將不會產(chǎn)生熱位移。工作管的軸向熱脹力遠小于工作管和保溫層之間的剪切力，因此工作管和保溫層之間不會出現(xiàn)脫層現(xiàn)象。這就意味著：因此管道完全可采用直埋無補償?shù)姆绞竭M行敷設，且無需采用額外的固定措施，可減小投資和施工難度。
根據(jù)資料顯示，高密度耐熱聚乙烯管較普通的鋼管還具有以下特點：
（1）保溫性能好，內層導熱系數(shù)僅有0.42W/m.K，熱損失遠低于鋼管，長期運行可節(jié)約大量能源，顯著降低能源成本。
（2）具有很強的防水和耐腐蝕能力，密封可靠，不滲不漏；無銹蝕，不污染水質，不結垢堵塞，在熱力管網(wǎng)的日常管理和維護上有較大優(yōu)勢。
（3）在低溫條件下也具有良好的耐腐蝕和耐沖擊性，材料脆化溫度達-70℃，能輕松應對在寒冷地區(qū)使用。
（4）耐壓耐溫，性能可靠，70℃下使用壽命可達50年。
（5）熱熔對接和電熔焊接方便，牢固可靠。
（6）施工工藝簡單快捷，施工安裝方便，不需附設管溝，可直接埋入地下。該特點大大節(jié)省了PE-RT II管道的施工成本，縮短了施工周期。綜合考慮人工費、材料費和機械設備的費用，PE-RT II管道的施工成本相對于鋼管能節(jié)省30%。
（7）該類管道具有優(yōu)異的耐快速開裂和耐慢速裂紋增長性能，壓扁后可恢復；一旦管道出現(xiàn)斷裂，破損等情況，可利用壓管器實現(xiàn)局部阻水作業(yè)，方便緊急維修，節(jié)約成本與時間。
（8）經(jīng)濟可行性：90mm以下直徑，高密度耐熱聚乙烯管材料成本與鋼管相當；110mm以上，較鋼管高10~20%。若結合施工及運行，高密度耐熱聚乙烯管在dn355以下經(jīng)濟性高于鋼管。
3 國內外高密度耐熱聚乙烯保溫管的應用現(xiàn)狀
（1）國外應用現(xiàn)狀
高密度耐熱聚乙烯保溫管首先出現(xiàn)于歐洲，由原材料、管道生產(chǎn)商和供熱單位共同開發(fā)，并形成產(chǎn)品。由于西歐居民用戶普遍采取分散式供暖，集中供暖主要集中在東歐地區(qū)，因此，市政供熱管道也大多數(shù)集中在東歐。在這些國家中，高密度耐熱聚乙烯保溫管已經(jīng)在小區(qū)二級供熱管網(wǎng)中應用多年。如1987年在奧地利Lichtenegg集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)中就使用了3kmDN20~125mm的預制直埋保溫PE管道。該管網(wǎng)使用已經(jīng)近30年，運行狀況良好；冰島首都雷克雅未克也采用了此類供熱直埋管件?？傮w看來，預制直埋保溫塑料管在歐洲已經(jīng)形成了完備的產(chǎn)品和設計、施工標準體系。
（2）國內應用現(xiàn)狀
最近兩年，北京、山東青島、乳山、河南鶴壁、吉林省吉林市、河北滄州、內蒙古赤峰等地近十幾個管網(wǎng)改造工程以及新建管網(wǎng)工程采用了高密度耐熱聚乙烯(PE-RT II)預制直埋保溫管，取得了良好效果。表2是PE-RT II型直埋保溫管在國內的部分使用情況。
表2 PE-RT II型預制直埋保溫管的部分應用情況
根據(jù)目前的運行數(shù)據(jù)，各高密度耐熱聚乙烯保溫管輸送的熱水溫度在80℃以下，管道運行狀況良好。
4 我國高密度耐熱聚乙烯保溫管的規(guī)范標準
為了規(guī)范該行業(yè)健康有序發(fā)展，我國在2015年頒布了《高密度聚乙烯外護管聚氨酯發(fā)泡直埋保溫管符合塑料管》（CJJ/T480-2015）。此外，各地根據(jù)地方特征，也分別出臺了一系列的地方標準。表3為耐熱型高密度聚乙烯管行業(yè)的相關標準匯總。
表3 耐熱性高密度聚乙烯管相關標準
5 高密度耐熱聚乙烯保溫管在供熱上使用的注意事項
（1）原材料要嚴格把關，注意區(qū)分PE-RT II型產(chǎn)品和PE-RT I型產(chǎn)品。
（2）焊接時，工作管公稱外徑小于90mm時，宜采用電熔管件進行連接；工作管公稱外徑大于等于90mm時，應采用熱熔對接。
（3）熱力管網(wǎng)中若存在部分管段改造使用高密度耐熱聚乙烯保溫管，則需要注意鋼管和塑料管之間的連接不能使用鋼塑轉換，應采取法蘭加耐熱密封圈連接。
（4）PE材料受到紫外線照射會加速其老化，不宜在地上使用，宜埋地使用。儲存、施工過程中應避免陽光照射。
4 月 8 日至 10 日，第八屆中國國際管道會議（CIPC）在北京盛大舉行，來自 33 個國家的 3500 余名代表齊聚一堂，共襄管道行業(yè)年度盛會。本次會議以 “綠色、智能、融合、發(fā)展” 為主題，由中國石油學會石油儲運專業(yè)委員會、國家石油天然氣管網(wǎng)集團有限公司科技部及中國石油大學（華東）等機構聯(lián)合主辦，吸引了 187 位國內外院士與行業(yè)專家參會，圍繞能源運輸領域的技術革新與未來發(fā)展展開深入探討。? 會議期間，設立了 8 個專題論壇，議題廣泛覆蓋管道建設、材料與裝備、數(shù)字化轉型等核心領域，為參會者提供了多元視角與深度交流的平臺。國家管網(wǎng)集團董事長等多位領導出席會議，強調了管道作為全球能源運輸核心基礎設施的重要性，以及各國攜手推動能源安全保障的緊迫性。在全球能源轉型加速、地緣政治博弈加劇的背景下，管道行業(yè)正面臨從單一運輸工具向多型能源樞紐躍遷的關鍵階段。? 中國石油大學（華東）在此次會議中發(fā)揮了重要作用，不僅參與主辦，還承辦了主旨報告及多場邀請報告，展示了其在管道科技研究與人才培養(yǎng)方面的深厚積淀。該校副校長戴彩麗教授在開幕式上指出，會議不僅是技術交流的舞臺，更是推動行業(yè)轉型升級的重要契機。通過學術報告與研討，專家學者們分享了人工智能、智慧管道運維及低碳技術等前沿領域的最新研究成果，為行業(yè)發(fā)展提供了新思路。? 例如，儲運與建筑工程學院的李玉星教授深入探討了成品油管道關鍵設備的適應性與泄漏擴散規(guī)律，其研究成果為提升管道運輸安全性與效率提供了重要技術參考。此外，會議特別設置的青年論壇為年輕學者提供了展示平臺，眾多青年才俊在會上與行業(yè)前輩交流創(chuàng)新成果，展現(xiàn)了管道工程領域的新生力量與活力。? 作為全球油氣管道行業(yè)交流合作的重要平臺，中國國際管道會議自創(chuàng)辦以來，不斷推動著行業(yè)技術進步與國際影響力的提升。本次會議的成功舉辦，將進一步促進國內外管道技術的交流與合作，加速新技術、新材料、新裝備的規(guī)?；瘧?，助力管道行業(yè)邁向高質量發(fā)展新階段。? 展望未來，隨著全球能源格局的持續(xù)變革，管道行業(yè)將在保障能源供應安全、推動經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展中扮演更為重要的角色。此次會議的成果將為行業(yè)發(fā)展注入新的動力，推動管道技術在綠色、智能、融合的道路上不斷前行。
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