試論無規(guī)共聚三型聚丙烯管材在建筑給水中的應(yīng)用

1、    試論無規(guī)共聚三型聚丙烯管材在建筑給水中的應(yīng)用    潘金蘭摘要：無規(guī)共聚三型聚丙烯（pp-r）管是一種環(huán)保型管材，具有優(yōu)良的耐熱性及較高的強度，制作成本較低，且這種管材采用熱熔連接，施工工藝簡單，施工質(zhì)量容易得到保證，在建筑給排水中越來越受到重視。本文介紹了這種管材的歷史變革、工程應(yīng)用特點。特別的，本文針對這種管材在工程應(yīng)用中出現(xiàn)的一些問題，提出了分析，并給出了解決辦法。關(guān)鍵詞：無規(guī)共聚三型聚丙烯，熱熔連接，公稱外徑，建筑給水a(chǎn)bstract: no rules copolymerization three type polypropylene

2、(pp-r) tube is a kind of environmental protection pipe material, has good heat resistance and high strength, production cost is low, and the pipe a heat connection, construction technology is simple, easy to ensure the construction quality, in the building water supply more and more attention to. th

3、is paper introduces the history of pipe of change, of engineering application characteristics. in particular, in this paper the pipe in engineering application some problems appeared in, put forward the analysis, and gives the solution.key words: no rules copolymerization three type polypropylene, h

4、ot melt connection, nominal diameter, building water supply：g258.91：a ：正文：隨著我國建筑行業(yè)的發(fā)展，尤其是高檔建筑的發(fā)展，傳統(tǒng)的鍍鋅鋼管、焊接鋼管等由于存在“質(zhì)重易蝕”、使用壽命短、衛(wèi)生條件低等方面的天然缺陷，越來越難以滿足用戶的要求。而無規(guī)共聚三型聚丙烯（pp-r）管、鋁塑復(fù)合管（pap）及交聯(lián)鋁塑復(fù)合管（xpap）卻具有“質(zhì)輕耐蝕”，使用壽命長，無規(guī)共聚三型聚丙烯（ppr）作為推薦管材，雖然國內(nèi)市場只有近兩年的應(yīng)用，市場占有率卻遙遙領(lǐng)先于其他塑料給水管，表現(xiàn)出其強勁的生命力.如何在建筑給水技術(shù)應(yīng)用中更加科學(xué)化，標(biāo)準(zhǔn)化，

5、已成為一個不容忽視的問題。一、無規(guī)共聚聚丙烯管材的變革歷程聚丙稀(polypropylene )，簡稱pp，是一種常用的聚烯烴塑料，具有良好的耐熱性和耐壓強度，且價格低廉，產(chǎn)量較大.但由于普通聚丙烯存在低溫脆性，長期蠕變性能差等缺陷，限制了在管道工程上的應(yīng)用.為此原料制造商與管道工程界進行了廣泛合作，投入了大量人力、物力和財力進行全面的研究，致力于對pp的改性，使之成為適合于管道工程的可用塑料.先后開發(fā)了均聚的pp-h（型），嵌段共聚的pp-b（型）和無規(guī)共聚的pp-r(型)。pp-r（polypropylene -ethylene random copolymer）是采用先進的氣相共聚法，使

6、pe(5%左右)在pp的分子鏈中隨機地均勻聚合產(chǎn)生。pp-r較pp-h、pp-b具有更好的低溫抗沖擊性能和長期蠕變性能。pp-r管材除具有一般塑料管材質(zhì)輕、強度好、耐腐蝕、使用壽命長的特點外，還由于自身的特性具有無毒（分子中僅含有碳?xì)鋬煞N元素，不會造成對人體的任何毒副使用，是當(dāng)之無愧的環(huán)保健康材料），不生銹、不結(jié)垢（內(nèi)外壁光滑，具有較強的耐腐蝕性，且對流動液體具有很少的流動阻力）耐熱、防凍、保溫、廢料可以回收利用等優(yōu)點，因此，可用作冷熱水管，純凈水管及飲用水管等。前一時期國內(nèi)市場上曾出現(xiàn)了一種稱做pp-c的管材，它是共聚聚丙烯的統(tǒng)稱，pp-b、pp-r都屬于pp-c類，即共聚類，市場上被稱為p

7、p-c管的實際上是pp-b管，原材料為嵌段共聚聚丙烯，價格較為便宜，而pp-r為無規(guī)共聚，pp-b的耐壓性能與pp-r相比差距較大，故不能混淆。二、pp-r管材工程應(yīng)用特點1、良好的衛(wèi)生性能和保溫性能。管材原料屬聚烯烴，其分子僅由c、h元素組成，原、輔料完全達(dá)到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，耐腐蝕性好，對水中所有離子不起化學(xué)作用，不會銹蝕，不僅可用于冷熱水系統(tǒng)，而且可用于直飲水系統(tǒng).pp-r管材導(dǎo)熱系數(shù)為0.21w/mk，僅為鋼管的1/200，一般情況下不需保溫，用于熱水管道時保溫節(jié)能效果明顯。在溫度變化時產(chǎn)生的膨脹力也較小，適合嵌墻和地坪面層內(nèi)的直埋暗敷。2、較好的耐熱性能、使用壽命長。管材最高工作溫度可達(dá)95

8、，在1.0mpa壓力下長期使用溫度為70，滿足熱水供應(yīng)的上限溫度。常溫下使用壽命可達(dá)100年以。3、安裝方便、連接可靠。管材不僅生產(chǎn)過程簡單、設(shè)備投資少而且質(zhì)量輕，重量僅為鋼管的1/9，紫銅管的1/10，減輕了工人的施工強度。由于管料采用同種原料加工制作，具有良好的熱熔功能，安裝方便可靠，連接部位的強度大于管材本體，管件結(jié)構(gòu)不影響流量。并且管道阻力小，直管內(nèi)壁平滑，不會結(jié)垢，沿程摩擦阻力比銅管道小，管配件連接時斷面積不變。4、管材、管件的廢料可回收利用。廢料經(jīng)清潔、破碎后可直接用于生產(chǎn)管材、管件。在生產(chǎn)、施工過程中對環(huán)境無污染，民用市場占有率較高。pp-r管材主要應(yīng)用于冷熱水系統(tǒng)、直飲水系統(tǒng)、

9、采暖系統(tǒng)（包括地板輻射采暖），在歐洲應(yīng)用較為普遍.例如1996年意大利民用pp-r管材達(dá)30mm，其它各類塑料管道的應(yīng)用分別是：交聯(lián)聚乙烯管（pex）17mm，聚丁烯（pb）3mm，鋁塑復(fù)合管為2mm，僅為pp-r管材的1/15。pp-r管材不足之處主要是其剛性和抗沖擊性能比金屬管道差，在陽光的長期直接照射下會老化；材料許用應(yīng)力低，管壁厚較大，直接影響材料成本；在相同外徑下，有效流通截面比其他管材??；原材料價格居高不下。三、工程應(yīng)用中的若干問題探討1、 pp-r管的選用原則1.1正確區(qū)分管材用途，合理選擇冷、熱水管.冷、熱水管壁厚不同，耐壓不同，價格也不同。設(shè)計時要特別注明采用冷水管還是熱水管

10、，并按規(guī)定標(biāo)注管道規(guī)格。根據(jù)輸送水溫、工作壓力、使用壽命等因素，pp-r管材的壁厚按壓力等級分為pn1.0、pn1.25、pn1.6、pn2.0、pn2.5、pn3.2 等六個系列。冷水管材及管件壓力等級最小為pn1.0 mpa，熱水管材及管件最小壓力等級為pn2.0 mpa。pp-r管材承壓具有二個顯著特點，一是隨著管內(nèi)水的溫度上升，其允許壓力會急劇下降；二是承壓時間增長，其允許壓力也明顯下降?？紤]管道長期使用壽命以及施工和實際使用中非正常因素，為安全需要，70 水溫時最大允許壓力僅為0.66 mpa。選用管材壓力等級必須滿足工作水溫時的承壓能力。1.2現(xiàn)行建筑給水排水設(shè)計與施工驗收規(guī)范以及

11、所有塑料管材生產(chǎn)企業(yè)，對塑料管徑規(guī)格的表示均為公稱外徑，符號為de，單位為mm。pp-r管材用de× t表示，t代表壁厚。塑料管材管徑規(guī)格表示方法已不同于給水排水制圖標(biāo)準(zhǔn)中所述公稱直徑dn(mm)，在設(shè)計計算、材料供應(yīng)、組織施工中都要特別注意壓力級別和管徑規(guī)格。普通塑料管公稱外徑和公稱直徑對應(yīng)關(guān)系如表1。pp-r冷、熱水管公稱外徑雖然相同，但由于壁厚不同，計算內(nèi)徑不同，見表2。表1公稱外徑與公稱直徑比較tab.1comparison of external diameter with nominal diameterde/mm 20 25 32 40 50 63 75 90 110d

12、n/mm 15 20 25 32 40 50 65 80 90表2公稱外徑與計算內(nèi)徑比較tab.2 comparison of external diameter with computational internal diameterde/mm 20 25 32 40 50 63冷水管內(nèi)徑/mm 15.4 20.4 26 32.6 40.8 51.4熱水管內(nèi)徑/mm 13.2 16.6 21.2 26.6 33.2 421.3禁止作為消防管材使用。pp-r管氧指數(shù)較低，屬于可燃材料，不得用于消防給水系統(tǒng)，也不得與消防給水管道連接。2、 pp-r管的布置與敷設(shè)pp-r管的布置原則應(yīng)遵照現(xiàn)行建筑

13、給水排水設(shè)計規(guī)范，敷設(shè)方式采用暗敷的較多。暗敷的理由主要是解決熱膨脹。直接嵌墻或在建筑面層內(nèi)敷設(shè)，可利用其摩擦力，克服管道因溫差引起的膨脹力。此外有利于隔熱，避免老化。暗敷方式有直埋暗敷方式（包括嵌墻敷設(shè)，地坪面層敷設(shè)）和非直埋暗敷方式（包括管道井、吊頂內(nèi)、裝飾板后、地坪架空層敷設(shè)）。管道嵌墻暗敷時，要求土建配合預(yù)留凹槽，尺寸的深度為de+20 mm，寬度為de+(4060)mm.管道試壓合格后，墻槽用m7.5級水泥砂漿填塞補實。管道暗敷在地面層內(nèi)應(yīng)按圖施工，如有變更，應(yīng)在施工圖上注明，且通知到用戶，以避免地面裝修時導(dǎo)致破壞。若pp-r管采用明敷或非直埋暗敷布管時，必須按規(guī)定安裝支、吊架，pp

14、-r管在明裝時，為保證美觀，宜將管道自身印有生產(chǎn)廠家、規(guī)格型號等字跡的一側(cè)安裝在靠墻或不易被人看到的一側(cè)。3、 pp-r管的安裝連接同種材質(zhì)的pp-r管件之間采用熱熔連接，暗敷部分不得出現(xiàn)絲扣、法蘭連接。熱熔連接是一個物理過程，適用于同種材質(zhì)的聚烯烴熱塑性塑料。將材料原來緊密連接的分子鏈熔化分叉，加熱一定時間，兩個部件連接并固定，在熔合區(qū)建立接縫壓力。由于接縫壓力的作用，熔化的分子鏈隨材料冷卻，溫度下降重新連接，使二個部件閉合成為一個整體。這里應(yīng)該注意的是，如果沒有正確的熱熔連接操作方法，即使選擇了好的管材，還是難以保證管道的安裝質(zhì)量。為保證連接質(zhì)量，首先必須選擇與廠家配套的熱熔工具，熱焊機的

15、加熱時間和加熱溫度應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)程執(zhí)行。管道熔接前要認(rèn)真清潔管道和接頭表面，清除管材表面的油污、雜質(zhì)及毛刺。要注意管材插入管件的長度要適宜，連接后的管道接頭處應(yīng)形成均勻的凸緣，如果不均勻，甚至一邊有空隙，就表示熔接不理想，難以保證其接頭不漏水，此時應(yīng)及時重新連接。4、 pp-r管的試壓管道安裝后在封管（直埋）及覆蓋裝飾層（非直埋暗敷）前必須試壓。為了保證管道熱熔連接的質(zhì)量，在管道熱熔連接24后或隱蔽之前，須對管道進行水壓試驗。壓力試驗時，首先在管道內(nèi)注水，壓力降是否超過0.05mpa，若發(fā)現(xiàn)壓力降超過允許值，必須查找原因，再次進行補壓試壓，以確保管道接口質(zhì)量。5、pp-r管穿墻、板、基礎(chǔ)時的做

16、法熱水管道穿墻時，應(yīng)配合土建設(shè)置鋼套管，冷水管穿墻可預(yù)留洞，洞口尺寸較外徑大50 mm；管道穿樓板或屋面時，應(yīng)設(shè)置鋼套管，以防立管累積伸縮在最上層支管接出處產(chǎn)生位移應(yīng)力，對支管造成破壞，套管高出地面50 mm，并采取嚴(yán)格的防水措施；管道穿基礎(chǔ)墻時，應(yīng)設(shè)置金屬套管，基礎(chǔ)墻預(yù)留孔洞上方距套管凈距不得小于100 mm。同時，按照規(guī)范要求設(shè)置管道支架，對pp-r管的安裝來說也是很重要的。6、pp-r管道安裝完成后的成品保護6.1安裝過程中管道開口處應(yīng)及時封堵，防止污、雜物進入而造成工程隱患。6.2由于pp-r管道質(zhì)地較軟，自身的機械強度沒有鋼管高，因此要嚴(yán)防物理破壞。安裝完成后管道嚴(yán)禁磕、碰、砸、壓，在隱蔽前應(yīng)做好覆蓋保護措施。位于管道井內(nèi)的管道在沒有封閉前要采取一定措施防止磚頭、雜物等掉下來將管道砸斷；由于pp-r管組成元素，要甚防化學(xué)破壞，這一點在施工中極易忽視。安裝在戶外或有陽光直射的管道，要包扎深顏色的保護層，防止陽光照射對管道造成化學(xué)破壞。6.3隱蔽管道應(yīng)帶壓隱蔽，一般應(yīng)以工作壓力為保壓壓力，待隱蔽層達(dá)到許可的強度后方可撤壓。6.4隱蔽完成后一定要作好標(biāo)識，以防其它工種施工破壞管道。結(jié)束語：總之，無規(guī)共聚聚丙烯管材以其較高的質(zhì)量品位，方便快捷、永無滲漏的熱熔連接方式，贏得了民用大部分市場。工程技術(shù)人員要把握住新材料的性能特點，注意其壓力等級、管徑規(guī)格