塑料管材及其在給水管道工程中的應(yīng)用

1、塑料管材及其在給水管道工程中的應(yīng)用隨 著高分子材料技術(shù)的飛躍進(jìn)步，塑料管材的開發(fā)利用也不斷深化。近二十年來(lái)，我國(guó)塑料管村的開發(fā)研制及生產(chǎn)推廣均取得重大成果?，F(xiàn)今，已開發(fā)出可用于給水管 道工程的塑料管材有 UPVC管， PE管、 PB管、 PEX管、PPC管、 PPR管以及金屬塑料復(fù)合管。這些管樹材料性質(zhì)不盡相同、生產(chǎn)工藝各有特點(diǎn)、主要應(yīng)用范圍也各有差異，但應(yīng)用于給水管道工程其重量輕、便于運(yùn)輸及安 裝、管道內(nèi)壁光滑阻力系數(shù)小、防腐性能良好、對(duì)水質(zhì)不構(gòu)成二次污染卻都是共通的。一、硬聚氨乙烯管(UPVC)管硬聚氯乙烯管是國(guó)內(nèi)目前塑料管材的主導(dǎo)產(chǎn)品。 UPVC給水管材管件1983年列入國(guó)家“七五”科技

2、攻關(guān)項(xiàng)目，經(jīng)過(guò)十多年的技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用實(shí)踐，無(wú)論在產(chǎn)品的生產(chǎn)還是在實(shí)際工程應(yīng)用方面，均積累了大量的理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。1、材S4性質(zhì)及生產(chǎn)工藝 硬聚氯乙然屬熱塑性塑料，其制成品UPVC管材質(zhì)較輕，密度為1350(n1460k8m3(鋼材為7800kgm3)，維卡軟化溫度86，抗拉、抗彎、抗壓縮強(qiáng)度較高，但抗沖擊強(qiáng)度相對(duì)較低。UPVC管普遍 采用擠壓成型工藝，擠出機(jī)又分單螺桿、雙螺桿，就擠出工藝而言，雙螺稈擠出機(jī)要優(yōu)于單螺稈擠出機(jī)。目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn) UPVC管道的有400余生產(chǎn)廠家。2、適用范圍UPVC給水管主要適用于室外埋地供水管道。二、聚乙烯管( PE管)聚乙烯管在燃?xì)夤艿拦こ讨惺褂枚嗄?，有成功的?/p>

3、論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。近幾年，在農(nóng)村給水工程中亦有大量應(yīng)用。國(guó)外大量應(yīng)用于市政埋地給水管，國(guó)內(nèi)有幾家企業(yè)已致力于這方面的開發(fā)研究工作，總體說(shuō)來(lái)尚處于起步階段。1、材94性質(zhì)及生產(chǎn)工藝聚乙烯也是一種熱塑性塑料，可多次加工成型。密度是聚乙烯的重要性能指標(biāo)之一，有高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯 (LDPE)之分。密度越高，相對(duì)硬度、軟化溫度、抗拉強(qiáng)度越高，但脆性增加、柔韌性下降、抗開裂性能力下降。給水管道一般采用高密度聚乙烯，燃?xì)夤艿酪?般采用高密度和中密度聚乙烯。3、連接方式、配件聚乙烯在溫度190n240之間將被熔化，利用這一特性，將管材(或管件)兩熔化的部份充分接觸，

4、并保持適當(dāng)壓力，冷卻后兩者便可牢固地融為一體。因 此， PE管的連接方式與 UPVC管不同，通常采用電熱熔連接及熱熔對(duì)接兩種方式。電熱熔連接是將所需連接的兩端插入埋有電熱絲的套管中，將電熱絲通電，將要連接的管材、管件加熱 至熔化溫度，固定直至接口冷卻，從而形成嚴(yán)密牢固的接頭。熱熔對(duì)接連接是將與管軸垂直的兩對(duì)應(yīng)端而與加熱板接觸至熔化溫度，將兩熔化口壓緊連接。熱熔對(duì)接 連接適用于口徑大于90mm的管道。PE管道與金屬管道連接時(shí)，可以采用鋼塑過(guò)渡接頭。PE管道生產(chǎn)廠家已開發(fā)出各種規(guī)格的注塑管件，特殊管件也可采用焊接的方式手工制造。4、適用范圍PE管適用于室外埋地供水管道，也有用于室內(nèi)供水管道的。總體

5、來(lái)講，至現(xiàn)階段工程應(yīng)用實(shí)踐不多。三、聚丁烯管道(陽(yáng)管)聚丁烯也是一種熱塑性塑料，由其生產(chǎn)出的PB管道，是目前世界上最先進(jìn)的冷熱水、暖氣管材之一，具有耐寒、耐熱、耐壓、不生銹、不腐蝕、不結(jié)垢、壽命長(zhǎng) （可達(dá)50-100年），且有能長(zhǎng)期耐老化特點(diǎn)，是作為加熱盤管的理想材料。有"塑料中的黃金"的聲譽(yù)。材料性質(zhì)及生產(chǎn)工藝聚丁烯無(wú)味、無(wú)毒、耐高溫性能良好，材質(zhì)柔韌同時(shí)又具有良好的抗拉、抗壓強(qiáng)度，軟化溫度121。PB管的密度為930 kgm：，與 PE管相近。2、生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn) PB管材的廠家不多。PB管的口徑(外徑)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有16mm、20mm、25mm、32mm四種規(guī)格，國(guó)外有

6、口徑至10mm、15mm、22mm、28mm四種規(guī)格的PB管。3、連接方式、配件PB管可采用機(jī)械夾緊式(插入式)連接或熱融連接。生產(chǎn)廠家己開發(fā)出多種型式的配件，基本可滿足工程應(yīng)用的需要。4、適用范圍如前所述， PB管適用于建筑室內(nèi)冷熱水供應(yīng)系統(tǒng)?，F(xiàn)既無(wú)管村國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)亦無(wú)設(shè)計(jì)施工驗(yàn)收國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。四、交聯(lián)聚乙烯(PEX)管交聯(lián)聚乙烯是在普通聚乙烯原料中加入有機(jī)硅烷接技材料，由線性分子結(jié)構(gòu)改性成三維交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，改變了普通聚乙烯的分子結(jié)構(gòu)，從而改變了其性能。1、材94性質(zhì)及生產(chǎn)工藝PEX與 PE管一樣，無(wú)毒、無(wú)味，耐壓、穩(wěn)定性和持久性好，其獨(dú)特的耐溫性能(70cn l10)，使其成為室內(nèi)冷熱水供應(yīng)的推薦

7、管材。PEX管的密度950 kgm3。PEX管的生產(chǎn)工藝是以聚乙烯為基體樹脂，以硅烷為鍵橋材料，原材料通過(guò)精密計(jì)量系統(tǒng)，進(jìn)入專門設(shè)計(jì)的反應(yīng)擠出機(jī)，將硅烷的乙烯基與聚乙烯一 步完成接枝和成型，構(gòu)成三維立體分子網(wǎng)絡(luò)。這種一步法生產(chǎn)工藝是目前國(guó)際上廣泛采用的變聯(lián)聚乙烯管材生產(chǎn)方式，國(guó)內(nèi)引進(jìn)的生產(chǎn)線也是一步法生產(chǎn)工共2、生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)內(nèi)目前生產(chǎn)PEX管的廠家不多，其生產(chǎn)技術(shù)均是從國(guó)外引進(jìn)的，采用的標(biāo)準(zhǔn)也是參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制訂自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)并報(bào)地方政府批準(zhǔn)。PEX管的口徑(外徑)現(xiàn)有16M、20mm、25mm、32mm、40mm、501m、63mm7種規(guī)格。3、連接方式、配件PEX管道之間的連接采用廠家配套提供

8、的銅質(zhì)連接件及緊固環(huán)，擯卡箍式或卡套式方式連接。 PEX管道與其他金屬管道連接，采用專用的外螺紋卡箍式或卡套式連接配件。4、適用范圍PEX適用于室內(nèi)冷熱水供應(yīng)管道。系統(tǒng)工作壓力水于等于06Mpa，長(zhǎng)期工作溫度小于等于75(建筑給水排水規(guī)范要求)。上海市工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化辦公室于98年底發(fā)布了推薦性地方應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)“建筑給水交聯(lián)聚乙烯(PEX)管道工程技術(shù)規(guī)程”，內(nèi)容涉及PEX管的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收三個(gè)方面。五、聚丙烯共聚物 PPR、 PPC管聚丙烯是無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒帶白色蠟狀顆粒材料，具有優(yōu)良的耐熱性能及較高的強(qiáng)度，但熔融粘度低，存在低溫脆性缺陷，須對(duì)其進(jìn)行改性以適用管道生產(chǎn)的需要。 目前普遍采用的改性

9、方法是使 PE與 PP(聚丙烯)在分子鏈級(jí)進(jìn)行共聚，其產(chǎn)品稱為聚丙烯共聚物，由其生產(chǎn)的管道在原料生產(chǎn)、加工、廢棄處理過(guò)程中不會(huì)對(duì)人體及環(huán)境造成損害，因而被稱為綠色 建樹。目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的PP管樹有PPC、 PPR兩種，均屬 PP與 PE的共聚物。兩者的區(qū)別是： PPC，其聚乙烯含量為7(n ll地；PPR，聚乙烯含量為3(n5；PPC壁厚較同規(guī)格的 PPR為?。话茨壳暗聡?guó)的分類法， PPC屬第二代(二型)， PPR屬第三代(三型)； PPR抗沖擊性能優(yōu)于 PPC。 PPC、 PPR的物化性能，應(yīng)用范圍基本相同，故下面僅介紹三型聚丙烯(PPR)。1、材94性質(zhì)及生產(chǎn)工藝PPR無(wú)毒、衛(wèi)生、可回收

10、利用。 PPR的維卡軟化溫度為131，最高使用溫度為95，長(zhǎng)期使用溫度為70，屬耐熱、保溫節(jié)能產(chǎn)品。其密度900k8m：。 PPR管道采用擠壓成型工藝生產(chǎn)， PPR管件采用注塑成型工藝生產(chǎn)。2、生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)目前國(guó)內(nèi)尚未制訂統(tǒng)一的國(guó)家管材標(biāo)準(zhǔn)。PPR生產(chǎn)線多從德國(guó)引進(jìn)， PPC生產(chǎn)線多從韓國(guó)引進(jìn)。生產(chǎn)廠家多是參照德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)制訂自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 PPR生產(chǎn)規(guī)格從20mm至95mm多種管徑類別。3、連接方式與配件PPR管材及配件之間采用熱熔連接。 PPR與金屬管件連接時(shí)，采用帶金屬嵌件的聚丙烯管件作為過(guò)渡，該管件與 PPR采用熱熔連接，與金屬管采用絲扣連接。4、適用范圍PPR管適用于建筑物室內(nèi)冷熱水供應(yīng)系

11、統(tǒng)，也廣泛適用于采暖系統(tǒng)。歐洲在建筑物冷熱水供應(yīng)系統(tǒng)中，使用 PPR較為普遍，己上升為主導(dǎo)產(chǎn)品。吉林省建設(shè)廳、吉林省技術(shù)監(jiān)督局于98年七月發(fā)布了吉林省地方標(biāo)準(zhǔn)“改性聚丙烯(PPC)地面輻射手暖、建筑給水及熱水供應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(試行)”。上海市 工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化辦公室98年12月發(fā)布了推薦性地方標(biāo)準(zhǔn)“建筑給水聚丙烯管道(PPR)工程技術(shù)規(guī)程”。六、金屬塑94復(fù)臺(tái)管金屬塑料復(fù)合管很多，有鋼塑管、銅塑管、鋁塑管、鋼骨架塑料管等。鋁塑復(fù)合管是近幾年發(fā)展迅速的一種新型管樹，本文就鋁塑復(fù)合管作些介紹。材料性質(zhì)及生產(chǎn) 工藝鋁塑復(fù)合管是以鋁合金為骨架，鋁管內(nèi)外層都有一定厚度的塑料管。塑料管與鋁管間有一層膠合層(親和

12、層)，使得鋁和塑料結(jié)合成一體不能剝離。目前用于鋁 塑復(fù)合管的塑料幾乎均是 PE管， PE管又分 HDPE或 PEX。 HDPE或稱通用性鋁塑復(fù)合管，適用于水溫莖40； PEX稱內(nèi)外交聯(lián)聚乙烯鋁塑復(fù)合管，適用于水溫莖75。鋁塑復(fù)合管外屬聚乙烯厚度不小于04mm，內(nèi)層聚乙烯不小于08mm(外層厚度的2倍)，鋁 帶厚度02 oo025mm。膠合層所使用的粘接劑(熱熔膠)主要采用共聚改性聚乙烯或化學(xué)接枝聚乙烯。鋁塑復(fù)合管具有良好的金屬特性和非金屬特性。鋁塑復(fù)合管的生 產(chǎn)現(xiàn)有兩種工藝：共擠復(fù)合式、分步嵌合式。共擠復(fù)合式是內(nèi)外塑(含熱熔膠)及鋁管一次擠壓成型，一般適用于口徑在32mm以下的管道c分步復(fù)合式

13、由擠內(nèi)塑 管。擠內(nèi)膠一裹覆鋁管一擠外膠一擠外塑管分步工藝構(gòu)成，適用于口徑在32mm以上的管道。國(guó)內(nèi)現(xiàn)已開發(fā)出類同予共擠復(fù)合式的鋁塑復(fù)合管成套生產(chǎn)設(shè)備。2、生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)目前，鋁塑復(fù)合管尚無(wú)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。目前的情況是生產(chǎn)廠家參照國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)制訂自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)。鋁塑復(fù)合管現(xiàn)行規(guī)格口徑大都在100mm以下(外徑)，其規(guī)格代號(hào)與其他塑料管略有不同，如規(guī)格“2025”系指管道內(nèi)徑20mm、管道外徑25mm、管道壁厚25mm。3、連接方式與配件鋁塑復(fù)合管材成品可盤卷包裝。管材與管件的連接須采用廠家提供的專用連接件。不同廠家提供的專用連接件其連接方式與原理不盡相同。4、適用范圍鋁塑復(fù)合管適用于建筑物冷熱水供應(yīng)

14、系統(tǒng)，如前述，通用型鋁塑復(fù)合管適用于冷水供應(yīng)、內(nèi)外交聯(lián)聚乙烯鋁塑復(fù)合管適用于熱水供應(yīng)。國(guó)家尚未制訂該類管材的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收規(guī)格。近年來(lái)，廣東、上海等地的管材生產(chǎn)廠家配合相關(guān)設(shè)計(jì)研究單位向地方政府提交了鋁塑管道的工程技術(shù)規(guī)程。 PE-RT管道產(chǎn)品簡(jiǎn)介PE-RT(耐熱增強(qiáng)型聚乙烯)是一種新型的中等密度聚乙烯材料,世界上有美國(guó)陶氏化學(xué)和韓國(guó)SK化學(xué)兩家成功開發(fā)并投向市場(chǎng)。目前兩家公司的產(chǎn)品的長(zhǎng)期 穩(wěn)定性均已獲得國(guó)際專業(yè)認(rèn)證機(jī)構(gòu)Bodycote的測(cè)試認(rèn)可。材料以辛烯作為共聚單體,通過(guò)精確控制聚合而得到獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu),使得材料的耐熱、耐長(zhǎng)期靜 壓及抗應(yīng)力開裂等性能都得到顯著的強(qiáng)化。PE-RT管道的柔韌

15、性、可焊接性好和高溫穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn),使其可廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域: 冷熱水給水系統(tǒng)和空調(diào)暖通管道系統(tǒng)。 PE-RT管道的優(yōu)點(diǎn)1. 耐溫性好，在適當(dāng)?shù)膲毫l件下最高使用溫度可達(dá)95。 2. 耐低溫霜凍性能好，同時(shí)具有優(yōu)異的抗沖擊性。3. 重量輕，柔韌性好，可盤管供貨，適用于地板采暖工程。 4. 良好的抗化學(xué)腐蝕性能，使用壽命長(zhǎng)。5. 無(wú)毒、無(wú)味，衛(wèi)生性能好，可用于給水系統(tǒng)。6. 可使用同材質(zhì)熱熔承插管件進(jìn)行連接，安裝簡(jiǎn)易，連接可靠。 7. 熱熔性材料可回收，具有環(huán)保效益。 應(yīng)用領(lǐng)域PE-RT管道優(yōu)良的柔韌性、衛(wèi)生性、耐溫耐壓能力以及便捷可靠的連接性，使其可以應(yīng)用于以下領(lǐng)域： 冷/暖飲用水管道系統(tǒng) 地

16、板采暖系統(tǒng) 空調(diào)用管道系統(tǒng)熱回收系統(tǒng) PE-RT材料物理性能指標(biāo)PE-RT管道性能指標(biāo)管材規(guī)格顏色：白色透明執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)： CJ/T 175-2002 冷熱水用耐熱聚乙烯（PE-RT）管道系統(tǒng)供貨方式：4m/根的直管，100m/盤，200m/盤的盤管，也可根據(jù)要求定制其它尺寸管道連接技術(shù)PE-RT管道系統(tǒng)一般采用熱熔承插類管件進(jìn)行管材間的連接，同時(shí)使用帶嵌件管件來(lái)完成塑料管道與金屬部件的連接。我們可以提供以上管材規(guī)格所需的各類管件：全塑系列的直通、變徑、45°彎頭、90°彎頭、三通；嵌件類的陰/陽(yáng)螺紋接頭、陽(yáng)螺紋彎頭、陰/陽(yáng)螺紋三通。 熱熔連接步驟 1熱熔工具接通電源，到達(dá)工作

17、溫度指示燈亮后方能開始操作；2使用管子剪切割管材，端面垂直于管軸線。管材與管件連接端面保持清潔、干燥、無(wú)油。3在管端測(cè)量并標(biāo)繪出熱熔深度，熱熔深度應(yīng)符合下表要求。4連接時(shí)，無(wú)旋轉(zhuǎn)地把管端導(dǎo)入加熱套內(nèi)，插入到所標(biāo)志的深度，迅速、無(wú)旋轉(zhuǎn)地把管件推到加熱頭上，達(dá)到規(guī)定標(biāo)志處。加熱時(shí)間必須滿足下表的規(guī)定； 5達(dá)到加熱時(shí)間后，立即把管材與管件從加熱套與加熱頭上同時(shí)取下，迅速無(wú)旋轉(zhuǎn)地直線均勻插入到所標(biāo)深度，使接頭處形成均勻凸緣；6 在規(guī)定的加工時(shí)間內(nèi)，剛?cè)劢雍玫慕宇^可進(jìn)行小角度校正，但嚴(yán)禁旋轉(zhuǎn)。 熱熔連接技術(shù)參數(shù)注：若環(huán)境溫度小于5，加熱時(shí)間應(yīng)延長(zhǎng)50%。連接過(guò)程中，注意保持管材管件的軸線重合。 PE-RT管道的長(zhǎng)期強(qiáng)度如右圖所示PERT管材預(yù)測(cè)