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1、1浅谈热塑性塑料管材的相关问题摘要：近十年来，名目繁多的各种品牌的热塑性塑料管材及管件出现在市场上，有力地推动着市政工程的供水管材及建筑给排水管材的产品更新。 关键词：热塑性 塑料管材 管材选用 1、目前市场上热塑性塑料管材的状况 市场上的热塑性塑料管大体上分两大类别，也就是单一材质的塑料管及金属、塑料复合的管材。1.1 单一材质的塑料管1.1.1 聚氯乙烯管(PVC)在给排水管道上主要使用的是不增塑的硬聚氯乙烯管(UPVC)，通常用于冷水管道上。另外，氯化聚乙烯管(CPVC)是通过氯乙烯树脂加工而得的一种耐热性好的塑料管，具有较好的耐热、耐老化、耐化学腐蚀性能，它特别适用于输送热水、污水、废
2、液等介质。UPVC 管材通常可用粘接剂粘接，也可用胶圈柔性连接。这种管材是国内推广使用最早的、目前使用量最大的塑料管材。不少自来水公司已经把此类管材用于DN200mm 的配水管道上，替代传统的灰铸铁管及镀锌钢管，但管材、管件连接基本上均采用胶圈柔性连接方式。该管材在 16-710mm 之内均有产品。1.1.2 聚乙烯管(PE)2PE 管材以密度区分，有低密度聚乙烯管(LDPE)、中密度聚乙烯管(MPVC)、高密度聚乙烯管(HDPE)。LDPE 管材的柔性、伸长率、耐冲击性能较好，耐化学稳定性和抗高频绝缘性能良好，主要用于农田排灌。HDPE 管具有较高的强度及刚度，MDPE 管还具有良好的柔性和
3、抗蠕变性能，后两种管材，特别是 HDPE 管广泛用于城市燃气及供水管道上。新修订的给水用 PE 管产品国标中，管材分 PE63、PE80、PE100 三个级别，它们在 20下，在 50 年后还能保持最小强度达 6.3MPa、8.0MPa、10.0MPa。对于允许最大设计应力分别为 5MPa、6.3MPa、8MPa。目前国内产品的规格在 16-160mm 之间，最大可达 400mm。1.1.3 交联聚乙烯管(PEX)交联聚乙烯是通过化学或物理方法，使普通聚乙烯的线性分子结构改性成三维交联网状结构，从而具有优良的温度适应性(-70-110)、耐压性(爆破压力6MPa)、稳定性和持久性(使用寿命达
4、50 年以上)、而且具有无毒、不滋生细菌等优点。但交联聚乙烯管内存水较久，略带异味。交联聚乙烯的关键指标是交联度。德国工业标准 16892/3 规定必须大于 65%。交联聚乙烯管的制造通常有化学交联和物理交联两种方法。其中化学交联又分一步法和二步法两种。一步法是在聚乙烯原料中加入催化剂(硅烷、过氧化物)、抗氧剂，在挤出机挤出过程中交联，制造出交联聚乙烯管；二步法是先制造出交联聚乙烯 A、B 料，然后挤出交联聚乙烯管。物理交联方法，是聚乙烯原料通过传统方法制造成管材，然后通过电子加速器发出电子射线或钴 60- 射线照射聚乙烯管，激发聚乙烯分子链发生改变，产生交联反应，制造出交联聚乙烯管。这主要用
5、于室内热水管道和地面辐射采暖管道上。国内 PEX 管的供货规格在310-32mm 之间，少量达 63mm，交联聚乙烯原料需进口。连接管件一般采用夹紧式铜制接头或卡环式铜制接头，也有用 ABS 管件、聚甲醛管件、超高分子聚乙烯管件。1.1.4 改性聚丙烯管聚丙烯管(PP)虽然无毒，价廉，但抗冲击强度差，作为供水管材不理想，通过共聚合的方式使聚丙烯改性，提高了管材的抗冲击强度等性能。改性聚丙烯管有三种，即均聚共聚聚丙烯管(PP-H)、嵌段共聚聚丙烯管(PP-B)、无规共聚聚丙烯管(PP-R)。此类管材柔软、易于安装、密封性好、耐腐蚀、使用寿命长。管件的连接采用熔接方式。PP-R 管是第三代改性聚丙
6、烯，是用无规共聚法使 PE 在 PP 分子链中随机地均匀聚合，比其 PP-B 具有较好抗冲击性能、耐温度变化性能和抗蠕变性能。主要用于室内热水管道及地面辐射采暖系统。目前国内产品规格在 20-63mm 之间。它是一种很有发展前景的新管材。1.1.5 ABS 管ABS 管是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体共聚物组成的热塑性塑料，具有质优耐用的特性。其中丙烯腈具有耐热性、抗老性、耐化学性；丁二烯具有耐撞击性、高坚韧性、低温特性不变的性能；苯乙烯具有施工容易及管面光滑之特性。管件连接采用冷胶溶接法，一般用于室内热水管道及水处理加药管道等方面。1.1.6 聚丁烯管(PB)聚丁烯管是一种高分子惰性聚合物，
7、它具有很高的耐温性(可在-2095之间安全使用)、持久性、化学稳定性、可塑性、具有独特的抗蠕变性能，无味、无毒的绿色环保材料，这种管材原料需要进口，据悉世界上能生产 PB 树脂的也只有两家公司。4PB 管与管件的连接方式有三种方式，即铜接头夹紧式连接、热熔式插接、电熔合连接。主要用于室内冷热水及采暖供热管道上。据相关资料报导，于 70 年代 PB 管广泛使用的美国，近十年管道出现了一系列快速开裂的爆破事故，这种事故是管材本身原因还是聚甲醛制造的管件质量问题尚无结论，据称美国已禁止推广使用此类管材，这应引起我们的注意。1.2 复合式管材1.2.1 铝塑复合管(PAP)铝塑复合管是通过挤出成型工艺
8、而制造出的新型复合管材，它由聚乙烯层(或交联聚乙烯)胶粘剂层铝层胶粘剂层聚乙烯层(或交联聚乙烯)五层结构构成。其中铝层分搭接焊、对接焊成型工艺。管件连接主要是夹紧式铜接头，用于室内冷热水管道及地面辐射采暖系统上。目前市场上供货的规格在 1432mm 之间。由于铜接头价格贵，还缩小过水断面，通常在室内安装时利用管材的柔软性，各用水端直接从主管分配器连接，减少接头数量及维修概率。1.2.2 铝衬塑管铝衬塑管材是指铝合金管材内衬聚乙烯管或聚丙烯管，它是一种双层结构的铝塑复合产品，目前市场上的规格在 1065mm 之间，主要适用于室内冷水管道。与管材配套的管件也是双层结构的铝衬塑复合管件，它是一种采用
9、胶圈密封的快装管件，这种管件由管件主体、密封卡套、锁紧环、锁紧螺母四部分组成。管材及配套管件外形美观，对于室内明设的供水主管、支管均可选用，管道拆装方便，输送水质稳定。由于铝材的特性，不适用于腐蚀性的环境。1.2.3 孔网钢带塑料复合管5它类同铝塑复合管，只是以多孔钢带焊接卷管替代薄铝带焊接卷管，它是以高密度聚乙烯为基体，以冲孔后的冷轧钢带焊接而成的网状钢管为增强体，经挤出成型连续复合而成，内外壁塑料通过金属骨架上的孔形成一体。这种管材具有三层结构，塑料与金属在管壁内相互包容，可避免塑料与金属骨架的分离与剥落。管道连接可采用套管件电熔焊连接，也可用胶圈管件快装连接，它具有钢管的机械强度，又具有
10、塑料管的耐腐蚀性，可适用于 DN200mm 的配水管道及室内冷水主立管道上使用。此类管材安装时，切断的端面应作严格的防锈处理，但在今后管道不停水引接分支管时，孔口切面锈蚀问题就无法处理，这将是此类管材应用中的弱点。1.2.4 钢衬塑复合管它是在薄壁镀锌钢管内，经特殊过盈级配工艺复合聚丙烯管，连接的管件类同上述铝衬塑管件，它可以使输配的水质不发生大的变化，管道装拆快捷，价格低廉，但管外壁及管端面的防腐问题没有根本解决。2、热塑性塑料管的性能评述2.1 优点上述各种品牌的塑料管都分别阐述了它们的特点，归纳起来它们比传统的金属管材有如下一些共同优点：(1)管材材质轻，有些管材仅为铁管重量的 1/81
11、/5。(2)管材耐腐蚀，对于内壁而言，输送的水感观性好；对于外壁而言，不生锈，延长了管道的使用寿命。(3)管材内壁光滑，流阻小，在相同规格及水头损失时，比金属管道提高输水能力达 44%。(4)同一管材连接方式多样，有配套的管件，有利于推广使用。2.2 弱点6(1)塑料管材的原料品种少，国内原料根本无专用料，原料质量控制不太稳定，有些原料尚需进口。(2)与金属管道相比，管材机械强度较弱，抗紫外线性能较差，埋地敷设及室内明装要有相应措施。(3)管材线性膨胀系数较大，特别是复合管的多层结构之间线性膨胀系数不一，容易发生故障，应有相应的技术措施，对产品质量要求更为严谨。(4)管材熔点相对较低，在建筑物
12、出现火情时，管路容易出现故障。3、热塑性塑料管应用中的点滴体会3.1 管材分级规则在 1996 年“给水用聚乙烯(PE)管材国家标准”的送审稿中，引用了ISO/DIS12162热塑性塑料压力管材管件用料的分级规则。此种分级规则的基础是管材输送 20水连续达 50 年使用寿命。管材的设计允许压力值为管道最低要求应力除以管材设计系数。由于各种管材设计系数不一，在管道最低要求应力相同的条件下，各类管材的设计允许压力值就不一致了。由于我国多数塑料管材还没有引用这种分级规则，但在管道工压 0.40.6MPa时，选择管材的压力级别一般为 1.0MPa，有些城市选用达 1.6MPa。当然，管材压力级别不同，
13、管材壁厚等结构尺寸就不一，管材的价格也就不一样。3.2 管材价格的比较热塑性塑料管类别较多，价格悬殊亦大，并且管材价格与管件价格的关系也不一致，如表 1。在室内管路中，平均 1m 管长就有一个管件，管件价格对工程造价7影响明显。表 1 部分热塑性塑料管销售价目表 管材(元/米)；管件(元/件)类别单一塑料管材复合管材项目外径 UPVC HDPE PEX PPR ABS铝塑复合管 PAP孔网钢带塑料复合管镀锌管衬塑铝合金衬塑PE80 PE100管件 25 3.6 4.6 5.9 13.7 9.4 9.6 12.59.2813.232 6.0 6.6 7.9 20.1 13.3 13.6 16.1
14、13.2 21.163 14.0 25.2 28.9 74.8 48.5 44.0 61.2 36.0 26.3 66.1110 42.0 50.5 73.8193.3 135.2106.3 58.3 192.0160 91.0 106.9 154.69288.0129.0200 143.0 166.5 242.0448.0206.5等径弯头252.4 3.5 15.1 3.2 4.0 8.311.232 14.4 4.2 6.0 22.2 4.8 5.6 10.92.5 14.41063 32.0 20.0 28.8 113.4 32.8 21.6 52.2 52.0 6.5 37.8110
15、 144.0 53.0 76.290.4103.4331.4160 288.0 132.0 189.8269.6157.4200 536.0 214.0 307.6502.411212.5等径三通 253.4 4.9 31.7 5.9 4.8 11.714.932 19.2 5.6 8.1 32.5 10.4 7.2 15.23.2 18.363 45.6 28.0 4.03 156.4 56.0 24.8 77.4 70.5 10.5 45.8110 280.0 66.61295.8132.0136.2 491.4160 496.0 171.5 246.5492.0214.9200 744.
16、0 289.5 416.21163.2293.5注：1、该价目表系成都市场价； 公称压力。 管材选用时，应考虑是室内安装还是室外安装；是明管还是暗管；是埋地还是架空；是一般工程还是级别较高的工程。3.3 管材采购时外观的鉴别市场上的管材的品种多，厂牌多，价格不一，采购时要注意厂家的可信度，对13单一材质的塑料管要重点抽查管壁厚度是否符合标准要求，要观察出厂日期，出厂时间太久的管材不宜采购。对于复合管材，还要注意截面结构的均一性，粘合的可靠性及金属层焊接状况。作为输送自来水的塑料管及管件，应为蓝色或带有蓝色线条的黑色管及管件。3.4 管材的堆放塑料管材通常怕紫外线，应存放在库房或工棚内。有条理地摆放，堆叠高度适当，不使下层管材受压变形。3.5 管材的连接管材有多种类别，但连接方式归纳起来有四种，即胶合剂粘接、胶圈夹紧式连接、热熔式插接、电熔合连接。针对 UPVC 管而言，采用粘接时应注意以下几点：(1)管材与管件的配合间隙不大于 0.2mm；(2)胶合剂质量稳定；(3)粘接操作过程规范、认真；(4)管路粘接后应在 24 小
