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1、新型塑料管材及其在给水管道工程中的应用新型塑料管材及其在给水管道工程中的应用- - 建筑行业视点论文建筑行业视点论文随着高分子材料技术的飞跃进步，塑料管材的开发利用也不断深化。近二十年来 ，我国塑料管村的开发研制及生产推广均取得重大成果。现今，已开发出可用于 给水管道工程的塑料管材有upvc管，pe管、pb管、pex管、ppc管、pp r管以及金属 塑料复合管。这些管树材料性质不尽相同、生产工艺各有特点、主要应用范围也 各有差异，但应用于给水管道工程其重量轻、便于运输及安装、管道内壁光滑阻 力系数小、防腐性能良好、对水质不构成二次污染却都是共通的。本文综合有关 资料，就目前市场上常用的用于给水
2、管道工程的新型塑料管树的材料性质、生产 标准与生产工艺、应用范围等作些介绍，供同行参考。一、硬聚氨乙烯管（upvc）管硬聚氯乙烯管是国内目前塑料管材的主导产品。upvc给水管材管件1983年列入国 家“七。五”科技攻关项目，经过十多年的技术开发和应用实践，无论在产品的生 产还是在实际工程应用方面，均积累了大量的理论与实践经验。1、材s4性质及生产工艺硬聚氯乙然属热塑性塑料，其制成品upvc管材质较轻，密 度为1350（n1460k8m3（钢材为7800kgm3），维卡软化温度86，抗拉、抗弯、 抗压缩强度较高，但抗冲击强度相对较低。upvc管普遍采用挤压成型工艺，挤出机又分单螺杆、双螺杆，就挤
3、出工艺而言，双 螺秆挤出机要优于单螺秆挤出机。目前，国内生产upvc管道的有400余生产厂家。2、生产标准目前国内upvc供水管的生产厂家，绝大部分是按国家标准生产管材，但仍有相当 多的厂家受引进设备限制或产品外销，采用英标（bs）、日标（jis）、德标（din）或is0 标准生产管材。对用户来说，不同标准生产的管材，其内外径及壁厚均不同，这 是在选用时必须予以注意的。我国upvc给水管设计、施工、验收规程明文规定，选 用管材必须是按中国国家标准生产的。我国于1988年制订了upvc给水管材国家标准gb10002.1 88，96年对标准进行了修订，颁布了新的国家标准gbt10002.1 199
4、6，非等效采用了is04422：1990国际标准。管件标准gb10002.188现正予修订。按目前的国家管材标准，管材口径的直径（外径）20mm至直径酗0 mm共28个直径规格，压力等级0.6mpaol1.6mpa，共5个等级。根据国内多家自来水公司的经验，室外upvc管道宜选用压力等级1.0 mpa的。upvc给水管设计、施工、验收规程规定的口径分类为20mm“630mm，并对 管材国标所规定的口径分类作了删减，以便于供水企业备品备料。3、连接方式、配件upvc给水管的连接方式与配件一直是制约其在工程中应用的重要因素。经过10多 年的应用实践，管材连接技术与配件的开发研制均有长足的发展与进步
5、。目前，国内已可生产口径大于等于63mm的柔性接口（r r）管材，口径在63mm以下的亦可采用柔性的活接头方式予以连接。可以说，粘接 接口（t s）方式将逐渐被柔性接口方式所取代，这是大势所趋。配件方面，90年代初手工 制造配件的方式已基本淘汰，近几年厂家己生产出采用粘接方式连接的三通、弯 头等，也有采用钢塑配件替代的。99年4月，江苏某厂已成功开发出柔性接口的全 塑化三通、弯头等配件，口径100mm、150mm、200mm三种，基本满足了小区upvc 给水管道工程的需求。4、适用范围upvc给水管主要适用于室外埋地供水管道，国内水司统计资料表明，选用口径多 在250mm及其以下。在建筑给水（
6、室内给水）方面upvc管也有应用，但效果并不理 想。近年来，随着聚丙烯、聚丁烯、交联聚乙烯、铝塑复合管的兴起，upvc管将会 迅速谈出建筑给水工程领域。二、聚乙烯管（ pe管）聚乙烯管在燃气管道工程中使用多年，有成功的理论与实践经验。近几年，在农 村给水工程中亦有大量应用。国外大量应用于市政埋地给水管，国内有几家企业 已致力于这方面的开发研究工作，总体说来尚处于起步阶段。1、材94性质及生产工艺聚乙烯也是一种热塑性塑料，可多次加工成型。密度是聚乙烯的重要性能指标之一，有高密度聚乙烯（hdpe）、中密度聚乙烯（mdp e）、低密度聚乙烯（ldpe）之分。密度越高，相对硬度、软化温度、抗拉强度越高
7、， 但脆性增加、柔韧性下降、抗开裂性能力下降。给水管道一般采用高密度聚乙烯 ，燃气管道一般采用高密度和中密度聚乙烯。高密度聚乙烯密度950 kgm较upvc为轻，软化温度120较upvc管为高。其柔韧性、抗冲击能力均高于 upvc管，连接方式优于upvc管基本上可保证连接处不泄漏（属本体连接）。此外， 聚乙烯本身是一种无毒塑料。欧美国家hdpe给水管的用量逐年增加，upvc管的用 量逐年下降。一般的看法是在给水管道工程中，hdpe管最终将取代upvc管。聚乙烯管村同upvc管材一样，普遍采用挤压成型生产工艺，管件采用注塑成型生 产工艺。目前，国内生产聚乙烯管村的厂家约10多家左右，就技术条件与
8、生产能力而言， 河北亚大塑料制品有限公司、山东胜利塑胶公司届龙头企业。2、生产标准我国于92年颁布了给水用高密度聚乙烯（hdpe）管材的国家标准gbt13663 1366492，现正予以修订，修订稿已呈报国家技术监督局。现行国家标准，口径以16mm至315mm共18个级别，压力等级0.25mpa oo1.0mpa共4个等级。3、连接方式、配件聚乙烯在温度190n240之间将被熔化，利用这一特性，将管材（或管件）两熔 化的部份充分接触，并保持适当压力，冷却后两者便可牢固地融为一体。因此，pe 管的连接方式与upvc管不同，通常采用电热熔连接及热熔对接两种方式。电热熔连接是将所需连接的两端插入埋有
9、电热丝的套管中，将电热丝通电，将要 连接的管材、管件加热至熔化温度，固定直至接口冷却，从而形成严密牢固的接 头。热熔对接连接是将与管轴垂直的两对应端而与加热板接触至熔化温度，将两熔 化口压紧连接。热熔对接连接适用于口径大于90mm的管道。pe管道与金属管道连接时，可以采用钢塑过渡接头。pe管道生产厂家已开发出各种规格的注塑管件，特殊管件也可采用焊接的方式手 工制造。4、适用范围pe管适用于室外埋地供水管道，也有用于室内供水管道的。总体来讲，至现阶段 工程应用实践不多。与upvc管相比，现尚无完善的设计、施工、验收规程可供遵守 ，这也是推广应用pe供水管所面临的一大问题。实际上，除upvc给水管
10、外，现有的其他各种塑料供水管材均无完善的设计、施工、 验收规程，除upvc、pe管外，甚至无管材国家标准。与upvc管早期的开发应用类似 ，各种塑料管材厂家的不懈努力也将推动供水管材领域的技术进步、推动行业的 发展。pe管可应用于旧管翻新，国外已广泛应用，国内大连也开始试点应用。三、聚丁烯 管道（阳管）聚丁烯也是一种热塑性塑料，由其生产出的pb管道，是目前世界上最先进的冷热 水、暖气管材之一。1.材料性质及生产工艺聚丁烯无味、无毒、耐高温性能良好，材质柔韧同时又具有良好的抗拉、抗压强 度，软化温度121。pb管的密度为930 kgm：，与pe管相近。2、生产标准目前国内生产pb管材的厂家不多。
11、广东佛山、武汉已引进生产线生产pb管。我国 目前尚未制订pb管材的国家标准，生产企业的企业标准一般等效采用所引进生 产线所在国的国家标准，如广东佛山某厂就是按bs7291英国标准生产的。pb管的口径（外径）国内现有10mm、15mm、22mm、28mm四种规格，国外有口径 至l10mm的pb管。pb管的承压能力与管道的壁厚有关，与通过的介质 水的温度有关，特别是介质的温度订货时应向厂家说明。3、连接方式、配件pb管可采用机械夹紧式（插入式）连接或热融连接。生产厂家己开发出多种型式 的配件，基本可满足工程应用的需要。4、适用范围如前所述，pb管适用于建筑室内冷热水供应系统。现既无管村国家标准亦无
12、设计 施工验收国家标准。四、交联聚乙烯（pex）管交联聚乙烯是在普通聚乙烯原料中加入有机硅烷接技材料，由线性分子结构改 性成三维交联网状结构，改变了普通聚乙烯的分子结构，从而改变了其性能。1、材94性质及生产工艺pex与pe管一样，无毒、无味，耐压、稳定性和持久性好，其独特的耐温性能（ 70cn l10），使其成为室内冷热水供应的推荐管材。pex管的密度950 kgm3.pex管的生产工艺是以聚乙烯为基体树脂，以硅烷为键桥材料，原材料通过精密 计量系统，进入专门设计的反应挤出机，将硅烷的乙烯基与聚乙烯一步完成接枝 和成型，构成三维立体分子网络。这种一步法生产工艺是目前国际上广泛采用的 变联聚乙
13、烯管材生产方式，国内引进的生产线也是一步法生产工共2、生产标准国内目前生产pex管的厂家不多，其生产技术均是从国外引进的，采用的标准也 是参照国际标准制订自己的企业标准并报地方政府批准。pex管的口径（外径）现有16m、20mm、25mm、32mm、40mm、501m、63mm7种规 格。3、连接方式、配件pex管道之间的连接采用厂家配套提供的铜质连接件及紧固环，摈卡箍式或卡套 式方式连接。pex管道与其他金属管道连接，采用专用的外螺纹卡箍式或卡套式 连接配件。4、适用范围pex适用于室内冷热水供应管道。系统工作压力水于等于0.6mpa，长期工作温度 小于等于75（建筑给水排水规范要求）。上海
14、市工程建设标准化办公室于98年底发布了推荐性地方应用标准“建筑给水交 联聚乙烯（pex）管道工程技术规程”，内容涉及pex管的设计、施工、验收三个方面 。五、聚丙烯共聚物ppr、ppc管聚丙烯是无色、无味、无毒带白色蜡状颗粒材料，具有优良的耐热性能及较高的 强度，但熔融粘度低，存在低温脆性缺陷，须对其进行改性以适用管道生产的需 要。目前普遍采用的改性方法是使pe与pp（聚丙烯）在分子链级进行共聚，其产品 称为聚丙烯共聚物，由其生产的管道在原料生产、加工、废弃处理过程中不会对 人体及环境造成损害，因而被称为绿色建树。目前，国内市场上的pp管树有ppc、pp r两种，均属pp与pe的共聚物。两者的
15、区别是：ppc，其聚乙烯含量为7（n ll地；ppr，聚乙烯含量为3（n5；ppc壁厚较同规格的pp r为薄；按目前德国的分类法，ppc属第二代（二型），pp r属第三代（三型）；ppr抗冲击性能优于ppc.ppc、pp r的物化性能，应用范围基本相同，故下面仅介绍三型聚丙烯（ppr）。1、材94性质及生产工艺ppr无毒、卫生、可回收利用。pp r的维卡软化温度为131，最高使用温度为95，长期使用温度为70，属耐热、 保温节能产品。其密度900k8m：。ppr管道采用挤压成型工艺生产，ppr管件采用注塑成型工艺生产。2、生产标准目前国内尚未制订统一的国家管材标准。ppr生产线多从德国引进，p
16、p c生产线多从韩国引进。生产厂家多是参照德国标准制订自己的企业标准。ppr生产规格从20mm至95mm多种管径类别。3、连接方式与配件ppr管材及配件之间采用热熔连接。pp r与金属管件连接时，采用带金属嵌件的聚丙烯管件作为过渡，该管件与pp r采用热熔连接，与金属管采用丝扣连接。4、适用范围pp r管适用于建筑物室内冷热水供应系统，也广泛适用于采暖系统。欧洲在建筑物 冷热水供应系统中，使用ppr较为普遍，己上升为主导产品。吉林省建设厅、吉林省技术监督局于98年七月发布了吉林省地方标准“改性聚丙 烯（pp c）地面辐射手暖、建筑给水及热水供应技术标准（试行）”。上海市工程建设标准 化办公室98年12月发布了推荐性地方标准“建筑给水聚丙烯管道（pp r）工程技术规程”。六、金属塑94复台管金属塑料复合管很多，有钢塑管、铜塑管、铝塑管、钢骨架塑料管等。铝塑复合管 是近几年发展迅速的一种新型管树，本文就铝塑复合管作些介绍。材料性质及生产工艺铝塑复
