| 1.塑料管 |
塑料管是合成樹(shù)脂加添加劑經(jīng)熔融成型加工而成的制品。添加劑有增塑劑,穩(wěn)定劑,填充劑,潤(rùn)滑劑,著色劑,紫外線吸收劑,改性劑等。
常用塑料管有:硬聚氯乙烯管(PVC-U),高密度聚乙烯管(PE-HD), 交聯(lián)聚乙烯管(PE-X),無(wú)規(guī)共聚聚丙烯管(PP-R),聚丁烯管(PB),工程塑料丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)等。
塑料管的原料組成決定了塑料管的特性。塑料管的主要優(yōu)點(diǎn):
(1).化學(xué)穩(wěn)定性好,不受環(huán)境因素和管道內(nèi)介質(zhì)組分的影響,耐腐蝕性好。
(2)．導(dǎo)熱系數(shù)小,熱傳導(dǎo)率低,絕熱保溫,節(jié)能效果好。
(3).水力性能好,管道內(nèi)壁光滑,阻力系數(shù)小,不易積垢,管內(nèi)流通面積不隨時(shí)間發(fā)生變化,管道阻塞機(jī)率小。
(4)．相對(duì)于金屬管材,密度小,材質(zhì)輕,運(yùn)輸,安裝方便,靈活,簡(jiǎn)捷,維修容易。
(5)．可自然彎曲或具有冷彎性能,可采用盤(pán)管供貨方式,減少管接頭數(shù)量。
其主要缺點(diǎn):
(1).力學(xué)性能差,抗沖擊性不佳,剛性差,平直性也差,因而管卡及吊架設(shè)置密度高。
(2).阻燃性差,大多數(shù)塑料制品可燃,且燃燒時(shí)熱分解,會(huì)釋放出有毒氣體和煙霧。
(3).熱膨脹系數(shù)大,伸縮補(bǔ)償必須十分強(qiáng)調(diào)。
所以,在推廣塑料管的同時(shí),還需要發(fā)展技術(shù)克服其缺點(diǎn)。
1.1塑料管性能
1.1.1物理性能：
塑料管的物理性能和鋁塑復(fù)合管,鋼管,銅管比較見(jiàn)表1: |
單位
PVC-U
PE
PE-X
PP
PB
ABS
PAP
鋼
銅
|
密度
g/cm
1.50
0.95
0.95
0.90
0.93
1.02
7.85
8.89
|
導(dǎo)熱系數(shù)
w/mk
0.16
0.48
0.40
0.24
0.22
0.26
0.45
50
400 |
熱膨脹系數(shù)
mm/m°C
0.07
0.22
0.15
0.16
0.13
0.11
0.36
0.012
0.018 |
彈性模量
MPa
3000
600
600
900
350
2500
210000
110000 |
拉伸強(qiáng)度
MPa
40
25
>25
28
17
40
700
150 |
硬度
R
120
70
100
60
230HB |
使用溫度°C
0-60
-60-60
-60-95
-20-95
-20-95
-20-80
-60-95 | |
注: PAP(PEX-AL-PEX)表示鋁塑復(fù)合管,交聯(lián)鋁塑復(fù)合管為XPAP。
塑料管的物理性能影響管道的方式,用途,補(bǔ)償措施和管道保溫等方面。如:
(1).PVC-U、PP、ABS、PAP的力學(xué)性能相對(duì)較高, 被視為“剛性管”,明裝較好。反之,PE、PE-X、PB作為“柔性管”適合暗敷。
(2).塑料管的使用溫度及耐熱性能決定了PVC-U,PE,ABS,PAP僅能用于冷水管,而PE-X,PP, PB,XPAP則可作為熱水管。當(dāng)建筑物有熱水供應(yīng)系統(tǒng)且冷熱水采用統(tǒng)一管材時(shí)耐熱性能成為主要指標(biāo)。
(3).塑料管因熱膨脹系數(shù)高,在塑料管路中尤其是作為熱水管,采用柔性接口，伸縮節(jié)或各種彎位等熱補(bǔ)償措施較多。其中以PE,PP等聚烯烴類(lèi)為最。施工安裝時(shí)如果對(duì)此沒(méi)有足夠重視,并采取相應(yīng)技術(shù)措施,極易發(fā)生接口處因伸縮節(jié)而拉脫的問(wèn)題。
(4).由于導(dǎo)熱系數(shù)低,塑料管的絕熱保溫性能優(yōu)良進(jìn)而可減少保溫層的厚度甚至無(wú)需保溫。當(dāng)不同塑料管之間絕熱性的比較除導(dǎo)熱系數(shù)外,還同它們各自的管壁厚度有關(guān)。
1.1.2承壓性能:
承壓性能所涉及的內(nèi)容是在一定條件下塑料管材能夠承受的內(nèi)壓力和恒壓下的破壞時(shí)間。從而確定與之有關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)以及對(duì)管材的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)和監(jiān)控。一般進(jìn)行兩項(xiàng)試驗(yàn):液壓試驗(yàn)和長(zhǎng)期高溫液壓試驗(yàn)。 各種管材的承壓性能見(jiàn)表 2
|
管 材
工作壓力/MPa
試樣試驗(yàn)壓力/MPa
接頭密封試驗(yàn)/MPa
爆破壓力/MPa |
UPVC
1.6
42/h
De≤90，4．2PN
De＞90，3．36PN |
PEX
1.0/95℃
1.6/常溫
1.2
2.5
3.5
5.6 |
ABS
1.0
3.8/h
4～8
|
PB
1．6～2．5／冷水
1.0/熱水 |
PP-R PP-C
2.0/常溫
0.6/75℃
20℃，11h，16MPa
80℃，48h，4.8MPa
80℃，170h，4.2MPa |
HDPE
1.0/熱水1.6/冷水
| |
1.1.3衛(wèi)生性能:
理化衛(wèi)生指標(biāo)。其中PE,PE-X,PP,PB和ABS易達(dá)標(biāo)。而PVC-U管材在生產(chǎn)時(shí)應(yīng)使用無(wú)毒PVC樹(shù)脂和衛(wèi)生及穩(wěn)定劑才能滿足衛(wèi)生性能的要求。
1.2給水塑料管的應(yīng)用
結(jié)構(gòu)形式單一,材料品種眾多且性能各異.常用給水塑料管的特點(diǎn)列表如下: |
| 品種 |
優(yōu) 點(diǎn) |
缺 點(diǎn) |
連接方式 |
| PVC-U |
抗腐蝕力強(qiáng)，易于粘合，價(jià)廉，質(zhì)地堅(jiān)硬 |
有UPVC單體和添加劑滲出，不適用于熱水輸送；接頭粘合技術(shù)要求高，固化時(shí)間較長(zhǎng) |
粘合、螺紋 |
HDPE |
韌性好，較好的疲勞強(qiáng)度，耐溫度性能較好；質(zhì)輕，可撓性和抗沖性能好 |
熔接需要電力；機(jī)械連接，連接件大 |
擠壓夾緊、熱熔合、電熔合 |
| PEX |
耐溫性能好，抗蠕變性能好 |
只能用金屬件連接；不能回收重復(fù)利用 |
擠壓夾緊 |
| PB |
耐溫性能好，良好的抗拉、壓強(qiáng)度，耐沖擊，低蠕變，高柔韌性 |
國(guó)內(nèi)還沒(méi)有PB 樹(shù)脂原料，依賴(lài)進(jìn)口，價(jià)高 |
擠壓夾緊、熱熔合、電熔合 |
| PP-R |
耐溫性好 |
在同等壓力和介質(zhì)溫度的條件下，管壁最厚
|
熱熔合 |
| ABS |
強(qiáng)度大，耐沖擊 |
耐紫外線差，粘接固化時(shí)間較長(zhǎng) |
粘合、螺紋、電熔合 | |
一般情況聚氯乙烯管由于價(jià)格低廉,在不考慮水質(zhì)影響,在冷水供水系統(tǒng)屬于首選管材,而當(dāng)溫度較高時(shí),可選用聚乙烯管或交聯(lián)聚乙烯管、聚丙烯管、聚丁烯管。
1.3排水塑料管的應(yīng)用
材質(zhì)單一:硬聚氯乙烯
結(jié)構(gòu)形式多樣:芯層發(fā)泡管,空壁管,螺旋管,芯層發(fā)泡螺旋管,空壁螺旋管。
其存在的一些問(wèn)題:
(1).熱膨脹系數(shù)大,需設(shè)置伸縮補(bǔ)償裝置來(lái)解決。
(2).剛度小,平直性差,需加密管卡、支架、吊架來(lái)解決。
(3).耐熱性差,軟化溫度低,需限制排水溫度,限制使用場(chǎng)所和控制與熱源的距離來(lái)解決。
(4).阻燃性差,在穿越樓板、上人屋面的屋面板、防火墻、管道井井壁處需設(shè)置阻火圈和防火套管來(lái)解決。
(5)抗機(jī)械沖擊性差,需強(qiáng)化施工技術(shù),精心施工來(lái)解決。
(6)隔聲性差,塑料管的噪聲大于鑄鐵管,管道明裝且管道位置靠近臥室時(shí),問(wèn)題尤為突出。降噪的方式,提高管道材質(zhì)的隔聲效果,芯層發(fā)泡管空壁管是基于這一思路而開(kāi)發(fā)的；降噪的另一方式是改變水流條件,螺旋管是基于這一思路而開(kāi)發(fā)的。將兩種方式結(jié)合起來(lái)的思路是芯層發(fā)泡螺旋管和空壁螺旋管的開(kāi)發(fā)。
相同條件下,不同結(jié)構(gòu)形式的排水塑料管,其噪聲測(cè)定結(jié)果:
普通管 >芯層發(fā)泡管>空壁管>螺旋管
排水塑料管的應(yīng)用是在取代普通排水鑄鐵管的工作上進(jìn)行的。目前,排水塑料管已可在建筑高度為100m以下的建筑物內(nèi)使用,但各地區(qū)的進(jìn)展很不平衡。當(dāng)建筑高度大于、等于100m的高層建筑和不適宜采用排水塑料管的場(chǎng)合,可采用柔性抗震排水鑄鐵管。
2.金屬管
2.1鍍鋅鋼管
鍍鋅鋼管的被取代既不意味金屬管被取代,也不意味鍍鋅鋼管在整個(gè)建筑給水領(lǐng)域被取代。
鍍鋅鋼管由于價(jià)格低廉、性能優(yōu)越,防火性能好,使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),還將在消防給水系統(tǒng),尤其是自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)中應(yīng)用.而塑料管(承壓小)則不應(yīng)在消防給水系統(tǒng)和生活-消防,生產(chǎn)-消防共有系統(tǒng)中應(yīng)用。
2.2銅管
金屬管中最具優(yōu)勢(shì)的是銅管,銅管應(yīng)用較久,優(yōu)點(diǎn)較多,管材和管件齊全,接口方式多樣,較多的應(yīng)用在熱水管路中,目前存在的主要問(wèn)題在于銅的折出量容易超標(biāo)。
2.3鑄鐵管
給水鑄鐵管與鋼管相比有不易腐蝕、造價(jià)低、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，適合于埋地敷設(shè)。缺點(diǎn)是質(zhì)脆、重量大、長(zhǎng)度小等。連接方式一般采用承插連接。
卡箍式鑄鐵排水管是一種新型的建筑用排水管材，60年代開(kāi)始進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，經(jīng)過(guò)幾十年的推廣和應(yīng)用，這種管材已得到國(guó)際上的普遍認(rèn)可。這種管材與傳統(tǒng)的承插式鑄鐵排水管道相比有許多優(yōu)點(diǎn)，是一種更新?lián)Q代產(chǎn)品，但由于這種管材及配件價(jià)格相對(duì)較貴，所以在國(guó)內(nèi)一直未能得到普及推廣。
2.4其它:
不銹鋼管也受到工程技術(shù)人員的青睞,有關(guān)方面正從減少壁厚,降低價(jià)格方面著手,以利于推廣。
鋁合金管是鋁廠向給排水行業(yè)推出的新品種。
鍍鎳鋼管是和鍍鋅鋼管性質(zhì)最近,而耐腐蝕性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)鍍鋅鋼管的新穎管材,在解決了降低鍍層費(fèi)用和管材斷口處施工現(xiàn)場(chǎng)上鎳工藝后,有望在一定范圍內(nèi)得到采用。
涂塑鋼管則是在金屬管材中前景看好的一種管材,且管道布置和敷設(shè)、接口方式和施工安裝均與鍍鋅鋼管相同,是這種管材最容易被接受。由于其涂層薄、價(jià)格低,也最容易被推廣。
3.復(fù)合管:
復(fù)合管包括襯鉛管、襯膠管、玻璃鋼管。復(fù)合管大多是由工作層(要求耐水腐蝕)、支承層、保護(hù)層(要求耐腐蝕)組成。
復(fù)合管一般以金屬作支撐材料，內(nèi)襯以環(huán)氧樹(shù)脂和水泥為主， 它的特點(diǎn)是重量輕、內(nèi)壁光滑、阻力小、耐腐性能好；也有以高強(qiáng)軟金屬作支撐,而非金屬管在內(nèi)外兩側(cè),如鋁塑復(fù)合管，它的特點(diǎn)是管道內(nèi)壁不會(huì)腐蝕結(jié)垢，保證水質(zhì)；也有金屬管在內(nèi)側(cè),而非金屬管在外側(cè),如塑覆銅管,這是利用塑料的導(dǎo)熱性差起絕熱保溫和保護(hù)作用。
根據(jù)金屬的材料可分為:
(1).鋼塑復(fù)合管
(2).不銹鋼-塑復(fù)合管,塑覆不銹鋼管
(3).塑覆銅管
(4).鋁塑復(fù)合管，交聯(lián)鋁塑復(fù)合管
(5)襯塑鋁合金管
應(yīng)該說(shuō)復(fù)合管材是管徑≥300mm以上給排水管道最理想的管材。它兼有金屬管材強(qiáng)度大,剛性好和非金屬管材耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)。但它又是目前發(fā)展較緩慢的一種管材。這是因?yàn)椋海?）.兩種管材組合在一起比單一管材價(jià)格偏高。(2).兩種材質(zhì)熱膨脹系數(shù)相差較大,如粘合不牢固而環(huán)境溫度和介質(zhì)溫度變化又較劇烈,容易脫開(kāi),而導(dǎo)致質(zhì)量下降。
復(fù)合管的連接宜采用冷加工方式,熱加工方式容易造成內(nèi)襯塑料的伸縮、變形乃至熔化。一般有螺紋、卡套、卡箍等連接方式。
由于復(fù)合管尚屬新型管材，我國(guó)還未有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)范。設(shè)計(jì)及施工人員往往套用鍍鋅管的工藝來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工，故在此不作一一贅述。 |
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