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UPVC管是一種以聚氯乙烯(PVC)樹脂為原料,不含增塑劑的塑料管材。隨著化學工業(yè)技術的發(fā)展,現(xiàn)可以生產(chǎn)無毒級的管材,所以它具備一般聚氯乙烯的性能,又增加了一些優(yōu)異性能,具體來說它具有耐腐蝕性和柔軟性好的優(yōu)點,因而特別適用于供水管網(wǎng)。由于它不導電,因而不容易與酸、堿、鹽發(fā)生電化學反應,酸、堿、鹽都難于腐蝕它,所以不需要外防腐涂層和內(nèi)襯。而柔軟性好這又克服了過去塑料管脆性的缺點,在荷載作用下能產(chǎn)生屈服而不發(fā)生破裂。 曾經(jīng)作過這樣的試驗:把一條DN50mm的UPVC管放在地上,皇冠3.0小汽車在上面開過,管只是扁了,但沒有破碎。然后我們又讓滿載貨物的東風汽車從管子上面壓過,同樣管子只是變形沒有碎裂。另外,UPVC管有較小的彈性模量因而能減小壓力沖擊的幅度從而能減輕水錘的沖擊力。U-PVC管內(nèi)壁光滑,阻力小(UPVC管阻力系數(shù)為0.009,而一般的鍍鋅管。鑄鐵管阻力系數(shù)為0.012-0.013),因而水力條件好是顯而易見的。當用同樣管徑的管輸送同樣液體時,UPVC管比鍍鋅管、鑄鐵管的阻力小30%左右;當水頭損失相同時,UPVC管的輸水能力比鑄鐵管大20%以上。由于UPVC管內(nèi)壁光滑,液體在內(nèi)流動不會結(jié)垢,因而其輸送能力不會隨運行時間的增強而下降。而這一點也正是鍍鋅管和鑄鐵管不可克服的缺點。隨著改革開放的不斷深入發(fā)展,人們的生活水平不斷提高,對自來水質(zhì)量的要求也越來越高。供水行業(yè)除了保證出廠水符合生活飲用水標準外,還必須使通過管網(wǎng)輸送的水合格。人們對自來水的"黃水""黑水"等現(xiàn)象反映強烈,而導制管網(wǎng)水質(zhì)變差的主要原因是給水管道的銹蝕,特別是冷鍍鋅管,其管內(nèi)壁的鍍層不穩(wěn)定,管使用一年半載不長時間就開始銹蝕,造成水中有鐵腥味和顏色,埋在地下的鍍鋅管銹蝕更為嚴重。而UPVC管耐腐蝕。不結(jié)垢,能抑制細菌生長,有利于保護水質(zhì)不受管道的二次污染。所以UPVC管有著廣泛的應用前景,尤其是用戶水表前的大量埋地管都可以用它。

另外UPVC管還具有重量輕。運輸方便的優(yōu)點。UPVC管比重為1.4左右(鑄鐵管比重為7.4左右),是鑄鐵管重量的五分之一,采用UPVC管比鑄鐵管可節(jié)約運輸費用1/10-1/5。其搬運,裝卸施工都十分方便。往往供水管道施工環(huán)境比較艱苦,施工現(xiàn)場泥濘,如能減輕工人的勞動強度,縮短施工周期那是最理想不過的事了。而采用UPVC管就能實現(xiàn)這一理想。UPVC管重量輕,在安裝過程中人工即可搬動,一般不需動用機械。例如一條DN200長6m的UPVC管自重約55Kg,而同樣直徑長度的鑄鐵管自重為304Kg,安裝時UPVC管一人扛就行了,而鑄鐵管需用三人或用機械才能落管,這樣大大地減輕了工人的勞動強度和節(jié)省了工時和施工費用。

UPVC管的連接方式有承插膠圈連接、粘合連接以及法蘭連接等。這幾種連接形式都用不著另挖工作坑可直接在管溝中安裝,無需用油麻或膨脹水泥等打接口,可用手動葫蘆或用手把管插口端套上膠圈后直接插進承口內(nèi),插進的深度可視管尾標記為準。

UPVC管和PE管都是熱塑性塑料管,它們有著共同特性的一面,但在伸縮性。耐熱要求。抗老化等技術特性方面也有著不同之處�，F(xiàn)將UPVC管和PE管的技術特性對比分析如下:

1、UPVC與PE管材性能對比

管的種類 優(yōu)點 缺點 UPVC 抗腐蝕能力強,易于連接,價廉,質(zhì)地堅硬。 不適用于熱水輸送,接頭粘合技術要求高,固化時間較長。 HDPE 質(zhì)輕,較好的疲勞強度,耐溫度性能較好,韌性好,可撓性好 熔接需要電力;機械連接連接件價格較貴。

從上表可以看出,PE管由于其連接的接頭價格較貴,這樣就制約和妨礙了它的廣泛應用。

2、UPVC和PE管材的線脹系數(shù)

管材 線脹系數(shù)a(/0C) UPVC(硬聚氯乙烯) 6×10-5 HDPE(高密度聚氯乙烯) 18×10-5 MDPE(低密度聚氯乙烯) 16×10-5

由此可知PE管比UPVC管有很大的線脹系數(shù),因此在設計中應予以重視。

3、UPVC管耐老化性能的比較

發(fā)達國家對PVC.PE管材的綜合評價如下:

內(nèi)容 評價值 PVC HDPE MDPE 耐老化值 20 13

由上表可知:從耐老化值,長期強度來看,PVC管則優(yōu)于PE管;從破壞形式來看,PE則優(yōu)于PVC.至于易卷性和熔接性只與安裝工藝。運輸?shù)扔嘘P,不宜作為評價兩種材料的主要指標。

4、UPVC管與PE管的安裝連接形式

前面說過:UPVC管的連接方式有承插膠圈連接。粘合連接和法蘭連接,對于管徑較大的管選用承插膠圈連接較為合適。如果采用粘合連接在施工時很難保證粘接前管接頭部分的絕對清潔,一粒泥沙。一個小汽泡都將是接口漏水的隱患。另外粘合還受氣溫和空氣的影響,在室外施工有一定的難度。

PE管的連接形式有電熱熔連接和熱熔對接連接。特別是電熱熔連接,它是用一個套管將兩條管接口處套住,通過套管內(nèi)部的電熱絲加熱使套管和兩條管熔在一起,工藝上容易達到和保證接口處密實不漏,但這個套管式的接頭價格貴。

盡管硬聚氯乙烯排水管優(yōu)點十分顯著,但在設計及施工使用中仍客觀存在著一些問題:

1、溫度影響

UPVC管耐熱性能差,且在60℃以上環(huán)境抗拉強度下降(適用于連續(xù)排放溫度不超過40℃,瞬時排放溫度不超過80℃的生活污水)。因此,設計使用中應遠離熱源,如距灶邊大于等于400mm,距熱水管道間距大于等于200mm,同時熱水管道應采取保溫措施,不得穿越煙道和防火墻。

低溫環(huán)境下硬聚氯乙烯塑料排水管抗沖擊強度降低。因此在有空調(diào)的設備轉(zhuǎn)換層,可以考慮采用鑄鐵管代替硬聚氯乙烯排水管,以保證排水安全性。

由于受溫度影響大,膨脹系數(shù)大,每層立管及較長的橫管上均要求設置伸縮節(jié)。由此,其他專業(yè)布置時應考慮UPVC管的缺口效應,在與其它管道平行敷設時,塑料管靠邊,當交叉敷設時,塑料管在下且應錯開,并考慮加金屬套管防護。此外,立管穿越樓板屋面處應作為固定支承點,并應加裝柔性護套。

2、剛度影響

對于立管每層應有一個牢固的固定支架,固定支架既可控制管道膨脹方向,也可分擔立管自重,還使立管與出戶橫管連接的管頭免于受壓過大,引起管道破裂漏水,同時立管底部也應設支墩或吊架等固定措施。

在戶外施工中,UPVC管尤其容易受到破壞。在UPVC與室外綜合管網(wǎng)交叉施工時,人工、機械器具足以對其造成不同程度破壞,甚至粉粹、斷裂造成管路不通。管道回填時,UPVC管也常因管道部分架空或遭較大堅硬物壓迫而破損。所以,埋地UPVC管要求基底夯實后,管下方有100mm、管上方有300mm回填砂,且總埋深不少于900mm。

3、建筑防火問題

中國對PVC塑料阻燃技術的研究普遍存在一點傾向,片面追求氧指數(shù)的提高,忽視發(fā)煙性能的研究。統(tǒng)計資料表明,火災中79%是煙氣致死的。有的UPVC管氧指數(shù)高達50%以上,但燃燒時發(fā)煙量很大,且維卡溫度僅在70℃一90℃之間。所以UPVC管材雖難燃,但極易軟化變形,且煙味極濃,火災中,一方面產(chǎn)生致命煙氣,另一方面,溫度超過90℃時管道軟化變形,火勢在管道穿越部位蔓延,而穿過屋面的排水管或通氣管風速更大,則火勢蔓延更快。所以,高層建筑能否應用UPVC管,曾是爭論的問題,而爭論的焦點則是其防火特性。

UPVC管已廣泛應用到高層建筑,但對上述防火問題并未引起足夠重視,消防專項驗收中也未對UPVC管材安裝提出意見。由于現(xiàn)行《高層建筑防火設計規(guī)范》GB 50045 -95、《建筑排水用硬聚氯乙烯管材》GB /T5836. 1-92及《建筑排水硬聚氯乙烯管道工程技術規(guī)范》CJJ -96等規(guī)范均未對如何使用UPVC管加以明確規(guī)定,使這一問題"無章可循"。在呼吁國家相關文件規(guī)定出臺的同時,提出一些意見供同仁參考:(1)雨、污水及通氣立管盡可能沿建筑物外墻設置。(2)雨、污水及通氣立管在建筑物內(nèi)時,應設置于管道井內(nèi),或用磚、混凝土制塊等非燃性材料保護。(3)排入排水立管的支管,采用金屬排水管道,或?qū)χЧ懿扇�嚴格防火措�?如鋼制套管、無機防火套管等。(4)排水的配件亦應盡量采用金屬制品。

此外。UPVC排水管在使用中還存在立管消能、減少噪音及防止結(jié)露等課題,所有這些均在一定程度上限制了現(xiàn)有UPVC排水管的推廣和使用。

1、自來水配管工程(包括室內(nèi)供水和室外市政水管),由于UPVC塑料管具有耐酸堿、耐腐蝕、不生銹、不結(jié)垢、保護水質(zhì)、避免水質(zhì)受到二次污染的優(yōu)點,在大力提倡生產(chǎn)環(huán)保產(chǎn)品的今天,作為一種保護人類健康的理想"綠色建材",已被中國乃至全球廣泛推廣應用。

2、節(jié)水灌溉配管工程,UPVC噴滴灌溉系統(tǒng)的使用與普通灌溉相比,可節(jié)水50%-70%,同時可節(jié)約肥料和農(nóng)藥用量,農(nóng)作物產(chǎn)量可提高30%-80%。在中國水資源缺乏、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)灌溉方式落后的今天,這對促進中國節(jié)水農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展有著極大的社會效益。

3、建筑用配管工程。

4、UPVC塑料管具有優(yōu)異的絕緣能力,還廣泛用作郵電通訊電纜導管。

5、UPVC塑料管耐酸堿、耐腐蝕,許多化工廠用作輸液配管。其他還用于鑿井工程、醫(yī)藥配管工程、礦物鹽水輸送配管工程、電氣配管工程等。

GB/T 5836.2-2006 《建筑排水用硬聚氯乙烯(PVC-U)管件》

GB/T10002.1-2006《給水用硬聚氯乙烯管材》

GB/T 10002.2-2003《給水用硬聚氯乙烯管件》

GB/T 8801-2007 《硬聚氯乙烯 (PVC-U) 管件墜落試驗方法》

GB/T 8803-1988 《注塑硬聚氯乙烯 (PVC-U) 管件 熱烘箱試驗方法》

GB/T 8801-1988 《硬聚氯乙烯 (PVC-U) 管件墜落試驗方法》

GB/T 18993.3-2003 《冷熱水用氯化聚氯乙烯(PVC-C)管道系統(tǒng) 第3部分 管件》

GB/T 24452-2009 《建筑物內(nèi)排污、廢水(高、低溫)用氯化聚氯乙烯(PVC-C) 管材和管件》

GB 9644-1988 《硬聚氯乙烯(PVC-U) 飲水管材和管件 鉛、錫、鎘、汞的萃取方法及允許值》

1998年8月,廈門市建委發(fā)出通知,要求所有新建工程中小于400mm給水管道及室內(nèi)外排水管道都必須采用塑料管材,表明塑料管已進入更廣泛的應用空間。然而,UPVC排水管在使用中表現(xiàn)出的不足之處,仍急待我們開發(fā)出強度高、噪音低、防火特性好以及投資低、能耗低的產(chǎn)品,以適應現(xiàn)代建筑市場更深更廣的發(fā)展需要�？上驳氖�,中國外許多科研、生產(chǎn)單位已不斷開發(fā)出各類新產(chǎn)品,有些已經(jīng)走向市場,它們代表了UPVC管的發(fā)展趨勢。

中國市場上已出現(xiàn)技術成熟的塑料金屬復合管,耐高溫、噪聲低,但由于價格貴、管徑小,適用于高檔裝飾中的冷熱水管道,中國市場上還有剛度好、耐高溫的塑鋼復合管,但價格也較高,尚無條件用于排水系統(tǒng);中國還有些單位,已開發(fā)出雙層塑料管,可減少噪聲指標,

距走上市場僅一步之遙;公安部四川消防科學研究所五年前已開發(fā)出使用無鹵、無銻作阻燃消煙劑的難燃PVC配方,氧指數(shù)達到51%一56%,發(fā)煙量較低(煙密度等級為54%左右)且煙氣毒性很小,但由于種種原因該技術尚未走向市場。 國外一些先進國家和地區(qū)。如日本就大量采用加強型二層管,只是在普通UPVC管外部套上一個由石棉或加強纖維水泥復合做成的外殼,大大提高了防火特性。據(jù)介紹,這種技術制成的管道,可耐800o一1010℃高溫,火災中不會產(chǎn)生煙氣,也不軟化變形,在高層建筑中可隨意使用。而塑料金屬復合管、塑鋼復合管在發(fā)達國家和地區(qū)早已廣泛使用。

總體來說,中國城市排水工程仍以排水鑄鐵管、水泥管、鋼筋混凝土管為主,當前硬聚氯乙烯排水管的推廣和應用雖取得一定的成績,但總的說來仍處于發(fā)展的初期階段,同國外先進國家相比,尚有較大差距。中國排水管道服務面積不到70%,規(guī)劃。到二十一世紀初達到80%這將需要大量硬聚氯乙烯塑料排水管,廣闊的市場為塑料管的發(fā)展提供了更好的前景。