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室内给水pe管规格应用

点击次数:   更新时间:2014-07-08 13:52     来源:www.pe-guan.cn关闭分    享:
目前大多数住宅使用的给水管常用的有:PPR管、ABS管、衬塑钢管、铝塑复合管、铜管等。

在此分析一下各种室内给水管材的性能、优缺点及应用。

PPR——无规共聚聚丙烯

一、什么是PPR?

PPR管又叫三型聚丙烯管,采用无规共聚聚丙烯经挤出成为管材,注塑成为管件。是欧洲90年代初开发应用的新型塑料管道产品。PPR80年代末,采用气相共聚工艺使5%左右PEPP的分子链中随机地均匀聚合(无规共聚)而成为新一代管道材料。它具有较好的抗冲击性能和长期蠕变性能。

二、PP-R管有什么特点?

PP-R管除了具有一般塑料管重量轻、耐腐蚀、不结垢、使用寿命长等特点外,还具有以下主要特点:

1、无毒、卫生。PP-R的原料分子只有碳、氢元素,没有有害有毒的元素存在,卫生可靠,不仅用于冷热水管道,还可用于纯净饮用水系统。

2、保温节能。PP-R管导热系数为0.21w/mk,仅为钢管的1/200

3、较好的耐热性。PP-R管的维卡软化点131.5℃。最高工作温度可达95℃,可满足建筑给排水规范中热水系统的使用要求。

4、使用寿命长。PP-R管在工作温度70℃,工作压力(P.N)1.OMPa条件下,使用寿命可达50年以上;常温下(20℃)使用寿命可达100年以上。

5、安装方便,连接可靠。PP-R具有良好的焊接性能,管材、管件可采用热熔和电熔连接,安装方便,接头可靠,其连接部位的强度大于管材本身的强度。

6、物料可回收利用。PP-R废料经清洁、破碎后回收利用于管材、管件生产。回收料用量不超过总量10%,不影响产品质量。

三、PP-R管主要用途有哪些?

1、建筑物的冷热水系统,包括集中供热系统;

2、建筑物内的采暖系统、包括地板、壁板及辐射采暖系统;

3、可直接饮用的纯净水供水系统;

4、中央(集中)空调系统;

5、输送或排放化学介质等工业用管道系统。

四、如何即安全又经济选用PP-R?

1、注意管道总体使用系数C(即安全系数)的确定:

一般场合,且长期连续使温度<70℃,可选C=1.25;在重要场合,且长期连续使用温度≥70℃,并有可能较长时间在更高温度运行,可选C=1.5

2、用于冷水(≤40℃)系统,选用P.N1.01.6MPa管材、管件;

用于热水系统选用≥PN2.0MPa管材、管件。

3、在考虑上述三个原则后,管件的SDR应不大于管材的SDR,即管件的壁厚应不小于同规格管材壁厚。

五、PP-R管在安装施工中应注意哪些问题?

1PP-R管较金属管硬度低、刚性差,在搬运、施工中应加以保护,避免不适当外力造成机械损伤。在暗敷后要标出管道位置,以免二次装修破坏管道。

2PP-R5℃以下存在一定低温脆性,冬季施工要当心,切管时要用锋利刀具缓慢切割。对已安装的管道不能重压、敲击,必要时对易受外力部位复盖保护物。

3PP-R管长期受紫外线照射易老化降解,安装在户外或阳光直射处必须包扎深色防护层。

4PP-R管除了与金属管或用水器连接使用带螺纹嵌件或法兰等机械连接方式外,其余均应采用热熔连接,使管道一体化,无渗漏点。

5PP-R管的线膨胀系数较大(0.15mm/m℃),在明装或非直埋暗敷布管时必须采取防止管道膨胀变形的技术措施。

6、管道安装后在封管(直埋)及复盖装饰层(非直埋暗敷)前必须试压。冷水管试压压力为系统工作压力的1.5倍,但不得小于1MPa;热水管试验压力为工作压力的2倍,但不得小于1.5MPa。试压时间与方法技术规程规定。

7PP-R管明敷或非直埋暗敷布管时,必须按规定安装支、吊架。

生产标准:GB/T18742-2002

六、PPR管材质量识别

真正的PP-R管应符合标准GB/T18742-2002《冷热水用塑料管道系统--PP第二部分管材》管件应符合标准GB/T18742-2002《冷热水用塑料管道系统--PP第三部分管件》;伪PP-R管道和管件的性能是无法通过上述标准。应当指出,伪PP-R管的使用寿命仅为1-5年,而真正的PP-R管使用寿命均在50年以上。

七、PPR-如何选用

PPR管道广泛应用于工业和居民建筑内生活,卫生饮用给水及热水采暖。PPR管道分冷热水管2种。冷水管管壁薄,热水管管壁厚,所以在抗断裂性方面热水管性能好很多,价格方面热水管也比冷水管贵一些。许多生产厂家为了保险起见,施工过程中不分冷热水管开裂,提高安全系数。

1.良好的柔软PPR管材,管件不易受挤压而变形,即使变形也不破裂,并大大减少接头使用量。

2.耐腐蚀 防水结 PR管材,管件的化学性质可以抵抗水中的化学元素侵蚀,同时平滑的内表面可以避免水域的形成

3.耐高温,耐高压 PR管材,管件常温下承受水压力为45千克/平方厘米,管子不变形温度为112摄氏度

4.寿命长 PPR管材,管件防老化强,正常作用使命达到50年以上。

5.施工简便快速 PPR管材,管件的柔性使得施工变得十分快捷,并容易连接(用热熔机承插连接),安全可靠。

6.经济实惠 由于施工简单,不存在与其他工程间的矛盾及影响,缩短工期,施工费用比铜管节省60%,具有优越的经济性。

PPR管安装建议:要让经过专业培训的技术工人进行操作。同时,工艺流程也非常重要。应按照横平竖直的原则,在房间基础地面上开槽出大于水管直径的深槽,然后铺设PPR水管,紧接着逐一顺序热熔连接。所有PPR接口采用热熔技术融合到一起后,要进行24小时以上的打压测试,如果现场环境允许,打压测试时间可长一些。当确保没有任何渗水漏水现象后,再进行填埋。

ABS——苯已烯管

ABS塑料是改性聚苯乙烯塑料,以丙烯睛(A)、丁二烯(B)及苯乙烯(S) 为基础的三组分所组成。ABS塑料可制作压有花纹图案的塑料装饰板等。

ABS管与市场上主要的塑料给水管材的性能及缺点比较,ABS管材具有使用温度范围宽,冲击强度高,抗蠕变性、耐磨性、耐腐蚀性好,连接简单等特点,但其耐候性较差。

一、ABS的各项性能

1.ABS管的物理力学性能

ABS为主要原料,加入抗氧剂、抗紫外线吸收剂等进行改性,生产耐候性较好的直径15~200mm的冷水管及130多种规格的配套管件,直径15~160mm的热水管及与之配套的管件。采用螺纹连接、冷溶胶接、法兰连接等多种方式进行连接,可在-40~95℃范围内使用。

2.抗老化性能

1000h人工气候加速老化试验及热空气老化试验表明,ABS冷、热水管的拉伸强度、冲击强度、弯曲强度等性能均无明显变化。

3.适用温度范围及使用寿命

冷水管工作温度为-40~60℃,热水管工作温度为20~95℃,在工作温度范围内,ABS管保持品质特性不变,在正常状态下,室内可使用50年以上。

4.卫生性能

ABS管材不含任何重金属稳定剂,不会有金属物质渗出,因此无毒。产品浸泡试验表明水质达到对照水质标准,Ames试验结果为阴性,急性经口毒性(LDSO)测定性无毒物,小鼠骨髓微核试验为阴性,达到卫生产品标准。

二、安装方法

ABS管材可采用螺纹连接、冷溶连接、法兰连接等连接方式装配,连接方式多,接头牢固,安装方便且质量可靠。

三、应用

ABS管可用于给水、排水管,自来水、沌净水输送管,空调工程配管,冰水系统,海水输送管,集排污水管,流体处理,电气配管,游泳池用管,饮料用输送管,压缩空气配管,环保工程用管等。如大庆市公用事业局在700多栋、3万用户的住宅区安装了输送沌净水的ABS管;吉林通化葡萄酒厂用ABS管输送酒;新疆高速公路局宿舍用ABS管输送热水(60~70℃);成都星河名居大厦10万平方米的居民住宅区用ABS管输送饮用水;石家庄参谋学院22万平方米居民住宅区用ABS管输送饮用水等。ABS管已畅销26个省,遍布180多个市,用户反映其质量良好。

衬塑钢管

衬塑钢管继承了钢管和塑料管各自的优点,并且根据市场需求、生产工艺、防腐措施、连接方式、性价比等诸多方面进行综合分析后合理设计管材。因此,该管材具有众多技术特点,广泛应用于各类建筑的冷热水的给水系统。连接方式有专用卡环连接、沟槽(卡箍)连接或丝扣连接,施工工艺类似钢管的沟槽连接与钢管的丝扣连接。随着人们的环保意识、健康意识的普及,新型环保给水用管材如雨后春笋般层出不穷,其品种之多难以枚举。衬塑钢管继承了钢管和塑料管各自的优点,同时又摒弃了各自的缺点。在管材设计中最重要的内容之一是根据使用条件和要求,合理确定管材的壁厚,同时该参数直接影响产品的性价比。衬塑钢管独特的壁厚设计包括内层塑料管壁厚和外层焊管壁厚,从而决定了其一系列技术特点:

1、适用范围广泛,规格品种齐全;

2、生产工艺独特;

3、连接方式可靠快捷;

4、表面防蚀措施完善,美观;

5、外层焊管壁厚设计合理;

6、内层塑料管的壁厚合理,确保通径;

7、节能环保,发展潜力大;

一、适用范围广泛、规格品种齐全

目前,在建筑给水行业中,高层建筑的给水管和消防管材长期使用压力约为1.6MPa左右,因此内筋嵌入式衬塑钢管的设计压力确定在2.0MPa基本上能满足建筑给水的压力使用要求,同时这一参数也是壁厚设计的重要参数。 使用温度也是管材设计的一个重要参数,它决定着材料的许用应力。在行业中按输送水的温度分为冷水和热水,冷水温度一般为0℃25℃,但明装管路内介质温度受大气温度影响,我国南方夏季气温可高达40℃左右,而北方气温在冬季可低于-40℃,但是水于0℃以下就会凝固成冰,从而达不到用水的目的。因此在行业中有保温的一些规范,使管路中水的温度一直保持在0℃以上,以保持流体的可流动性。热水一般用于采暖、淋浴,水温通常为75℃以下,瞬间温度可达为95℃左右。 介于以上调研,内筋嵌入式衬塑钢管分为冷水型和热水型两大类,确定冷水型长期使用温度为0℃55℃,热水型管材的长期使用温度为0℃75℃,瞬间温度可达95℃。规格按管道通径标准化确定为D

N15DN20DN25DN32DN40DN50DN65DN80DN100DN125DN150DN200DN250DN300等品种。

二、生产工艺独特

在产品结构确定后采用何种工艺进行生产是目前经济活动中至关重要的,它直接关联了产品的生产成本和生产效率,同时又反过来对产品的结构设计、材料的选择提出工艺上的要求。内筋嵌入式衬塑钢管采用独特的机械拉拔复合工艺,通过对金属管的缩径压迫内层塑料管,使两种材料产生永久性合理过盈,加之焊管内表面独特设计的花纹内筋对塑料管外表面的嵌入作用,以及塑料管复合前的物理和化学改性,使得内筋嵌入式衬塑钢管具有不分层、不缩管,长期使用有保障的技术特点。并于2001年获国家实用新型专利。这种独特的工艺生产效率高,过程控制易行,复合质量高。

三、连接方式可靠快捷

管道之间的连接方式是建材行业最重要的问题,连接强度可不可靠、便不便于安装、维修,能不能适应恶劣的自然条件,这些问题都是用户、设计、施工等各个单位最关心的问题。内筋嵌入式衬塑钢管利用冷挤压原理在距管材端面一定距离作引伸变形成一小型圆弧槽,再将卡簧式不锈钢卡环置入槽内,套上螺母或接口、新型搪瓷管件及其附件,旋紧即可,安装快捷。由于卡环配合部位的锥面自锁设计,以及采用端向和径向的双向密封设计,使之具有可靠的连接强度和抗渗漏性能。同时由于所有管接头采用的是可拆卸结构,加之专用活接管件的配合使用,使其维修极其方便。

四、外表面的防蚀措施完善

众所周知,钢铁的腐蚀是非常普遍的,由此带来的经济损失是巨大的。我们知道钢铁的腐蚀主要是由于电化学腐蚀,塑料的腐蚀老化主要是化学腐蚀以及紫外线照射而引起的,内筋嵌入式衬塑钢管由于内层塑料管由外层金属管庇护,彻底消除了塑料腐蚀老化的成因,使塑料管具有经久耐用的性能。而外层金属管的保护却要困难得多。内筋嵌入式衬塑钢管的外表面采用了三层防蚀措施:第一层为镀锌层,钢管形成阴极进行保护防锈。第二层:环氧底漆,在镀锌层外表形成致密的高分子保护膜,使之与空气、水隔离,减缓锌层的氧化腐蚀,从而提高管材的使用年限。第三层:面漆,加强膜的保护作用,提高产品的美观程度。在埋地使用时,采用适当的防腐措施以提高系统的使用寿命;也可采用于衬塑钢管为基管,外表面再覆一层塑料管的内筋嵌入式双面衬塑钢管PE+碳钢管+PP管)系列产品直接埋地使用。

五、焊管壁厚合理

壁厚是一重要参数,在《机械设计手册》第3册给出的管道壁厚的设计公式: S=PD/2[δ]ψ+C 式中:S:管壁厚(mm) P:管内介质压力(MPa); D:管外径(mm); [δ]:工作温度下的管材许用应力(MPa); j:管材纵向焊缝系数,无缝钢管j = 1;对焊接钢管j = 0.8 C:管壁厚度附加值(mm);包括制造负偏差C1;腐蚀裕度C2;螺纹深度C3C= C1+ C2+ C3。 内筋嵌入式衬塑钢管按以上理论确定焊管壁厚。管道材料的许用应力[δ]一般按材料的各项强度分别除以对应的安全系数,取其中的最小值作为该材料的许用应力,该值为管道材料容许承受的应力。同时由于内筋嵌入式衬塑钢管采用卡环式连接,冷挤压变形制槽,不需考虑管壁厚度附加

值的C3。因而与传统镀锌钢管相比,壁厚更加合理,经济性有明显的潜力。

缺点:

1、造价高

2、安装费时费力

3、不能完全解决管件链接部分对水质污染问题

PAP——铝塑复合管

铝塑复合管是最早替代铸铁管的供水管,其基本构成应为五层,即由内而外依次为塑料、热熔胶、铝合金、热熔胶、塑料。

它的优点是质轻、耐用、有较好的保温性能,内外壁不易腐蚀,因内壁光滑,对流体阻力很小,而且可随意弯曲,所以安装施工方便。

作为供水管道,铝塑复合管有足够的强度,但如横向受力太大时,会影响强度,所以宜作明管施工或埋于墙体内,但不宜埋入地下。(铝塑复合管也可以埋入地下,比如地暖中用的管子其中一种就是铝塑复合管铝塑复合管的连接是卡套式的(也可以是卡压式的),因此施工中一是要通过严格的试压, 检验连接是否牢固。二是防止经常振动,使卡套松脱。三是长度方向应留足安装量,以免拉脱。

其主要缺点是在用作热水管使用时,接头处由于是塑料管和铜接头连接,膨胀系数不同,长期膨胀冷缩后很容易导致接头处漏水。

市场上出现铝塑复合管有三种,PEALPEPEALXPEXPEALXPE。第一种是内外层为聚乙烯,第二种是内层为交联聚乙烯,外层为聚乙烯,第三种是内外层均为交联聚乙烯,中部层均为铝层。第一种一般用于冷水管道系统,后两种一般用于热水管。

此类管材,由于其含有铝层,可增加耐内压强度,阻隔氧气、二氧化碳等从而避免对输水管道设备的锈蚀威胁,导热性好而减少热点集中,抗静电而屏蔽性好并有一定的阻燃作用,因此易被大众所接受。而且由于其连接管件为铜制,不锈钢制螺纹密封管件,连接较为方便,不需特殊工具,与现在大量存在铸铁管接口接近,因而显示其一定的优势。此类管用于冷水管道系统问题较少,但用于热水管道系统就存在许多问题,主要如下:

1、铝层焊接缝处为薄弱环节,尤其是搭接焊铝塑管,因此液压试验破裂处大多在焊缝线附近。这一点应引起重视。因此生产企业在生产过程中,应选择质量优良的焊机,尽量提高焊缝处的强度,减少铝层焊缝边缘的突尖,避免产生有害的集中应力。

2、铝层与塑料层,尤其是与交联聚乙烯层的粘结力较弱,使铝塑管在用于热水管道系统时,容易导致分脱而破坏。这主要是由于其一,生产企业在选用热溶胶时,为了降低成本,选用质量较差的产品;其二,在铝管成形过程中,采用石蜡润滑,减少牵引阻力,从而导致粘接剂的粘接强度受到影响;其三,对交联铝塑复合管而言,由于交联聚乙烯的惰性,导致粘接强度降低。

3、对交联铝塑复合管而言,由于有些厂在水解交联或蒸煮交联这一道工序上做的不够,导致交联聚乙烯层的交联度较低(小于65%),使管材高温静液压强度降低,

从而在热水管道系统中使用的危险系数大大增加。

4、对交联铝塑复合管而言,有些厂为了降低成本,生产中人为降低交联聚乙烯层的厚度,增大非交联层厚度,使整管的高温静液压强度降低。

5、把内外层均交联的铝塑复合管用于热水管道系统较为适合。而当前,好多企业把只有内层交联的铝塑管也大量用于热水管道,这样做有很多隐患。有人在检测中发现,当后一种铝塑管用于热水管道(尤其是大于90℃水温)时,由于内外温差较大,可能会出现内外塑料伸缩不一致,而导致接头漏水,或脆性破坏。

6、国内已有不少厂家已将PERT树脂用于铝塑复合管,生产非交联耐高温铝塑复合管,其高温静液压强度也比较令人满意。

在建筑给水和采暖管道上用热塑性塑料管材替代传统的镀锌钢管是当前国内热门趋势。工业部门根据市场需求,开发引进各种材质的塑料管材,其中之一是可用于建筑冷热水和热水供暖的高密度聚乙烯(HDPE)和铝的复合管,即铝塑复合(PE-AL-PE)管。铝塑复合管在国内发展很快,目前国内已有约85条铝塑管生产线,年生产能力达1.5亿m,现在投资建造铝塑管的热情很高。以下是根据有关的国内外信息资料进行了调查研究,对国内铝塑复合管的综合情况、发展趋势做出的评价。

一、铝塑复合管的优点及局限性

铝塑复合管有其独特的优点,同时也有其缺点和局限性。

铝塑复合管是国外80年代开发的一种管材,于1995年开始引进我国。铝塑复合管和其它塑料管道的最大差别是它结合了塑料和金属的长处,具有独特的优点:机械性能优越,耐压较高;采用交联工艺处理的交联聚乙烯(PEX)做的铝塑复合管,耐温较高,可以长期在95℃温度下使用,可用于建筑内部热水和暖气管道;抗气体的渗透;热膨胀系数低等。

但铝塑复合管与其他管材一样,也有其缺点和局限性,在认识铝塑复合管优点的同时也必须注意其在应用中的不利因素,例如:铝塑复合管的连接不能用熔接和粘接,必须使用专用的金属管件(国外要求用高强度黄铜镀镍),把铝塑复合管套入管件后径向加压锁住;铝塑复合管不能回收重做;铝塑复合管的直径范围限于较小的范围。目前国内生产的最大直径是62mm,国外也主要用于小直径;铝塑复合管生产的工艺和设备比较复杂(譬如铝塑复合管要用于热水时聚乙烯层还要进行交联,一般都用二步法);铝塑复合管成本难以降低(不能回收就要加上废品损失),铝塑复合管的价格要高于交联聚乙烯PEX(尤其是用一步法生产的PEX)和三型聚丙烯PP-R管。室内供水管道需要比较多的管件,铝塑复合管用的金属管件价格高于PP-R等用的塑料管件(尤其在较大直径)

二、与其他管材的比较

建筑室内给水管道的领域内有各种材质的塑料管材和金属管材可以应用,各有优缺点。

铝塑复合管主要用于建筑冷热水管和地面辐射采暖。在这个应用领域内还有各种材质的塑料管,金属管,金属塑料复合管可以应用,因为各有优缺点,目前在国外不单是各占一块市场,而且都在发展中。

国内发展铝塑复合管起自要淘汰镀锌钢管,特别是要找到能够耐热又不腐蚀的热水管新材料。公认国际标准对热水管的要求是:在输送70℃热水时,长期承受1MPa压力下,可以使用50(塑料管的特性是使用寿命取决于承受的温度及压力,短期使用都可以承受更高温度和压力,评价性能时必须注意不能只讲耐温或只讲耐压)。近几十年世界上开发了多种可以达到以上要求的塑料热水管和塑料-金属热水管,较常用的有以下几种:

交联聚乙烯PEX管;改性聚丙烯PP-R管;铝塑复合管;聚丁烯PB管;氯化聚氯乙烯CPVC管;衬塑钢管和管件及涂塑钢管和管件,塑复铜管,衬塑铝管。以上这些管材(5种是塑料管,后3种是衬或涂塑的金属管)以及铜管,不锈钢管,铝合金管等金属管材。都可达到室内热水管的应用要求,都能保证防腐蚀和符合卫生要求,都有国际公认的标准,因此都已在各种工业民用建筑和住宅工程中采用。下表是根据调查结果简单比较前5种塑料管的情况:

 

注:1.价格比的资料来自中国塑料99-5《国内建筑给排水塑料管材性能及应用初探》一文; 2.价格参数牵涉各种因素,不可能很确切,仅供参考。

由以上对比可以看到这5种能够应用于室内供冷热水的塑料管都各有其优点和缺点,铝塑复合管唯一独特的优点是能够阻隔气体的渗透,这在应用于封闭循环的热水系统(如地面铺热水管的采暖系统)时是有益的,因为可以防止氧气的渗入避免系统中的氧化腐蚀。其他塑料管也可以用几种方法来弥补其阻隔氧气性差的缺点,所以同样可以应用于封闭循环的热水系统。除了上述5种塑料管、外衬塑钢管和管件及涂塑

钢管和管件,塑复铜管,衬塑铝管等也可以应用于室内供冷热水的领域。这些衬塑或涂塑的金属管也各自有其独特的优点和缺点。例如衬塑或涂塑钢管以镀锌钢管为基体,其机械性能的可靠最容易被用户信任。所以,目前国内外在室内供冷热水的领域内上述各种管材实际上都在被采用,而且都在不断地改进和发展。铝塑复合管在国内发展很快,今后能相应的扩大市场占有率,但是不能据此推断铝塑复合管将成为室内供水管的主流。可以预测各种管材争夺和分占室内供水管市场的形势将长期存在。在室内供冷热水管的领域内上述几种管材国内现在都已有生产企业建立生产线,并投产。




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