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                        PP管、 PB管、 PEX管、UPVC管……不同材質的塑料管有啥不一樣?

                        2018-11-28 08:51:16 12 來源:原創

                        近二十年來,我國塑料管村的開發研制及生產推廣均取得重大成果?,F今,已開發出可用于給水管道工程的塑料管材有 UPVC管, PE管、 PB管、 PEX管、PP—C管、 PP—R管以及金屬——塑料復合管。這些管樹材料性質不盡相同、生產工藝各有特點、主要應用范圍也各有差異。我們綜合有關資料,就目前市場上常用的用于給水管道工程的新型塑料管束的材料性質、生產標準與生產工藝、應用范圍等作些相關介紹。一、硬聚氨

                        近二十年來,我國塑料管村的開發研制及生產推廣均取得重大成果?,F今,已開發出可用于給水管道工程的塑料管材有 UPVC管, PE管、 PB管、 PEX管、PP—C管、 PP—R管以及金屬——塑料復合管。這些管樹材料性質不盡相同、生產工藝各有特點、主要應用范圍也各有差異。

                        我們綜合有關資料,就目前市場上常用的用于給水管道工程的新型塑料管束的材料性質、生產標準與生產工藝、應用范圍等作些相關介紹。

                        一、硬聚氨乙烯管(UPVC)管

                        硬聚氯乙烯管是國內目前塑料管材的主導產品。 UPVC給水管材管件1983年列入國家“七.五”科技攻關項目,經過十多年的技術開發和應用實踐,無論在產品的生產還是在實際工程應用方面,均積累了大量的理論與實踐經驗。

                        1、性質及生產工藝

                        硬聚氯乙然屬熱塑性塑料,其制成品UPVC管材質較輕,密度為1350(n1460k8/m3(鋼材為7800kg/m3),維卡軟化溫度86℃,抗拉、抗彎、抗壓縮強度較高,但抗沖擊強度相對較低。

                        UPVC管普遍采用擠壓成型工藝,擠出機又分單螺桿、雙螺桿,就擠出工藝而言,雙螺稈擠出機要優于單螺稈擠出機。目前,國內生產 UPVC管道的有400余生產廠家。

                        2、生產標準

                        目前國內 UPVC供水管的生產廠家,絕大部分是按國家標準生產管材,但仍有相當多的廠家受引進設備限制或產品外銷,采用英標(BS)、日標(JIS)、德標(DIN)或IS0標準生產管材。對用戶來說,不同標準生產的管材,其內外徑及壁厚均不同,這是在選用時必須予以注意的。我國UPVC給水管設計、施工、驗收規程明文規定,選用管材必須是按中國國家標準生產的。

                        我國于1988年制訂了 UPVC給水管材國家標準GB10002.1—88,96年對標準進行了修訂,頒布了新的國家標準GB/T10002.1—1996,非等效采用了IS04422:1990國際標準。管件標準GB10002.1—88現正予修訂。按目前的國家管材標準,管材口徑的直徑(外徑)20mm至直徑酗0mm共28個直徑規格,壓力等級0.6Mpaol1.6Mpa,共5個等級。

                        根據國內多家自來水公司的經驗,室外UPVC管道宜選用壓力等級1.0 Mpa的。UPVC給水管設計、施工、驗收規程規定的口徑分類為20mm”630mm,并對管材國標所規定的口徑分類作了刪減,以便于供水企業備品備料。

                        3、連接方式、配件

                        UPVC給水管的連接方式與配件一直是制約其在工程中應用的重要因素。經過10多年的應用實踐,管材連接技術與配件的開發研制均有長足的發展與進步。

                        目前,國內已可生產口徑大于等于63mm的柔性接口(R—R)管材,口徑在63mm以下的亦可采用柔性的活接頭方式予以連接??梢哉f,粘接接口(T—S)方式將逐漸被柔性接口方式所取代,這是大勢所趨。配件方面,90年代初手工制造配件的方式已基本淘汰,近幾年廠家己生產出采用粘接方式連接的三通、彎頭等,也有采用鋼塑配件替代的。99年4月,江蘇某廠已成功開發出柔性接口的全塑化三通、彎頭等配件,口徑100mm、150mm、200mm三種,基本滿足了小區 UPVC給水管道工程的需求。

                        4、適用范圍

                        UPVC給水管主要適用于室外埋地供水管道,國內水司統計資料表明,選用口徑多在250mm及其以下。在建筑給水(室內給水)方面UPVC管也有應用,但效果并不理想。近年來,隨著聚丙烯、聚丁烯、交聯聚乙烯、鋁塑復合管的興起,UPVC管將會迅速談出建筑給水工程領域。

                        二、聚乙烯管( PE管)

                        聚乙烯管在燃氣管道工程中使用多年,有成功的理論與實踐經驗。近幾年,在農村給水工程中亦有大量應用。國外大量應用于市政埋地給水管,國內有幾家企業已致力于這方面的開發研究工作,‘總體說來尚處于起步階段。

                        1、材料性質及生產工藝

                        聚乙烯也是一種熱塑性塑料,可多次加工成型。密度是聚乙烯的重要性能指標之一,有高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)之分。密度越高,相對硬度、軟化溫度、抗拉強度越高,但脆性增加、柔韌性下降、抗開裂性能力下降。

                        給水管道一般采用高密度聚乙烯,燃氣管道一般采用高密度和中密度聚乙烯。高密度聚乙烯密度較 UPVC為輕,軟化溫度120℃較 UPVC管為高。

                        其柔韌性、抗沖擊能力均高于 UPVC管,連接方式優于UPVC管基本上可保證連接處不泄漏(屬本體連接)。此外,聚乙烯本身是一種無毒塑料。歐美國家 HDPE給水管的用量逐年增加,UPVC管的用量逐年下降。一般的看法是在給水管道工程中, HDPE管最終將取代 UPVC管。聚乙烯管村同 UPVC管材一樣,普遍采用擠壓成型生產工藝,管件采用注塑成型生產工藝。

                        三、交聯聚乙烯(PEX)管

                        交聯聚乙烯是在普通聚乙烯原料中加入有機硅烷接技材料,由線性分子結構改性成三維交聯網狀結構,改變了普通聚乙烯的分子結構,從而改變了其性能。

                        1、材料性質及生產工藝

                        PEX與 PE管一樣,無毒、無味,耐壓、穩定性和持久性好,其獨特的耐溫性能(—70℃cn l10℃),使其成為室內冷熱水供應的推薦管材。PEX管的密度950 kg/m3。PEX管的生產工藝是以聚乙烯為基體樹脂,以硅烷為鍵橋材料,原材料通過精密計量系統,進入專門設計的反應擠出機,將硅烷的乙烯基與聚乙烯一步完成接枝和成型,構成三維立體分子網絡。這種一步法生產工藝是目前國際上廣泛采用的變聯聚乙烯管材生產方式,國內引進的生產線也是一步法生產工藝。

                        2、生產標準

                        國內目前生產PEX管的廠家不多,其生產技術均是從國外引進的,采用的標準也是參照國際標準制訂自己的企業標準并報地方政府批準。PEX管的口徑(外徑)現有16M、20mm、25mm、32mm、40mm、501m、63mm7種規格。

                        3、連接方式、配件

                        PEX管道之間的連接采用廠家配套提供的銅質連接件及緊固環,擯卡箍式或卡套式方式連接。 PEX管道與其他金屬管道連接,采用專用的外螺紋卡箍式或卡套式連接配件。

                        4、適用范圍

                        PEX適用于室內冷熱水供應管道。系統工作壓力水于等于0.6Mpa,長期工作溫度小于等于75℃(建筑給水排水規范要求)。上海市工程建設標準化辦公室于98年底發布了推薦性地方應用標準“建筑給水交聯聚乙烯(PEX)管道工程技術規程”,內容涉及PEX管的設計、施工、驗收三個方面。

                        四、聚丙烯共聚物 PP—R、 PP—C管

                        聚丙烯是無色、無味、無毒帶白色蠟狀顆粒材料,具有優良的耐熱性能及較高的強度,但熔融粘度低,存在低溫脆性缺陷,須對其進行改性以適用管道生產的需要。目前普遍采用的改性方法是使 PE與 PP(聚丙烯)在分子鏈級進行共聚,其產品稱為聚丙烯共聚物,由其生產的管道在原料生產、加工、廢棄處理過程中不會對人體及環境造成損害,因而被稱為綠色管束。

                        目前,國內市場上的PP管束有PP—C、 PP—R兩種,均屬 PP與 PE的共聚物。

                        兩者的區別是:

                        其聚乙烯含量不同;

                        PP—C壁厚較同規格的 PP—R為??;

                        按目前德國的分類法, PP—C屬第二代(二型), PP—R屬第三代(三型);

                        PP—R抗沖擊性能優于 PP—C。

                        PP—C、 PP—R的物化性能,應用范圍基本相同,故下面僅介紹三型聚丙烯(PP—R)。

                        1、材料性質及生產工藝

                        PP—R無毒、衛生、可回收利用。 PP—R的維卡軟化溫度為131℃,最高使用溫度為95℃,長期使用溫度為70℃,屬耐熱、保溫節能產品。其密度900k8/m:。PP—R管道采用擠壓成型工藝生產, PP—R管件采用注塑成型工藝生產。

                        2、生產標準

                        目前國內尚未制訂統一的國家管材標準。PP—R生產線多從德國引進, PP—C生產線多從韓國引進。生產廠家多是參照德國標準制訂自己的企業標準。PP—R生產規格從20mm至160mm多種管徑類別。

                        3、連接方式與配件

                        PP—R管材及配件之間采用熱熔連接。 PP—R與金屬管件連接時,采用帶金屬嵌件的聚丙烯管件作為過渡,該管件與 PP—R采用熱熔連接,與金屬管采用絲扣連接。

                        4、適用范圍

                        PP—R管適用于建筑物室內冷熱水供應系統,也廣泛適用于采暖系統。歐洲在建筑物冷熱水供應系統中,使用 PP—R較為普遍,己上升為主導產品。吉林省建設廳、吉林省技術監督局于98年七月發布了吉林省地方標準“改性聚丙烯(PP—C)地面輻射手暖、建筑給水及熱水供應技術標準(試行)”。上海市工程建設標準化辦公室98年12月發布了推薦性地方標準“建筑給水聚丙烯管道(PP—R)工程技術規程”。

                        五、金屬塑料復臺管

                        金屬塑料復合管很多,有鋼塑管、銅塑管、鋁塑管、鋼骨架塑料管等。鋁塑復合管是近幾年發展迅速的一種新型管樹,本文就鋁塑復合管作些介紹。

                        1.材料性質及生產工藝

                        鋁塑復合管是以鋁合金為骨架,鋁管內外層都有一定厚度的塑料管。塑料管與鋁管間有一層膠合層(親和層),使得鋁和塑料結合成一體不能剝離。目前用于鋁塑復合管的塑料幾乎均是 PE管, PE管又分 HDPE或 PEX。 HDPE或稱通用性鋁塑復合管,適用于水溫莖40℃; PEX稱內外交聯聚乙烯鋁塑復合管,適用于水溫75℃。

                        鋁塑復合管外屬聚乙烯厚度不小于0.4mm,內層聚乙烯不小于0.8mm(外層厚度的2倍),鋁帶厚度0.2--0.25mm。膠合層所使用的粘接劑(熱熔膠)主要采用共聚改性聚乙烯或化學接枝聚乙烯。

                        鋁塑復合管具有良好的金屬特性和非金屬特性。鋁塑復合管的生產現有兩種工藝:共擠復合式、分步嵌合式。共擠復合式是內外塑(含熱熔膠)及鋁管一次擠壓成型,一般適用于口徑在32mm以下的管道分步復合式由擠內塑管。擠內膠一裹覆鋁管一擠外膠一擠外塑管分步進行

                        2.鋁塑復合管的主要特點及用途

                        復合管是以金屬管材為基礎 , 內、外焊接聚乙烯、交聯聚乙烯等非金屬材料成型,具有金屬管材和非金屬管材的優點。復合管大多是由工作層(要求耐水腐蝕)、支承層、保護層(要求耐腐蝕)組成。它的特點是重量輕、內壁光滑、阻力小、耐腐性能好;復合管材是管徑≥300mm以上給排水管道最理想的管材。它兼有金屬管材強度大,剛性好和非金屬管材耐腐蝕的優點。

                        復合管的連接宜采用冷加工方式,熱加工方式容易造成內襯塑料的伸縮、變形乃至熔化。一般有螺紋、卡套、卡箍等連接方式。由于復合管尚屬新型管材,我國還未有統一的設計、施工及驗收規范。設計及施工人員往往套用鍍鋅管的工藝來進行設計與施工。

                        3、復合管分類及其特點和用途

                        目前市場較普遍的有鋁塑復合管、銅塑復合管、鋼塑復合管、涂塑復合管、鋼骨架PE管等。

                        1、鋁塑復合管(PAP):

                        鋁塑復合管是通過擠出成型工藝而制造出的新型復合管材,它由聚乙烯層(或交聯聚乙烯)——粘合劑層——鋁層——粘合劑層聚乙烯層(或交聯聚乙烯)五層結構構成。其中鋁層分搭接焊、對接焊成型工藝。由于鋁塑復合管是夾有金屬管的塑料/金屬復合管,故集金屬管和塑料管兩者的優點于一身。

                        內外兩層PE具有無毒、耐腐蝕、質輕、脆化溫度低等特點。PE經交聯后則使其耐熱性和機械強度等得到明顯提高。中間的鋁管除對PE起增強作用,使管材的耐壓強度大大提高外,還具有100%隔氧,徹底消除滲透;良好的隔磁和抗靜電性能;良好的塑性變形能力,使管材可以任意變形;加強管材的縱向散熱能力,增加了管材的阻燃效果;熱膨脹系數低于PE,降低了復合管的綜合熱膨脹系數,使管材尺寸穩定性提高等作用。

                        從而使鋁塑復合管具有獨特的性能和應用范圍較廣的特點:

                        ①耐壓強度高,耐溫性能好(PAP管工作溫度-40~60℃、XPAP管工作溫度-40~95℃),衛生無毒,使用壽命長,可應用于建筑冷熱水管道。

                        ②集剛柔一體,可迅速消除管道系統內的壓力沖擊,不會產生水錘噪聲。

                        ③采用嵌入夾緊式接頭連接,安裝方便;管材能自由彎曲,可減少管接頭、彎頭??蓮澢环磸?,可隨實際情況繞過梁柱等構件,減少大量彎頭,比鍍鋅鋼管節省人工50%。

                        ④熱膨脹系數為2.5×10?6m/m.K,僅為聚氯乙烯管的1/8。

                        ⑤阻燃性能遠遠優于聚氯乙烯管,耐腐蝕性好,可輸送各種腐蝕性液體、氣體。

                        2、鋼塑復合管:

                        PVC襯里鋼管。這是國外70年代發展的新型給水管材,因PVC等塑料管存在強度較低、耐壓不夠充分等弱點,在負荷較苛刻的場合應用就顯得勉強,此時就要求用金屬管。PVC襯里鋼管就是基于這一點而得到發展的。

                        在傳統的輸水鋼管內插入一根薄壁的PVC管,使兩者緊密結合,就成為PVC襯里鋼管管材。它兼有塑料管和鋼管的優點而避免了它們的缺點。其連接方法也為管螺紋,同原有的鍍鋅管系統完全相容,應用極為方便。因此在日本、美國、歐洲均有很大發展,因其價格較傳統的銅管、不銹鋼管低很多,特別在高層建筑中得到肯定。

                        PE粉末樹脂襯里鋼管。這是國外70年代末、80年代初開發的新管材。其開發目標是同PVC襯里鋼管有同樣的性能但經濟性能要更好。它是在輸水鋼管內壁融熔一層PE粉末樹脂而成的。近年來上海、四川、浙江一帶已有開發商將此種管材以低于鋁塑復合管的價格投入市場,是很有競爭力的。按襯里鋼管的特性可以認為它是塑料管化的鋼管,也就是說襯里鋼管是具有塑料管優點的鋼管。

                        另外,值得一提的是最近四川已有開發商開發出一種擁有自己知識產權的給水用襯塑鋼管,它是由內壁帶凸型網狀花紋的鍍鋅焊接鋼管與無毒丙烯塑料管經機械復合成。除具有目前市場上的鋼塑復合管的一切優點外,還因其內層鋼管具有經特殊工藝加工成的凸型網狀花紋,大大地增強了復合的可靠性、較好地解決了內外層不同材料間的熱膨脹的一致性問題,且采用卡環式快裝接著連接,安裝便捷,可靠性高,在鋼塑管中獨樹一幟。

                        3、鋼骨架 PE 管:鋼骨架PE管是以優質低碳鋼絲為增強相,高密度聚乙烯為基體,通過對鋼絲點焊成網與塑料擠出填注同步進行,在生產線上連續拉膜成型的新型雙面防腐壓力管道。管徑為Φ50~Φ500,法蘭連結,主要用于市政、化工和油田管網,價格較貴。

                        4、涂塑鋼管:涂塑鋼管是在鋼管內壁融溶一層厚度為0.5~1.0mm的聚乙烯(PE)樹脂、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)、環氧(EP)粉末、無毒聚丙烯(PP)或無毒聚氯乙烯(PVC)等有機物而構成的鋼塑復合型管材,它不但具有鋼管的高強度、易連接、耐水流沖擊等優點,還克服了鋼管遇水易腐蝕、污染、結垢及塑料管強度不高、消防性能差等缺點,設計壽命可達 50 年。管材主要缺點是安裝時不得進行彎曲,熱加工和電焊切割等作業時,切割面應用生產廠家配有的無毒常溫固化膠涂刷。主要規格有Φ15—Φ100。

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