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試論各種塑料管道的特點(diǎn)及應(yīng)用
摘要：簡(jiǎn)明介紹硬聚氯乙烯管（UPVC）、芯層發(fā)泡管（PSP）、硬聚氯乙烯消音管、塑料波紋管、氯化聚氯乙烯管（CPVC）、高密度取乙烯管（HDPE）、交聯(lián)聚乙烯管（PEX）、鋼塑復(fù)合管、鋁塑復(fù)合管（PAP）、無(wú)規(guī)共聚聚丙烯管（PPR）、聚丁烯管（PB）等幾種常見(jiàn)塑料管的發(fā)展形成，特點(diǎn)（優(yōu)缺點(diǎn)）以及應(yīng)用范圍進(jìn)行了闡述，以期對(duì)各位讀者在選擇和利用塑料管時(shí)，能提供一點(diǎn)幫助。
關(guān)鍵詞：塑料管 硬聚氯乙烯管 UPVC 芯層發(fā)泡管 PSP 塑料波紋管
塑料管道是我國(guó)“十五”期間重點(diǎn)推廣應(yīng)用的化學(xué)建材之一。自國(guó)家科委將建筑排水用硬聚乙烯管應(yīng)用技術(shù)列入“六五”科技攻關(guān)項(xiàng)目以來(lái)，我國(guó)塑料管的發(fā)展在經(jīng)歷了研究開發(fā)和推廣應(yīng)用的階段之后，正進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化高速發(fā)展的第三階段。全國(guó)化學(xué)建材協(xié)調(diào)組提出：到2005年，塑料管道在全國(guó)各類管道中市場(chǎng)占有率達(dá)到50%。
塑料管與傳統(tǒng)金屬管道相比，具有自重輕、耐腐蝕、耐壓強(qiáng)度高、衛(wèi)生安全、水流阻力小、節(jié)約能源、節(jié)省金屬、改善生活環(huán)境、使用壽命長(zhǎng)、安裝方便等特點(diǎn)，受到了管道工程界的青睞。為此，許多發(fā)達(dá)國(guó)家塑料制品商與管道工程界進(jìn)行廣泛的合作，投入了大量人力、物力和財(cái)力進(jìn)行全方位的開發(fā)研究，使原料合成生產(chǎn)、管材管件制造技術(shù)、設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)等方面得到了發(fā)展和完善，并積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，促使塑料管在管道工程中占據(jù)了相當(dāng)重要的位置，并形成一種勢(shì)不可當(dāng)?shù)陌l(fā)展趨勢(shì)。
筆者收集整理了幾種我們使用比較廣泛的塑料管的特點(diǎn)，希望能夠?qū)Ω魑辉O(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工等建筑業(yè)同行在選擇和利用塑料管時(shí)能有所幫助。
1、硬聚氯乙烯管（UPVC）
在世界范圍內(nèi)，硬聚氯乙烯管道（UPVC）是各種塑料管道中消費(fèi)量最大的品種，亦是目前國(guó)內(nèi)外都在大力發(fā)展的新型化學(xué)建材。采用這種管材，可對(duì)我國(guó)鋼材緊缺、能源不足的局面起到積極的緩解作用，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
1.1UPVC管具有以下特點(diǎn)：
1.1.1 化學(xué)腐蝕性好，不生銹；
1.1.2 具有自熄性和阻燃性；
1.1.3 耐老化性好，可在-15℃－60℃之間使用20－50年；
1.1.4 內(nèi)壁光滑，內(nèi)壁表面張力，很難形成水垢，流體輸送能力比鑄鐵管高43.7%；
1.1.5 質(zhì)量輕，易擴(kuò)口、粘接、彎曲、焊接、安裝工作量?jī)H為鋼管的1/2，勞動(dòng)強(qiáng)度低、工期短；
1.1.6 阻電性能良好，體積電阻1-3×105Ω．cm，擊穿電壓23-2kv／mm；
1.1.7 價(jià)格低廉；
1.1.8 節(jié)約金屬能源；
1.1.9 UPVC管的韌性低，線膨脹系數(shù)大，使用溫度范圍窄。
1.2 硬聚氯乙烯管（UPVC）主要應(yīng)用領(lǐng)域：
1.2.1 建筑給排水管道系統(tǒng)；
1.2.2 建筑雨水系統(tǒng)；
1.2.3 建筑電氣配線用管；
1.2.4 空調(diào)冷凝水系統(tǒng)
2、芯層發(fā)泡管（PSP）
芯層發(fā)泡管是采用三層共擠出工藝生產(chǎn)的，內(nèi)外兩層與普通UPVC相同，中間是相對(duì)密度為0.7－0.9低發(fā)泡層的一種新型管材。由于在結(jié)構(gòu)上利用了材料力學(xué)中Ⅰ型結(jié)構(gòu)原理，并具有吸能隔聲效果的發(fā)泡芯層，所以逐漸成為取代鑄鐵管、硬質(zhì)PVC實(shí)壁管等的一種塑料管材。
2.1 芯層發(fā)泡管（PSP）具有以下特點(diǎn)：
2.1.1 抗沖擊強(qiáng)度顯著提高：其環(huán)向剛性為普通UPVC管的8倍。
2.1.2 使用范圍寬廣：可以在-30℃－100℃下使用，而且在溫度變化時(shí)尺寸穩(wěn)定性好。
2.1.3 發(fā)泡芯層能有效阻隔噪聲傳播，更利于高層建筑排水系統(tǒng)。
2.1.4 隔熱性好，比不發(fā)泡的實(shí)壁管材傳熱效率低35％。
2.1.5 發(fā)泡芯層使其內(nèi)壁抗壓能力大大提高。
2.1.6 較實(shí)壁管材可節(jié)省原料25％以上，口徑愈大時(shí)節(jié)省原料更多。
2.1.7 管材較輕，便于運(yùn)輸和安裝。
2.1.8 在彎折狀態(tài)下的使用壽命比實(shí)壁管材要長(zhǎng)十年以上。
2.2 芯層發(fā)泡管（PSP）主要應(yīng)用領(lǐng)域；
2.2.1 民用建筑的排水系統(tǒng)；
2.2.2 工業(yè)防護(hù)及輸送液體；
2.2.3 農(nóng)業(yè)微孔灌溉、排灌；
2.2.4 電力、通訊電纜導(dǎo)管。
3、硬聚氯乙烯消音管
硬聚氯乙烯消音管是韓國(guó)于70年代初研制開發(fā)的一種新型的建筑排水管材，已取得日、德、法、瑞等國(guó)專利，1990年獲中國(guó)專利。UPVC消音管內(nèi)壁帶有六條三角凸形螺旋線，使下水沿著管內(nèi)壁自由連續(xù)呈螺旋狀流動(dòng)，將排水旋轉(zhuǎn)形成最佳排水條件，從而在立管底部起到良好的消能作用，降低噪聲。同時(shí)，消音管的獨(dú)特結(jié)構(gòu)可以使空氣在管中央形成氣柱直接排出，沒(méi)有必要像以往那樣另外設(shè)置專用通氣管，使高層建筑排水通氣能力提高10倍，排水量增加6倍，噪聲比普通UPVC排水管和鑄鐵管低30－40Db。UPVC消音管與消音管件配套使用時(shí)，排水效果良好。
3.1 硬聚氯乙烯消音管在具備UPV特點(diǎn)的同時(shí)還兼有以下特點(diǎn)：
3.1.1 通水能力、流體輸送能力高；
3.1.2 通氣能力高；
3.1.3 消音隔聲；
3.1.4 經(jīng)濟(jì)、節(jié)省能源；
3.1.5 施工、維修便易；
3.1.6 能承受溫度及建筑物的沉降變形。不用設(shè)伸縮節(jié)。
3.2 硬聚氯乙烯消音管主要用于排水管道系統(tǒng)，特別是高層建筑排水管道系統(tǒng)。
4、塑料波紋管
塑料波紋管在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用特殊的“環(huán)形槽”式異形斷面形式，這種管材設(shè)計(jì)新穎、結(jié)構(gòu)合理，突破了普通管材的“板式”傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使管材具有足夠的抗壓和抗沖擊強(qiáng)度，又具有良好的柔韌性。根據(jù)成型方法的不同可分為單劈波紋管、雙壁波紋管。
4.1 塑料波紋管的特點(diǎn)：
4.1.1 剛?cè)峒鎮(zhèn)洌染哂凶銐虻牧W(xué)性能的同時(shí)，兼?zhèn)鋬?yōu)異的柔韌性；
4.1.2 與板式管材相比，單位長(zhǎng)度的波紋管具有質(zhì)量輕、省材料、降能耗、價(jià)格便宜；
4.1.3 內(nèi)壁光滑的波紋管能減少液體在管內(nèi)流動(dòng)阻力，進(jìn)一步提高輸送能力；
4.1.4 耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng)，可承受土壤中酸堿的影響；
4.1.5 波紋形狀能加強(qiáng)管道對(duì)土壤的負(fù)荷抵抗力，又不增加它的曲撓性，以便于連續(xù)敷設(shè)在凹凸不平的地面上；
4.1.6 接口方便且密封性能好，搬運(yùn)容易，安裝方便，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短工期；
4.1.7 使用溫度范圍寬、阻燃、自熄、使用安全；
4.1.8 電氣絕緣性能好，是電線套管的理想材料。
4.2 塑料波紋管主要應(yīng)用領(lǐng)域：
4.2.1 市政給排水管道系統(tǒng)；
4.2.2 建筑電氣電線配管；
4.2.3 農(nóng)業(yè)灌溉
4.2.4 汽車輸油管的配管；
5、氯化聚氯乙烯管（CPVC）
氯化聚氯乙烯管材是由含氯量高達(dá)的66%的所謂過(guò)氯乙烯樹脂加工而得到的一種耐熱性好的塑料管材。氯化聚氯乙烯樹脂用PVC樹脂經(jīng)氯化制得，隨著樹脂中氯含量的增加，其密度增大，軟化點(diǎn)、耐熱性和阻燃性提高，拉伸強(qiáng)度提高、熔體粘度增大、耐化學(xué)腐蝕性優(yōu)良，在沸水中也不變形。
5.1 氯化聚氯乙烯管的特點(diǎn)：
5.1.1 使用溫度范圍廣：-40℃－95℃；
5.1.2 具有良好的強(qiáng)度和韌性；
5.1.3 具有良好的耐化學(xué)腐蝕性能；
5.1.4 阻燃性能為自熄性；
5.1.5 低熱傳導(dǎo)性能，約為鋼材的1/200；
5.1.6 介質(zhì)中重離子含量達(dá)超純水標(biāo)準(zhǔn)；
5.1.7 衛(wèi)生性能符合國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求；
5.1.8 管壁平潔光滑：輸送流體時(shí)具有較小的摩擦阻力和附著力；
5.1.9 重量輕：相當(dāng)于鋼管1/5，鋼管的1／6；
5.1.10 安裝方便：可采用粘接、螺紋、焊接等方式連接；
5.1.11 優(yōu)異的耐老化和抗紫外線性能，正常使用壽命較長(zhǎng)。
5.2 氯化聚氯乙烯管主要應(yīng)用領(lǐng)域：
5.2.1 建筑用空調(diào)系統(tǒng)、飲用水管道系統(tǒng)、地下水排入管道、游泳池及溫泉管道；
5.2.2 工業(yè)管道系統(tǒng)；
5.2.3 食品加工處理管道系統(tǒng)；
5.2.4 給水及污水廠管道系統(tǒng)；
5.2.5 農(nóng)業(yè)灌溉。
6、高密度聚乙烯管（HDPE）
高密度聚乙烯管以它的優(yōu)秀的化學(xué)性能、韌性、耐磨性以及低廉的價(jià)格和安裝費(fèi)受到管道界的重視，它是僅次于聚氯乙烯，使用量占第二的塑料管道材料。
高密度聚乙烯管（HDPE）雙壁波紋管是一種用料省、剛性高、彎曲性優(yōu)良，具有波紋狀外壁、光滑內(nèi)壁的管材。雙壁管較同規(guī)格同強(qiáng)度的普通管可省料40％，具有高抗沖、高抗壓的特性，發(fā)展很快。在歐美等國(guó)中，HDPE雙壁波紋管，在相當(dāng)范圍內(nèi)取代了鋼管、鑄鐵管、水泥管、石棉管和普通塑料管、廣泛用作排水管、污水管、地下電纜管、農(nóng)業(yè)排灌管。
7、交聯(lián)聚乙烯分（PEX）
交聯(lián)聚乙烯管由于具有很好的衛(wèi)生性和綜合力學(xué)物理性能，被視為新一代的綠色管材。生產(chǎn)交聯(lián)聚乙烯管（PEX）的主要原料是HDPE，以及引發(fā)劑、交聯(lián)劑、催化劑等助劑，采用世界上先進(jìn)的一步法（MONSOIL法）技術(shù)制造，采用普通聚乙烯原料加入硅烷接枝料，在聚合物大分子鏈間形成化學(xué)共價(jià)鍵以取代原有的范德華力，從而形成三維文鏈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的交聯(lián)聚乙烯，其交聯(lián)度可達(dá)60％－89％，使其具有優(yōu)良的理化性能。
7.1 交聯(lián)聚乙烯管的主要特點(diǎn)：
7.1.1 使用溫度范圍寬，可以在-70℃－95℃下長(zhǎng)期使用；
7.1.2 質(zhì)地堅(jiān)實(shí)而有耐性抗內(nèi)壓強(qiáng)度高，20℃時(shí)的爆破壓力大于5Mpa，95℃時(shí)的爆破壓力大于2Mpa，95℃下使用壽命長(zhǎng)達(dá)50年；
7.1.3 不生銹，耐化學(xué)品腐蝕性很好，耐環(huán)境應(yīng)力裂性優(yōu)良，即使在較出溫度下也能用于輸送多種化學(xué)品和具有加速管材應(yīng)力開裂的多種流體；
7.1.4 管材內(nèi)壁的張力低，使表面張力較高的水難以浸潤(rùn)內(nèi)壁，可以有效地防止水垢的形成。
7.1.5 無(wú)毒性，不霉變，不滋生細(xì)菌、衛(wèi)生符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7219－1998《生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)材料的安全性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的指標(biāo)；
7.1.6 管材內(nèi)壁光滑，流體流動(dòng)阻力小，水力學(xué)特性優(yōu)良，在相同的管徑下，輸送流體的流通量比金屬管材大，噪音也較低；
7.1.7 管材的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)低于金屬管材，因此其隔熱性保溫性能優(yōu)良、用于供熱系統(tǒng)時(shí)，不需保溫，熱能損失�。�
7.1.8 良好的記憶性能，當(dāng)PEX管被加熱到適當(dāng)溫度（小于180℃）會(huì)變成透明狀，再冷卻時(shí)會(huì)恢復(fù)到原來(lái)的形狀，即在使用過(guò)程中任何錯(cuò)誤的彎曲都可以通過(guò)熱風(fēng)槍加以矯正，使用起來(lái)更加自如；
7.1.9 質(zhì)量輕，搬運(yùn)方便，安裝簡(jiǎn)便輕松，非專業(yè)人員也可以順利進(jìn)行安裝，安裝工作量不到金屬管安裝量的一半；
7.1.10 交聯(lián)聚乙烯管的線膨脹系數(shù)比金屬管材要大的多，安裝時(shí)要留有伸縮空間。
7.2 交聯(lián)聚乙烯管主要應(yīng)用領(lǐng)域：
7.2.1 建筑冷熱水及飲用水管道系統(tǒng)；
7.2.2 食品工業(yè)中液體食品輸送管道；
7.2.3 水暖供熱系統(tǒng)、中央空調(diào)管道系統(tǒng)、地面輻射；暖系統(tǒng)、太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)等；
7.2.4 電信、電氣用配管；
7.2.5 電鍍、石化等工業(yè)管道系統(tǒng)。
8、鋼塑復(fù)合管
為了避免鍍鋅鋼管對(duì)水質(zhì)的腐蝕（特別是對(duì)熱水、電化學(xué)腐蝕特強(qiáng)），開發(fā)了鋼塑復(fù)合管。金屬與塑料的復(fù)合管是一種金屬/高聚物的宏觀復(fù)合體系，金屬基體通過(guò)界面結(jié)合承受管材內(nèi)外壓力，塑料基體在防腐蝕方面發(fā)揮作用。它既有金屬的堅(jiān)硬、剛直不易變形、耐熱、耐壓、抗靜電等特點(diǎn)，又具有塑料的耐腐蝕、不生銹、不易產(chǎn)生垢漬、管壁光滑、容易彎曲、保溫性好、清潔無(wú)毒、質(zhì)輕、施工簡(jiǎn)易，使用壽命命長(zhǎng)等特點(diǎn)。鋼管與UPVC塑料管復(fù)合管材，使用溫度的上限為70℃，用聚乙烯粉末涂覆于鋼管內(nèi)壁的涂塑鋼管可在-30℃-55℃下使用。環(huán)氧樹脂涂塑鋼管的使用溫度高達(dá)100℃，可用作熱水管道。鋼塑復(fù)合管除用于建筑冷熱水、采暖及空調(diào)管道系統(tǒng)外還廣泛用于化工和石油工業(yè)等領(lǐng)域。
9、鋁的復(fù)合管（PAP）
鋁塑復(fù)合管（PAP）是一種集金屬與塑料優(yōu)點(diǎn)為一體的新型管材。鋁塑復(fù)合管有五層組成，外壁和內(nèi)壁為化學(xué)交聯(lián)聚乙烯，中間為一層約0．3mm 薄鋁板焊接管；鋁管與內(nèi)外層聚乙烯之間各有一層粘合劑牢固粘接。鋁塑復(fù)合管的結(jié)構(gòu)決定了這種管材兼有塑料管與金屬管的特點(diǎn)�；瘜W(xué)性能穩(wěn)定的化學(xué)交聯(lián)聚乙烯在與外界接觸的內(nèi)層與外層，避免了金屬鋁層與外界的接觸；而塑料在外層及強(qiáng)度較好的金屬層在中間位置，一方面保護(hù)外界的腐蝕，另一方面增強(qiáng)管材的強(qiáng)度和塑性。
9.1 塑塑復(fù)合管具有以下特點(diǎn)：
9.1.1 耐腐蝕：內(nèi)外壁為化學(xué)穩(wěn)定性非常高的交聯(lián)聚乙烯，不僅在水中不會(huì)被腐蝕，而且可抵御強(qiáng)酸強(qiáng)堿等大多腐蝕性的化學(xué)液體；
9.1.2 不回彈：由于有塑性良好的鋁管層存在，鋁塑復(fù)合管可任意由彎曲變直或由直變彎并保持變化后的形狀，這一特點(diǎn)對(duì)于成盤收卷的鋁塑復(fù)合管用于室內(nèi)明裝施工尤為方便；
9.1.3 隔阻性好：焊接密實(shí)的鋁管可完全阻止管壁內(nèi)外的滲透；
9.1.4 密度高：同樣管徑及長(zhǎng)度的管材，鋁塑復(fù)合管約為鋼管質(zhì)量的1/7；
9.1.5 安裝簡(jiǎn)便：不必套絲、切割，連接很容易。管子長(zhǎng)度特長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)性高；
9.1.6 耐高溫：用交聯(lián)聚乙烯制作的鋁塑復(fù)合管可在95℃以上介質(zhì)中連續(xù)工作；
9.1.7 可靠性好：使用壽命可達(dá)50年；
9.1.8 流阻小：內(nèi)壁光滑不結(jié)垢，比內(nèi)徑相同的金屬管的流量大；
9.1.9 美觀：鋁塑復(fù)合管外壁塑管可有不同顏色，明管施工不需油漆；
9.1.10 易于探測(cè)：帶有金屬鋁，暗埋施工后輕易被探明位置；
9.1.11 抗靜電：可用于輸送各類可燃流體；
9.2 鋁塑復(fù)合管主要應(yīng)用領(lǐng)域：
9.2.1 建材：自來(lái)水、采暖及飲用水供應(yīng)系統(tǒng)用管；
9.2.2 煤氣、天然氣及管道石油氣室內(nèi)輸送用管；
9.2.3 業(yè)用管；
9.2.4 化工：各種酸、堿溶液的輸送；
9.2.5 醫(yī)藥：各種氣、液體輸送；
9.2.6 石化；煤油、汽油等流體的輸送；
9.2.7 船用管材：水上運(yùn)輸工具內(nèi)各種管路系統(tǒng)用管
9.2.8 食品工業(yè)：輸送酒、飲料等；
9.2.9 空調(diào)管道系統(tǒng)等；
9.2.10 壓縮空氣等工業(yè)氣體的輸送。
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