新型塑料管材及其在給水管道工程中的應用？
隨著高分子材料技術的飛躍進步，塑料管材的開發利用也不斷深化。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。現今，已開發出可用於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、主要應用範圍也各有差異，但應用於給水管道工程其重量輕、便於運輸及安裝、管道內壁光滑阻力系數小、防腐性能良好、對水質不構成二次汙染卻都是***通的。本文綜合有關資料，就目前市場上常用的用於給水管道工程的新型塑料管樹的材料性質、生產標準與生產工藝、應用範圍等作些介紹，供同行參考。
壹、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、材S4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，雙螺稈擠出機要優於單螺稈擠出機。
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註意的。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。
我國於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***28個直徑規格，壓力等級0.6Mpaol1.6Mpa，***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1.0Mpa的。UPVC給水管設計、施工、驗收規程規定的口徑分類為20mm“630mm，並對管材國標所規定的口徑分類作了刪減，以便於供水企業備品備料。
3、連接方式、配件
UPVC給水管的連接方式與配件壹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於等於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。可以說，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、適用範圍
UPVC給水管主要適用於室外埋地供水管道，國內水司統計資料表明，選用口徑多在250mm及其以下。在建築給水（室內給水）方面UPVC管也有應用，但效果並不理想。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管將會迅速談出建築給水工程領域。
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。國外大量應用於市政埋地給水管，國內有幾家企業已致力於這方面的開發研究工作，‘總體說來尚處於起步階段。
1、材94性質及生產工藝
聚乙烯也是壹種熱塑性塑料，可多次加工成型。
密度是聚乙烯的重要性能指標之壹，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。給水管道壹般采用高密度聚乙烯，燃氣管道壹般采用高密度和中密度聚乙烯。
高密度聚乙烯密度950kg／m‘較UPVC為輕，軟化溫度120℃較UPVC管為高。其柔韌性、抗沖擊能力均高於UPVC管，連接方式優於UPVC管基本上可保證連接處不泄漏（屬本體連接）。此外，聚乙烯本身是壹種無毒塑料。歐美國家HDPE給水管的用量逐年增加，UPVC管的用量逐年下降。壹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管材壹樣，普遍采用擠壓成型生產工藝，管件采用註塑成型生產工藝。
目前，國內生產聚乙烯管村的廠家約10多家左右，就技術條件與生產能力而言，河北亞大塑料制品有限公司、山東勝利塑膠公司屆龍頭企業。
2、生產標準
我國於92年頒布了給水用高密度聚乙烯（HDPE）管材的國家標準GB／T13663—13664—92，現正予以修訂，修訂稿已呈報國家技術監督局。
現行國家標準，口徑以16mm至315mm***18個級別，壓力等級0.25Mpaoo1.0Mpa***4個等級。
3、連接方式、配件
聚乙烯在溫度190℃n240℃之間將被熔化，利用這壹特性，將管材（或管件）兩熔化的部份充分接觸，並保持適當壓力，冷卻後兩者便可牢固地融為壹體。因此，PE管的連接方式與UPVC管不同，通常采用電熱熔連接及熱熔對接兩種方式。
電熱熔連接是將所需連接的兩端插入埋有電熱絲的套管中，將電熱絲通電，將要連接的管材、管件加熱至熔化溫度，固定直至接口冷卻，從而形成嚴密牢固的接頭。
熱熔對接連接是將與管軸垂直的兩對應端而與加熱板接觸至熔化溫度，將兩熔化口壓緊連接。熱熔對接連接適用於口徑大於90mm的管道。
PE管道與金屬管道連接時，可以采用鋼塑過渡接頭。
PE管道生產廠家已開發出各種規格的註塑管件，特殊管件也可采用焊接的方式手工制造。
4、適用範圍
PE管適用於室外埋地供水管道，也有用於室內供水管道的。總體來講，至現階段工程應用實踐不多。與UPVC管相比，現尚無完善的設計、施工、驗收規程可供遵守，這也是推廣應用PE供水管所面臨的壹大問題。
實際上，除UPVC給水管外，現有的其他各種塑料供水管材均無完善的設計、施工、驗收規程，除UPVC、PE管外，甚至無管材國家標準。與UPVC管早期的開發應用類似，各種塑料管材廠家的不懈努力也將推動供水管材領域的技術進步、推動行業的發展。
PE管可應用於舊管翻新，國外已廣泛應用，國內大連也開始試點應用。三、聚丁烯管道（陽管）
聚丁烯也是壹種熱塑性塑料，由其生產出的PB管道，是目前世界上最先進的冷熱水、暖氣管材之壹。
1.材料性質及生產工藝
聚丁烯無味、無毒、耐高溫性能良好，材質柔韌同時又具有良好的抗拉、抗壓強度，軟化溫度121℃。
PB管的密度為930kg／m：，與PE管相近。
2、生產標準
目前國內生產PB管材的廠家不多。廣東佛山、武漢已引進生產線生產PB管。我國目前尚未制訂PB管材的國家標準，生產企業的企業標準壹般等效采用所引進生產線所在國的國家標準，如廣東佛山某廠就是按BS7291英國標準生產的。
PB管的口徑（外徑）國內現有10mm、15mm、22mm、28mm四種規格，國外有口徑至l10mm的PB管。
PB管的承壓能力與管道的壁厚有關，與通過的介質—水的溫度有關，特別是介質的溫度訂貨時應向廠家說明。
3、連接方式、配件
PB管可采用機械夾緊式（插入式）連接或熱融連接。生產廠家己開發出多種型式的配件，基本可滿足工程應用的需要。
4、適用範圍
如前所述，PB管適用於建築室內冷熱水供應系統。現既無管村國家標準亦無設計施工驗收國家標準。
四、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矽烷接技材料，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94性質及生產工藝
PEX與PE管壹樣，無毒、無味，耐壓、穩定性和持久性好，其獨特的耐溫性能（—70℃cnl10℃），使其成為室內冷熱水供應的推薦管材。
PEX管的密度950kg／m3.
PEX管的生產工藝是以聚乙烯為基體樹脂，以矽烷為鍵橋材料，原材料通過精密計量系統，進入專門設計的反應擠出機，將矽烷的乙烯基與聚乙烯壹步完成接枝和成型，構成三維立體分子網絡。這種壹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壹步法生產工***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並報地方政府批準。
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、適用範圍
PEX適用於室內冷熱水供應管道。系統工作壓力水於等於0.6Mpa，長期工作溫度小於等於75℃（建築給水排水規範要求）。
上海市工程建設標準化辦公室於98年底發布了推薦性地方應用標準“建築給水交聯聚乙烯（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。
五、聚丙烯***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***聚，其產品稱為聚丙烯***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，因而被稱為綠色建樹。
目前，國內市場上的PP管樹有PP—C、PP—R兩種，均屬PP與PE的***聚物。兩者的區別是：①PP—C，其聚乙烯含量為7（nll地；②PP—R，聚乙烯含量為3（n5%；②PP—C壁厚較同規格的PP—R為薄；④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）；⑥PP—R抗沖擊性能優於PP—C.PP—C、PP—R的物化性能，應用範圍基本相同，故下面僅介紹
三型聚丙烯（PP—R）。
1、材94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管件采用註塑成型工藝生產。
2、生產標準
目前國內尚未制訂統壹的國家管材標準。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95mm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、適用範圍
PP—R管適用於建築物室內冷熱水供應系統，也廣泛適用於采暖系統。歐洲在建築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、吉林省技術監督局於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、建築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“建築給水聚丙烯管道（PP—R）工程技術規程”。
六、金屬塑94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壹種新型管樹，本文就鋁塑復合管作些介紹。
材料性質及生產工藝
鋁塑復合管是以鋁合金為骨架，鋁管內外層都有壹定厚度的塑料管。塑料管與鋁管間有壹層膠合層（親和層），使得鋁和塑料結合成壹體不能剝離。
目前用於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，適用於水溫莖40℃；PEX稱內外交聯聚乙烯鋁塑復合管，適用於水溫莖75℃。
鋁塑復合管外屬聚乙烯厚度不小於0.4mm，內層聚乙烯不小於0.8mm（外層厚度的2倍），鋁帶厚度0.2oo0.25mm.膠合層所使用的粘接劑（熱熔膠）主要采用***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：***擠復合式、分步嵌合式。***擠復合式是內外塑（含熱熔膠）及鋁管壹次擠壓成型，壹般適用於口徑在32mm以下的管道c分步復合式由擠內塑管。擠內膠壹裹覆鋁管壹擠外膠壹擠外塑管分步工藝構成，適用於口徑在32mm以上的管道。
國內現已開發出類同予***擠復合式的鋁塑復合管成套生產設備。
2、生產標準
目前，鋁塑復合管尚無中國國家標準。目前的情況是生產廠家參照國外標準制訂自己的企業標準進行生產。
鋁塑復合管現行規格口徑大都在100mm以下（外徑），其規格代號與其他塑料管略有不同，如規格“2025”系指管道內徑20mm、管道外徑25mm、管道壁厚2.5mm.
3、連接方式與配件
鋁塑復合管材成品可盤卷包裝。管材與管件的連接須采用廠家提供的專用連接件。不同廠家提供的專用連接件其連接方式與原理不盡相同。
4、適用範圍
鋁塑復合管適用於建築物冷熱水供應系統，如前述，通用型鋁塑復合管適用於冷水供應、內外交聯聚乙烯鋁塑復合管適用於熱水供應。
國家尚未制訂該類管材的設計、施工、驗收規格。近年來，廣東、上海等地的管材生產廠家配合相關設計研究單位向地方政府提交了鋁塑管道的工程技術規程。
七、其他塑料管材
目前，塑料管材的新品種不斷出現。以下對近幾年陸續推出的其他塑料管材作些簡要介紹。
1、玻璃鋼管（FRP管）
玻璃鋼管屬熱固性塑料管，1950年在美國研究成功，1955年逐漸在市政給水工程中使用。
玻璃鋼管目前有兩種工藝生產：離心澆註成型法（H0BAS）和纖維纏繞法（VER0C）。國內目前生產玻璃鋼管的廠家較多，如北京北辰、浙江東方（引進H0BAS設備與技術）、河北中意（Veroc）等。
玻璃鋼管重量輕（約為鋼管的l／2，承壓能力高、內壁光滑、耐腐蝕、施工安裝方便，但價格高於鋼管（約1.5倍）。據報道，英國、意大利大口徑供水管道使用玻璃鋼管的占40%，瑞典、挪威占50%，日本占25%。國內北京已使用玻璃鋼管60km以上（口徑600——900mm），大慶使用玻璃鋼管近20km（口徑621——800mm），深圳輸港原水管道2200mm也是采用的玻璃鋼管。
2、耐沖擊UPVC管（Hl—3P）
耐沖擊UPVC管是將已有的UPVC管通過物理和化學處理，形成具有高密度硬質中心層和耐沖擊內外硬質屬的三層結構，用以改善普通UPVC管抗低溫沖擊強度低的缺陷，實驗證實這種三層結構的管道比鑄鐵給水管有更高的耐沖擊強度和拉伸強度。
HI—3P管由韓國G0LEE株式會社開發，現己引進國內。口徑規格以16mm至400mm.
3、鋼骨架塑復合管以鋼絲為增強體，塑料（高密度聚乙烯HDPE）為基體，采用鋼絲點焊成網和擠出塑料真空填註同步進行，在生產線上連續拉膜成型。
鋼骨架塑料復合管克服了鋼管耐壓不耐腐、塑料管耐腐不耐壓、鋼塑管易脫層等缺陷。
北京華創天元公司生產的鋼骨架塑料復合管，口徑以50mm至500mm
4、襯塑鋁臺金管
四川成都凱撤鋁業公司生產的襯塑鋁合金管由鋁合金外層及聚丙烯內層經機械加工復合而成。其性能與鋁塑復合管類似。
八、各類塑料管材的比較
l、各類塑料管道的主要性能比較
2.各類塑料管材價格比較
九、衛生標準
備類塑料管材所選用的原材料，除UPVC須控制VCM的含量外，其他均是無毒的。但其制成品的衛生性能如何？如何評價？這也是用戶較為關心的問題。
壹般而言，目前的塑料管材對飲用水水質是無負面影響的。為安全起見，用戶在選購管樹時應要求廠家提供相關的檢測報告。國家技術監督局、衛生部於1998年10月頒布了國家標準GB／T17219—lg98《生活飲用輸配水設備及防護材料的安全性評價標準》。標準所涉及的衛生要求如下：
1、凡與飲用水接觸的輸配水設備和防護材料不得汙染水質，管網未梢水質必須符GB5749—85的要求。
2、飲用水輸配水設備和防護材料必須接規定要求做浸泡試驗，檢測結果必須符合標準所規定的要求。
3、須進行致突變試驗，結果應為陰性。
4、生產飲用水輸配水設備和防護材料的原料需使用食品級。
參考資料：
2、方涓瑜《供燃氣（給水）用聚乙烯管道》建築工業出版社1997
3、羅河勝《實用聚丙烯》廣東科技出版社1997
4、羅河勝《實用聚乙烯》廣東科技出版社1997
5、全國化學建材協調組、建設部科技司《全國塑料管道推廣應用研討會論文集》1999年
6、何維華《供水管網的管材述評》成都市自來水公司1998
7、相關國家標準與規範
8、各管材廠家提供的樣本資料及技術資料。
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