新型塑料管及其在给水管道工程中的应用？

随着高分子材料技术的快速进步，塑料管材的开发和利用也在不断深入。近二十年来，我国塑料管道村的发展和生产推广取得了巨大成就。目前已开发出可用于给水管道工程的塑料管材，包括UPVC管、pe管、PB管、PEX管、PP-C管、PP-R管和金属塑料复合管。这些管树的性质不同，生产工艺各有特点，主要应用范围也不同。但用于给水管道工程时，重量轻，便于运输和安装，管道内壁光滑，阻力系数低，防腐性能好，不会对水质造成二次污染。根据相关资料，介绍了目前市场上给水管道工程常用的新型塑料管树的材料性能、生产标准、生产工艺和应用范围，供同行参考。

一、硬质聚乙烯管(UPVC)管材

硬质PVC管是目前我国塑料管材的主导产品。UPVC给水管件1983列入国家“七大”。经过十多年的技术开发和应用实践，“五五”科技攻关项目无论是产品生产还是实际工程应用，都积累了大量的理论和实践经验。

1、材质S4性能及生产工艺硬聚氯乙烯是一种热塑性塑料，其成品UPVC管材质轻，密度1350 (N1460K8/m3)，维卡软化温度86℃，拉伸、弯曲、压缩强度高，但。

UPVC管一般都是挤出的，挤出机分为单螺杆和双螺杆。就挤出技术而言，双螺杆挤出机优于单螺杆挤出机。

目前国内生产UPVC管道的厂家有400多家。

2、生产标准

目前国内生产UPVC给水管的厂家大多按照国家标准生产管材，但仍有相当一部分厂家受限于进口设备或出口产品，采用英标(BS)、日标(JIS)、德标(DIN)或IS0标准生产管材。对于用户来说，不同标准生产的管材内径和壁厚不同，在选择时一定要注意。我国UPVC给水管的设计、施工及验收规范明确规定，选用的管材必须按中国国家标准生产。

我国UPVC给水管国家标准GB10002.1—88+0-88制定于1988。1996年修订标准，颁布了新的国家标准GB/T 10002.1-1996，不平等采用。管件标准GB10002.1—88+0-88正在修订中。根据现行国家管道标准，管径(外径)为20mm至0 mm * * 28直径规格，压力等级为0.6 MPa AOL 1.6 MPa，* * 5级。

根据国内多家供水公司的经验，室外UPVC管道的压力等级应为1.0Mpa，UPVC给水管材设计、施工及验收规范中规定的口径分类为20mm“630mm”，删除了管材国家标准中规定的口径分类，方便供水企业准备备品备件。

3.连接方式和附件

UPVC给水管的连接方式和管件一直是制约其在工程中应用的重要因素。经过10多年的应用实践，管道连接技术和管件的发展取得了长足的进步。

目前国内可以生产直径大于等于63mm的柔性接头(R-R)管，直径小于63mm的也可以用柔性接头连接。可以说，粘合接口(T-S)模式将逐渐被柔性接口模式所取代，这是大势所趋。配件方面，手工制作配件的方式在90年代初已经基本被淘汰。近年来，制造商生产了三通接头、弯头接头等。它们通过粘合方法连接，并且一些已经用钢塑附件代替它们。1999年4月，江苏某厂已研制成功带柔性接口的三通、弯头等全塑管件，直径分别为100mm、150mm、200mm，基本满足了居民区UPVC给水管道工程的需要。

4.适用范围

UPVC给水管主要适用于室外埋地给水管。据国内水务部门统计，选用口径多为250mm及以下。UPVC管也用于建筑给水(室内给水)，但效果不理想。近年来，随着聚丙烯、聚丁烯、交联聚乙烯、铝塑复合管的兴起，UPVC管将迅速在建筑给水工程领域大谈特谈。

二、聚乙烯管(pe管)

聚乙烯管已在燃气管道工程中使用多年，并有成功的理论和实践经验。近年来，在农村供水工程中也得到了广泛应用。在国外，广泛应用于市政埋地给水管道，国内也有几家企业致力于该领域的开发和研究工作。总的来说还处于起步阶段。

1和94的性能及生产技术

聚乙烯也是一种热塑性塑料，可以多次加工成型。

密度是聚乙烯的重要性能指标之一，包括高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)。密度越高，相对硬度、软化温度和抗拉强度越高，但脆性增加，柔韧性降低，抗裂性降低。给水管道一般采用高密度聚乙烯，燃气管道一般采用高密度和中密度聚乙烯。

高密度聚乙烯的密度为950 kg/m '，比UPVC轻，软化温度为120℃，比UPVC管高。其柔韧性和抗冲击性高于UPVC管，连接方式优于UPVC管，基本可以保证接头不漏水(属于本体连接)。另外，聚乙烯本身是一种无毒的塑料。欧美HDPE给水管的消费量在逐年增加，而UPVC管的消费量在逐年减少。普遍认为，在给水管道工程中，HDPE管将最终取代UPVC管。

和UPVC管一样，聚乙烯管村一般采用挤出成型生产工艺，管件采用注塑生产工艺。

目前国内生产聚乙烯管村的厂家约有10家。在技术条件和生产能力方面，河北亚达塑料制品有限公司和山东胜利塑料公司是龙头企业。

2、生产标准

1992年，我国颁布了给水用高密度聚乙烯(HDPE)管材国家标准GB/T 13663-13664-92，目前正在修订，修订稿已上报国家技术监督局。

按照现行国家标准，口径从16mm到315mm * * 18，压力等级为0.25mpa AOO 1.0mpa * *。

3.连接方式和附件

聚乙烯将在190℃n240℃下熔化。利用这一特性，管子(或管件)的两个熔化部分将充分接触，并保持适当的压力，冷却后两者可牢固地结合在一起。所以PE管和UPVC管的连接方式是不一样的。通常有电热熔连接和热熔对接两种方式。

电热熔接是将待连接的两端插入埋有电热丝的套管内，给电热丝通电，将管材和管件加热至熔化温度，固定至接头冷却，形成紧密牢固的接头。

热熔对接是用加热板将垂直于管轴线的对应两端接触到熔化温度，将两个熔化口压在一起。热熔对接适用于直径大于90毫米的管道。

PE管与金属管连接时，可采用钢塑过渡接头。

PE管道厂家开发了各种规格的注塑管件，特殊管件也可以手工焊接制造。

4.适用范围

PE管适用于室外埋地给水管道，也适用于室内给水管道。总的来说，现阶段工程应用实践不多。与UPVC管相比，没有完善的设计、施工和验收规范可循，这也是PE给水管推广应用面临的一大难题。

事实上，除了UPVC给水管，现有的各种塑料给水管都没有完善的设计、施工和验收程序，甚至除了UPVC和pe管材之外，都没有管材的国家标准。类似于UPVC管的早期开发和应用，各塑料管生产企业的不懈努力也将推动给水管领域的技术进步，促进行业发展。

PE管可以用于旧管道的改造，在国外已经得到了广泛的应用，我国大连也开始了试点应用。三、聚丁烯管道(公管)

聚丁烯也是一种热塑性塑料，由其生产的PB管道是世界上最先进的冷热水暖管道之一。

1.材料特性和生产技术

聚丁烯无味无毒，耐高温性好，材质柔韧，拉伸和压缩强度好，软化温度为121℃。

PB管的密度为930 kg/m:，与pe管相近。

2、生产标准

目前国内生产PB管的厂家并不多。广东佛山、武汉引进生产线生产PB管。目前我国还没有制定PB管的国家标准，生产企业的企业标准一般采用进口生产线所在国的国家标准。比如广东佛山某厂是按照BS7291英制标准生产的。

PB管的口径(外径)国内有10mm、15mm、22mm、28mm四种规格，国外有口径达到l10mm的PB管。

PB管的承压能力与管壁厚度和介质-水的温度有关，特别是介质的温度，订货时应向厂家说明。

3.连接方式和附件

PB管可通过机械夹紧(插入式)或热熔连接。制造商开发了各种类型的附件，基本上可以满足工程应用的需要。

4.适用范围

如上所述，PB管适用于建筑室内冷热水供应系统。目前既没有村庄管理的国家标准，也没有设计、施工、验收的国家标准。

四。交联聚乙烯(PEX)管

交联聚乙烯(XLPE)是一种在普通聚乙烯中加入有机硅烷的接枝材料，由线性分子结构改性为三维交联网络结构，改变了普通聚乙烯的分子结构，从而改变其性能。

1和94的性能及生产技术

PEX和PE管一样，无毒无味，耐压性、稳定性、耐久性好，独特的耐温性(-70℃ CNL 10℃)，是室内冷热水供应的推荐管材。

PEX管的密度为950千克/立方米。

PEX管的生产工艺是以聚乙烯为基体树脂，硅烷为粘结桥材料，原料经过精密计量系统，进入专门设计的反应挤出机，硅烷的乙烯基与聚乙烯一步接枝成型，形成三维分子网络。这种一步法生产工艺是目前国际上广泛使用的变链聚乙烯管材生产方法，从中国引进的生产线也是一步法生产工人和生产标准。

目前国内生产PEX管的厂家不多，生产技术都是从国外引进，采用的标准也是参照国际标准制定自己的企业标准，报地方政府批准。

PEX管的直径(外径)有七种规格:16M、20mm、25mm、32mm、40mm、501m、63mm7。

3.连接方式和附件

PEX管之间的连接采用制造商提供的铜接头和紧固环，不采用卡箍或套筒连接。PEX管与其他金属管道连接，采用专用外螺纹卡箍或卡套连接管件。

4.适用范围

PEX适用于室内冷热水供应管道。系统工作压力等于或高于0.6Mpa，长期工作温度小于或等于75℃(建筑给水排水规范要求)。

1998年底，上海市工程建设标准化办公室发布了推荐性地方应用标准《建筑给水交联聚乙烯(PEX)管道工程技术规范》，该标准涵盖了PEX管材的设计、施工和验收。

五、聚丙烯* * *聚合物PP-R、PP-C管

聚丙烯是一种无色、无味、无毒的白色蜡状颗粒材料，具有优异的耐热性和较高的强度，但其熔体粘度较低，且存在低温脆性的缺陷，因此必须对其进行改性以满足管道生产的需要。目前常用的改性方法是使PE和PP(聚丙烯)在分子链水平上聚合，其产物称为聚丙烯* * *聚合物。其生产的管道在原材料生产、加工和废弃物处理过程中不会对人体和环境造成危害，因此被称为绿色施工。

目前国内市场上的PP管树有PP-C和PP-R两种，都是PP和pe的* * *聚合物。两者的区别在于:① PP-C，其聚乙烯含量为7(nll；② PP-R，聚乙烯含量为3(N5 %；②PP-C的壁厚比同规格的PP-R薄；④按照目前德国的分类，PP-C属于第二代(ⅱ型)，PP-R属于第三代(ⅲ型)；⑥PP-R的抗冲击性优于PP-C的理化性能，PP-C和PP-R，应用范围基本相同，下面只做介绍。

聚丙烯III (PP-R)。

1和94的性能及生产技术

PP-R无毒、卫生、可回收。PP-R的维卡软化温度为131℃，最高使用温度为95℃，长期使用温度为70℃，是一种耐热、隔热、节能产品。其密度为900 k8/m:。

PP-R管材采用挤出工艺生产，PP-R管件采用注塑工艺生产。

2、生产标准

目前国内还没有统一的国家管材标准。PP-R生产线多从德国进口，PP-C生产线多从韩国进口。大多数厂家都是参照德国标准制定自己的企业标准。

PP-R生产规格从20毫米到95毫米不等，各种管径。

3.连接方式和附件

PP-R管和管件通过热熔连接。PP-R与金属管件连接时，采用带金属嵌件的聚丙烯管件作为过渡。管件通过热熔与PP-R连接，通过螺纹连接与金属管连接。

4.适用范围

PP-R管适用于建筑物室内冷热水供应系统，也广泛用于供暖系统。在欧洲，PP-R广泛应用于建筑冷热水供应系统，并成为主导产品。

1998年7月，吉林省建设厅、吉林省技术监督局发布了吉林省地方标准《改性聚丙烯(PP-C)地板辐射手采暖、建筑给水热水供应技术标准(试行)》。上海市工程建设标准化办公室于1998年2月发布了推荐性地方标准《建筑给水用PP-R管道工程技术规范》。

六、金属塑料94复合管

金属塑料复合管有很多种，有钢塑管、铜塑管、铝塑管、钢骨架塑料管等。铝塑复合管是近年来发展迅速的一种新型管树。本文介绍铝塑复合管。

材料特性和生产技术

铝塑复合管是以铝合金为基体，铝管的内外层有一定厚度的塑料管。塑料管和铝管之间有粘合层(亲和层)，使铝和塑料融为一体，不可剥离。

目前用于铝塑复合管的塑料几乎都是PE管，分为HDPE或PEX。HDPE或通用铝塑复合管，适用水温40℃；PEX称为内外交联聚乙烯铝塑复合管，适用于75℃的水温。

铝塑复合管外层聚乙烯厚度不小于0.4mm，内层聚乙烯不小于0.8mm(外层厚度的2倍)，铝带厚度为0.2 OO 0.25 mm，粘接层用的胶粘剂(热熔胶)主要采用* *聚改性聚乙烯或化学接枝聚乙烯。

铝塑复合管具有良好的金属和非金属性能。

铝塑复合管的生产有两种工艺:* *挤出复合式和分步嵌入式。* * *挤出复合式是内外塑料(包括热熔胶)和铝管一次性挤出成型，一般适用于直径32 mm以下的内塑料管C步复合挤出..挤出内胶、涂铝管、挤出外胶、挤出外塑管由分步工序组成，适用于直径32 mm以上的管材。

目前国内已经开发出一整套类似* * *挤出的铝塑复合管生产设备。

2、生产标准

目前，铝塑复合管尚无中国国家标准。目前厂家都是参照国外标准制定自己的企业标准进行生产。

铝塑复合管目前的规格大多在100mm(外径)以下，其规格与其他塑料管略有不同。例如，规格“2025”是指管道内径为20毫米，管道外径为25毫米，管道壁厚为2.5毫米.

3.连接方式和附件

铝塑复合管成品可以成卷包装。管道和配件之间的连接必须使用制造商提供的专用连接器。不同厂家提供的专用连接器的连接方式和原理是不同的。

4.适用范围

铝塑复合管适用于建筑冷热水供应系统。如上所述，通用铝塑复合管适用于冷水供应，内外交联聚乙烯铝塑复合管适用于热水供应。

国家尚未制定该类管道的设计、施工和验收规范。近年来，广东、上海等地的管材生产企业与相关设计研究单位合作，向地方政府提交铝塑管的工程技术规范。

七、其他塑料管道

目前，塑料管材的新品种不断涌现。下面简单介绍一下近几年推出的其他塑料管。

1，玻璃钢管(玻璃钢管道)

玻璃钢管道是一种热固性塑料管道，1950在美国研究成功，1955逐渐用于市政给水工程。

目前玻璃钢管有两种:离心浇铸法(H0BAS)和纤维缠绕法(VER0C)。目前，国内生产玻璃钢管道的厂家很多，如北京北辰、浙江东方(引进H0BAS设备和技术)、河北钟毅(Veroc)。

玻璃钢管道重量轻(约为钢管的1/2)，承载力高，内壁光滑，耐腐蚀，施工安装方便，但其价格高于钢管(约1.5倍)。据悉，英国和意大利40%的大口径供水管道采用玻璃钢管，瑞典和挪威为50%，日本为25%。在中国，北京已经使用了超过60公里(直径600-900毫米)的玻璃钢管道，大庆使用了近20公里(直径621-800毫米)，深圳原水管道使用了2200毫米。

2.抗冲击UPVC管(HL-3P)

抗冲击UPVC管是对现有UPVC管进行物理化学处理而形成的具有高密度硬质中心层和抗冲击内外硬质金属的三层结构，以改善普通UPVC管低温冲击强度的缺陷。实验证明，这种三层结构管比铸铁给水管具有更高的冲击强度和拉伸强度。

Hi-3P管由韩国G0LEE公司开发，并已引入中国。口径规格从16毫米到400毫米不等。

3.钢骨架塑料复合管是以钢丝为增强体，塑料(高密度聚乙烯HDPE)为基体。钢丝点焊成网，同时真空填充挤出的塑料，在生产线上连续拉膜成型。

本发明克服了钢管耐压耐腐蚀、塑料管耐腐蚀耐压、钢塑管易分层的缺点。

北京华创天元公司生产的钢骨架塑料复合管，直径为50毫米至500毫米。

4.衬塑铝金管

四川成都凯撒铝业公司生产的衬塑铝合金管是由铝合金外层和聚丙烯内层经机械加工而成。其性能与铝塑复合管相似。

八、各种塑料管道的比较

l、各种塑料管的主要性能比较

2.各种塑料管的价格比较

九。卫生标准

用于制备塑料管的原料除了在UPVC中必须控制VCM的含量外，都是无毒的。但其成品的卫生性能如何？如何评价？这也是用户比较关心的问题。

总的来说，目前的塑料管对饮用水的质量没有负面影响。出于安全考虑，用户在购买管树时应要求厂家提供相关检测报告。国家技术监督局、卫生部于1998年6月颁布了国家标准GB/T 17219-LG98《饮用水输配设备及防护材料安全评价标准》。本标准涉及的卫生要求如下:

1.与饮用水接触的输配水设备和防护材料不得污染水质，管网末端水质必须符合GB 5749-85的要求。

2、饮用水输配设备和防护材料必须符合规定的浸泡试验要求，试验结果必须符合标准规定的要求。

3.应进行诱变试验，结果应为阴性。

4.生产饮用水输配设备和防护材料的原材料需为食品级。

参考资料:

1，吴国桢的塑料管，中国轻工业出版社1996。

2.方燃气(给水)用聚乙烯管道建筑工业出版社1997。

3.罗实用聚丙烯广东科学技术出版社1997

4.罗实用聚乙烯广东科学技术出版社1997

5.全国化学建材协调小组和建设部科技司全国塑料管材推广应用研讨会论文集(1999)

6.何给水管网管材审查成都市自来水公司1998

7.相关国家标准和规范

8.各管道制造商提供的样品数据和技术数据。

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