給水管材管件隨著(zhù)高分子材料技術(shù)的飛躍進(jìn)步，塑料管材的開(kāi)發(fā)利用也不斷深化。近二十年來(lái)，我國塑料管村的開(kāi)發(fā)研制及生產(chǎn)推廣均取得重大成果?，F今，已開(kāi)發(fā)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(shù)材料性質(zhì)不盡相同、生產(chǎn)工藝各有特點(diǎn)、主要應用范圍也各有差異，但應用于給水管道工程其重量輕、便于運輸及安裝、管道內壁光滑阻力系數小、防腐性能良好、對水質(zhì)不構成二次污染卻都是共通的。

 

本文綜合有關(guān)資料，就目前市場(chǎng)上常用的用于給水管道工程的新型塑料管樹(shù)的材料性質(zhì)、生產(chǎn)標準與生產(chǎn)工藝、應用范圍等作些介紹，供同行參考。

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(chǎn)品。 UPVC給水管材管件1983年列入國家“七．五”科技攻關(guān)項目，經(jīng)過(guò)十多年的技術(shù)開(kāi)發(fā)和應用實(shí)踐，無(wú)論在產(chǎn)品的生產(chǎn)還是在實(shí)際工程應用方面，均積累了大量的理論與實(shí)踐經(jīng)驗
1、材S4性質(zhì)及生產(chǎn)工藝 硬聚氯乙然屬熱塑性塑料，其制成品UPVC管材質(zhì)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(yōu)于單螺稈擠出機。目前，國內生產(chǎn) UPVC管道的有400余生產(chǎn)廠(chǎng)家。
2、生產(chǎn)標準
目前國內 UPVC供水管的生產(chǎn)廠(chǎng)家，絕大部分是按國家標準生產(chǎn)管材，但仍有相當多的廠(chǎng)家受引進(jìn)設備限制或產(chǎn)品外銷(xiāo)，采用英標(BS)、日標(JIS)、德標(DIN)或IS0標準生產(chǎn)管材。對用戶(hù)來(lái)說(shuō)，不同標準生產(chǎn)的管材，其內外徑及壁厚均不同，這是在選用時(shí)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(chǎn)的。
我國于1988年制訂了 UPVC給水管材國家標準GB1OO02．1至88，96年對標準進(jìn)行了修訂，頒布了新的國家標準GB／T10OO2．1—1996，非等效采用了ISO4422：I990國際標準。管件標準GB1OO02．1至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(gè)直徑規格，壓力等級0．6Mpaol1．6Mpa，共5個(gè)等級。
根據國內多家自來(lái)水公司的經(jīng)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(lèi)為20mm”630mm，并對管材國標所規定的口徑分類(lèi)作了刪減，以便于供水企業(yè)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(jīng)過(guò)10多年的應用實(shí)踐，管材連接技術(shù)與配件的開(kāi)發(fā)研制均有長(cháng)足的發(fā)展與進(jìn)步。
目前，國內已可生產(chǎn)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(shuō)，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(chǎng)家己生產(chǎn)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(chǎng)已成功開(kāi)發(fā)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(mǎn)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(lái)，隨著(zhù)聚丙烯、聚丁烯、交聯(lián)聚乙烯、鋁塑復合管的興起，UPVC管將會(huì )迅速談出建筑給水工程領(lǐng)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(shí)踐經(jīng)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(yè)已致力于這方面的開(kāi)發(fā)研究工作，‘總體說(shuō)來(lái)尚處于起步階段。
1、材料性質(zhì)及生產(chǎn)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(kāi)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950 kg／m’較 UPVC為輕，軟化溫度120℃較 UPVC管為高。其柔韌性、抗沖擊能力均高于 UPVC管，連接方式優(yōu)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(wú)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(chǎn)工藝，管件采用注塑成型生產(chǎn)工藝。
四、交聯(lián)聚乙烯(PEX)管
交聯(lián)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(xiàn)性分子結構改性成三維交聯(lián)網(wǎng)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(zhì)及生產(chǎn)工藝
   PEX與 PE管一樣，無(wú)毒、無(wú)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(chǎn)工藝是以聚乙烯為基體樹(shù)脂，以硅烷為鍵橋材料，原材料通過(guò)精密計量系統，進(jìn)入專(zhuān)門(mén)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(wǎng)絡(luò )。這種一步法生產(chǎn)工藝是目前國際上廣泛采用的變聯(lián)聚乙烯管材生產(chǎn)方式，國內引進(jìn)的生產(chǎn)線(xiàn)也是一步法生產(chǎn)工藝。
2、生產(chǎn)標準
國內目前生產(chǎn)PEX管的廠(chǎng)家不多，其生產(chǎn)技術(shù)均是從國外引進(jìn)的，采用的標準也是參照國際標準制訂自己的企業(yè)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(chǎng)家配套提供的銅質(zhì)連接件及緊固環(huán)，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(zhuān)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(cháng)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(fā)布了推薦性地方應用標準“建筑給水交聯(lián)聚乙烯(PEX)管道工程技術(shù)規程”，內容涉及PEX管的設計、施工、驗收三個(gè)方面。

五、聚丙烯共聚物 PP—R、 PP—C管
聚丙烯是無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒帶白色蠟狀顆粒材料，具有優(yōu)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(jìn)行改性以適用管道生產(chǎn)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(jìn)行共聚，其產(chǎn)品稱(chēng)為聚丙烯共聚物，由其生產(chǎn)的管道在原料生產(chǎn)、加工、廢棄處理過(guò)程中不會(huì )對人體及環(huán)境造成損害，因而被稱(chēng)為綠色建樹(shù)。
目前，國內市場(chǎng)上的PP管樹(shù)有PP—C、 PP—R兩種，均屬 PP與 PE的共聚物。兩者的區別是：① PP—C，其聚乙烯含量為7(n ll地；②PP—R，聚乙烯含量為3(n5％；②PP—C壁厚較同規格的 PP—R為??；④按目前德國的分類(lèi)法， PP—C屬第二代(二型)， PP—R屬第三代(三型)；⑥ PP—R抗沖擊性能優(yōu)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(zhì)及生產(chǎn)工藝
PP—R無(wú)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(cháng)期使用溫度為70℃，屬耐熱、保溫節能產(chǎn)品。其密度900k8／m：。PP—R管道采用擠壓成型工藝生產(chǎn)， PP—R管件采用注塑成型工藝生產(chǎn)。
2、生產(chǎn)標準
目前國內尚未制訂統一的國家管材標準。PP—R生產(chǎn)線(xiàn)多從德國引進(jìn)， PP—C生產(chǎn)線(xiàn)多從韓國引進(jìn)。生產(chǎn)廠(chǎng)家多是參照德國標準制訂自己的企業(yè)標準。PP—R生產(chǎn)規格從20mm至160mm 多種管徑類(lèi)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(shí)，采用帶金屬嵌件的聚丙烯管件作為過(guò)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(chǎn)品。吉林省建設廳、吉林省技術(shù)監督局于98年七月發(fā)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(shù)標準(試行)”。上海市工程建設標準化辦公室98年12月發(fā)布了推薦性地方標準“建筑給水聚丙烯管道(PP—R)工程技術(shù)規程”。

六、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(fā)展迅速的一種新型管樹(shù)，本文就鋁塑復合管作些介紹。
1.材料性質(zhì)及生產(chǎn)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(chēng)通用性鋁塑復合管，適用于水溫莖40℃； PEX稱(chēng)內外交聯(lián)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(xué)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(chǎn)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(jìn)行
2.鋁塑復合管的主要特點(diǎn)及用途
復合管是以金屬管材為基礎 , 內、外焊接聚乙烯、交聯(lián)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(yōu)點(diǎn)。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(diǎn)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(yōu)點(diǎn)。
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(lái)進(jìn)行設計與施工.
3、復合管分類(lèi)及其特點(diǎn)和用途
目前市場(chǎng)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(guò)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(lián)聚乙烯)——粘合劑層——鋁層——粘合劑層聚乙烯層(或交聯(lián)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(yōu)點(diǎn)于一身。內外兩層PE具有無(wú)毒、耐腐蝕、質(zhì)輕、脆化溫度低等特點(diǎn)。PE經(jīng)交聯(lián)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(diǎn)：
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(wú)毒，使用壽命長(cháng)，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(huì )產(chǎn)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(shí)際情況繞過(guò)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(yōu)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(fā)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(diǎn)，在負荷較苛刻的場(chǎng)合應用就顯得勉強，此時(shí)就要求用金屬管。PVC襯里鋼管就是基于這一點(diǎn)而得到發(fā)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(yōu)點(diǎn)而避免了它們的缺點(diǎn)。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(fā)展，因其價(jià)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(shù)脂襯里鋼管。這是國外70年代末、80年代初開(kāi)發(fā)的新管材。其開(kāi)發(fā)目標是同PVC襯里鋼管有同樣的性能但經(jīng)濟性能要更好。它是在輸水鋼管內壁融熔一層PE粉末樹(shù)脂而成的。近年來(lái)上海、四川、浙江一帶已有開(kāi)發(fā)商將此種管材以低于鋁塑復合管的價(jià)格投入市場(chǎng)，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(shuō)襯里鋼管是具有塑料管優(yōu)點(diǎn)的鋼管。
另外，值得一提的是最近四川已有開(kāi)發(fā)商開(kāi)發(fā)出一種擁有自己知識產(chǎn)權的給水用襯塑鋼管，它是由內壁帶凸型網(wǎng)狀花紋的鍍鋅焊接鋼管與無(wú)毒丙烯塑料管經(jīng)機械復合成。除具有目前市場(chǎng)上的鋼塑復合管的一切優(yōu)點(diǎn)外，還因其內層鋼管具有經(jīng)特殊工藝加工成的凸型網(wǎng)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(wèn)題，且采用卡環(huán)式快裝接著(zhù)連接，安裝便捷，可靠性高，在鋼塑管中獨樹(shù)一幟。
3、鋼骨架 PE 管：鋼骨架PE管是以?xún)?yōu)質(zhì)低碳鋼絲為增強相，高密度聚乙烯為基體，通過(guò)對鋼絲點(diǎn)焊成網(wǎng)與塑料擠出填注同步進(jìn)行，在生產(chǎn)線(xiàn)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(wǎng)，價(jià)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(shù)脂、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)、環(huán)氧(EP)粉末、無(wú)毒聚丙烯(PP)或無(wú)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(yōu)點(diǎn)，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(diǎn)，設計壽命可達 50 年。管材主要缺點(diǎn)是安裝時(shí)不得進(jìn)行彎曲，熱加工和電焊切割等作業(yè)時(shí)，切割面應用生產(chǎn)廠(chǎng)家配有的無(wú)毒常溫固化膠涂刷。主要規格有Φ15—Φ100。