1998年以来,各地在贯彻落实《国家化学建材推广应用“九五”计划和2010年发展规划纲要》及《关于加速推广应用化学建材和限制、淘汰落后产品的规定》的工作中,结合本地区的实际情况,积极推广各种塑料管及塑料复合管以替代影响居民饮用水质量的镀锌给水钢管,取得了长足的进展。
许多文章也都从不同的角度对塑料管及塑料复合管作了介绍。笔者将从整个供水系统的角度,对目前已有的塑料管及塑料复合管作一分析。
1供水系统中管材的应用现状为方便起见,我们将城镇居民用水的供应体系简化如所示。按此划分,我们又将从水源地到水厂、水厂到管网的用管称作输水管,将管网及从管网到用户建筑物的用管称做配水管,将进入用户建筑物的用管称作给水管。
网输就网H网间城镇居民用水的供应体系目前在供水管网系统中采用的管材,主要有铸铁管、球墨铸铁管、钢管、镀锌钢管及钢筋混凝土管等。塑料管的应用还不普遍,目前国家标准中只对硬聚氯乙烯管(PVC-U管)及高密度聚乙烯管(HDPE管)作了规定。一般说来,钢管的力学性能良好,但在埋地敷设时还需进行外防腐处理,造价较高;铸铁管力学性能不如钢管,但耐腐蚀较钢管强,价格较便宜;球墨铸铁管的力学性能与钢管大致相当,耐腐蚀性好于钢管,但目前国内的产量还不够大,价格也较贵;钢筋混凝土管的力学性能较低,耐腐蚀性能很好,价格便宜,缺点是密度大,搬运时损坏率高,缺乏配套管件。以上几种管,除了混凝土管外,均可对内部传输的水质造成污染,目前采取的预防措施是在其内部用水泥沙浆处理或衬塑处理,但这两种方法对小U径管不太适合。表1给出了目前常用管材的类型、所执行的标准、公称直径、工作压力。
2给水系统中塑料管材的应用现状目前在给水系统中可以采用的塑料管材及塑料复合管材主要有PVC-U管、HDPE管、交联高密度聚乙烯管(HDPX管)、聚丙烯管(PP管)、聚丁烯管(PB管)、ABS管、金属衬塑管、铝塑复合管等。以下分别介绍这些管材的主要特点。
HDPE管材对PE管材的深人研究应归功于对传输燃气的需求。随表1常用管材的类型、所执行的标准、公称直径、工作压力管材类型标准编号公称直径/run预应筋混凝土管一阶段三阶段自混应凝力土钢管筋铸铁管连续铸造水压试验压力LAAB2.0离心砂模水压试验压力PG2.02.51.52,0球墨铸铁管连续铸造离心砂模水压试验压力3.0水压拭验压力3.0钢管缧旋焊接钢管镀锌焊接钢管焊接钢管水压试骏压力2,5水压试验压力:2.5,3.0水压试验压力:2.5,3.0着技术的发展,10余年来PE性能获得很大提高。在ISO12162及ISO的塑料给水管系统中,HDPE管以其优良的物理力学性能获得广泛的应用。PE管材无毒、耐腐蚀、柔韧性高、耐低温性能好、施工安装方便,可采用多种方法熔焊连接,整体密闭性极佳。近些年来在欧美一些工业发达国家,PE管开始超过PVC-U管占居首位,1997年欧洲各种塑料给水管材所占比例见表2;表21997年欧洲各种塑料给水管材所占比例%管材类型饮用水采暖/室内用管4427标准中,根据管材的最低允用强度(MRS)将PE材料五个等级。从PE32到PE100,材料的性能有很大提高,不仅是短期力学性能,更重要的是长期耐压能力及抗裂纹快速扩张性能(RCP)都得到很大提高。研究表明,温度越低,管径及壁厚越大,工作压力越篼,热塑性塑料管的裂纹快速扩张的危险越大。与其它热塑性塑料管材相比,PE管材具有最佳的长期耐压能力及抗裂纹快速扩张性能。因此,在大口径管材传输领域,PE管具有独特的优势。从国际标准看,PE管的可以使用的直径范围最宽。
4427标准,在20*下PE管具有50年预期使用寿命时的最大工作压力为1.6MPa.同时规定,PE管可以在40*以下温度范围使用,如使用温度升高,工作压力应该用折减系数予以降低。折减系数的选用在ISO13761和ISO4427中有明确的规定。