塑料管材及其在（zài）給水管道工程中的應用

隨著高分子材料（liào）技術的飛躍進步，塑料管材的開發利用也不（bú）斷深化。近二十年來，我國塑料管村的開發研製及生產推廣均取得重大成果。現今，已開發出可用（yòng）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（sù）料複合管。這些管樹材（cái）料性質不盡相同、生產工藝各有特點、主（zhǔ）要應用範圍也各有差異，但（dàn）應用於給水管道（dào）工程其重量輕、便於運輸及安裝、管道內壁光滑阻力係數小、防腐（fǔ）性能良好、對水質不構成二（èr）次汙染卻都是共通的。

本文綜合有關資料，就目前市場上常用的用於給水管道（dào）工程的新型塑料管（guǎn）樹的材料性質、生產標（biāo）準與生產工藝、應用範圍等作些介紹，供同行（háng）參考。

一、硬（yìng）聚氨乙烯管(UPVC)管

硬聚氯（lǜ）乙烯管（guǎn）是國內（nèi）目前塑料管材的主導（dǎo）產（chǎn）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（hé）應（yīng）用實踐（jiàn），無論在產品的生產還是在實際工程應用方麵，均（jun1）積累了大量（liàng）的理論與實踐經驗

1、材S4性質及生產工藝 硬聚氯乙然（rán）屬熱（rè）塑性塑料，其製成品UPVC管材質較輕，密度（dù）為1350(n1460k8／m3(鋼材為7800kg／m3)，維卡軟化溫度86℃，抗（kàng）拉、抗彎、抗壓縮強度較高，但抗衝擊強度相對（duì）較低。

UPVC管普遍采用擠壓成型工藝，擠出機（jī）又分 單螺杆（gǎn）、雙螺（luó）杆，就擠出工藝（yì）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餘生（shēng）產廠家。

2、生產標準

目前國內 UPVC供水管的生產廠家（jiā），絕大（dà）部（bù）分是按國家標準生產管（guǎn）材，但仍有相當多的廠家受引進設備（bèi）限製或產品（pǐn）外銷，采用英標(BS)、日標(JIS)、德標(DIN)或IS0標準（zhǔn）生產管（guǎn）材。對用戶來說，不同標準生產的管材，其（qí）內外徑及壁厚均不同（tóng），這是在選用時必須予以注意的。我國UPVC給（gěi）水管設計、施工、驗收規（guī）程明文規定，選用（yòng）管材必須是按中國國家標準生產的。

我國於1988年製訂了（le） UPVC給水管材（cái）國家標準GB10002．1—88，96年對（duì）標準進行了（le）修訂，頒布（bù）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（zhèng）予修訂（dìng）。按目前的國家管材標準，管材口（kǒu）徑（jìng）的直徑(外徑)20mm至直徑酗0mm共28個直徑規格，壓力等級0．6Mpaol1．6Mpa，共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1．0 Mpa的（de）。UPVC給水管設計、施（shī）工、驗（yàn）收規程規定的口徑分（fèn）類為20mm”630mm，並對管材國標所規定（dìng）的口徑分類作了（le）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（yǔ）配件一直是製約其在工程中（zhōng）應用的重要（yào）因素（sù）。經過10多年（nián）的應用實踐，管材連接技術與配件的開發研製均（jun1）有（yǒu）長足的發展與進（jìn）步。

目前，國內已可生產口徑大（dà）於等於63mm的柔性接口(R—R)管材，口徑在63mm以下的（de）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（qǔ）代，這是大勢（shì）所趨。配件方麵，90年代初手工製造配件的方式已基本淘汰，近幾年廠家己生產出采用（yòng）粘接方式（shì）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（sān）種，基本滿足了小區 UPVC給水管道工程的（de）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（jiàn）築給水(室內給水)方（fāng）麵UPVC管（guǎn）也（yě）有應用，但效果並不理（lǐ）想。近（jìn）年來，隨著聚丙烯、聚丁烯（xī）、交聯聚乙烯、鋁（lǚ）塑複合管（guǎn）的興起，UPVC管將會迅（xùn）速談出建築給水（shuǐ）工程領域。

二、聚乙烯管（guǎn）( PE管)

聚乙烯管在燃氣管道工程中使用多（duō）年，有成功的理（lǐ）論與實踐經驗。近幾年（nián），在農村給水工程（chéng）中（zhōng）亦有大量應用。國外大（dà）量應用於市（shì）政埋地給水管，國內（nèi）有幾家企業已致力於這方麵的開發研究工（gōng）作，‘總體說（shuō）來尚處於起步階段（duàn）。

1、材料性（xìng）質及生產工藝

聚乙烯也是一種熱（rè）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（jù）乙烯(HDPE)、中密度（dù）聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)之分。密度越高，相對硬度、軟化溫（wēn）度、抗拉強度（dù）越高，但（dàn）脆性增加、柔韌性下降、抗開裂性能力下降。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（jiào） UPVC為輕，軟化溫度120℃較 UPVC管為高。其柔韌性（xìng）、抗衝擊能力均高於 UPVC管，連接方式優於UPVC管（guǎn）基本上可保證連接處不泄漏(屬本體連（lián）接)。此外，聚乙烯本身是一種無毒塑料（liào）。歐美國家 HDPE給水管的（de）用量逐（zhú）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（cūn）同 UPVC管材一樣，普遍（biàn）采用擠（jǐ）壓（yā）成型生產工藝（yì），管（guǎn）件采用注塑成型生產工藝。

四、交聯聚乙烯(PEX)管

交聯聚乙烯（xī）是在普（pǔ）通聚乙烯原料（liào）中加入有機矽烷接技材料，由線性分子（zǐ）結構改性成三維交聯網狀結構（gòu），改（gǎi）變了普（pǔ）通聚乙烯（xī）的分子結構（gòu），從（cóng）而改變了其性能。

1、材料性質及生產工藝

PEX與 PE管一樣，無毒、無味，耐壓、穩定性和持（chí）久性好，其獨特的耐溫（wēn）性能(—70℃cn l10℃)，使其成為室內冷熱水（shuǐ）供應的推（tuī）薦管材。PEX管的密度（dù）950 kg／m3。PEX管的生產工藝是以聚乙烯為（wéi）基體樹脂，以矽烷為鍵橋材（cái）料，原材料通過（guò）精密計量係統，進入專門設計的反應擠（jǐ）出機，將（jiāng）矽烷的乙烯基（jī）與聚乙（yǐ）烯一步完（wán）成接枝和成型，構成三維立體分子（zǐ）網絡。這種一步法生產工藝是目前國際上廣（guǎng）泛采用的變聯（lián）聚乙（yǐ）烯（xī）管材生產方式，國內引進的生產線也是一步法生產工藝。

2、生產（chǎn）標準

國內目前生產PEX管的廠（chǎng）家不多，其生產技術均是從國外引（yǐn）進的，采用的標準也是參照國際標準製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（jiē）方（fāng）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（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，采用專用的外螺（luó）紋卡箍式或卡套式連接配件（jiàn）。

4、適用範圍

PEX適用於室內冷熱水供應管道。係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（shàng）海市工程建設標準化辦公室於98年（nián）底發布了（le）推薦（jiàn）性地方應用（yòng）標準“建築給水交聯聚乙烯(PEX)管道工程技術規程”，內（nèi）容涉及PEX管的設計、施工（gōng）、驗收三個方麵。

五、聚（jù）丙烯共聚物 PP—R、 PP—C管

聚丙烯是無色、無（wú）味、無（wú）毒帶白色蠟狀顆粒材料，具有優良的耐熱性（xìng）能及較高的強（qiáng）度（dù），但（dàn）熔融（róng）粘度低，存在低溫脆性缺陷，須對其進行改性以適用管道（dào）生產（chǎn）的需要。目前普遍采用的改性方法是使 PE與（yǔ） PP(聚（jù）丙烯)在（zài）分子鏈級（jí）進行共聚（jù），其產品稱為聚丙烯共聚物，由其生產的管道在原料生產、加工、廢棄處理過程中（zhōng）不會（huì）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（yǒu）PP—C、 PP—R兩種，均屬 PP與 PE的共聚物（wù）。兩者的區別是：① PP—C，其聚（jù）乙烯含量為7(n ll地；②PP—R，聚乙烯含（hán）量為3(n5％；②PP—C壁（bì）厚較（jiào）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)；⑥ PP—R抗衝擊性能優於 PP—C。 PP—C、 PP—R的物化性能，應用範圍基本相同，故下麵僅介紹三型聚丙烯（xī）(PP—R)。

1、材料（liào）性（xìng）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（gāo）使用溫（wēn）度為95℃，長期使用溫度為（wéi）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（shēng）產， PP—R管件采用注塑成型工藝生產。

2、生產標準

目前（qián）國內尚未（wèi）製訂統一的國家管材（cái）標準。PP—R生產線多從德國引（yǐn）進， PP—C生產線多從韓國引進。生（shēng）產廠家（jiā）多（duō）是（shì）參照德國標準製訂自己的企業標（biāo）準。PP—R生產規格從20mm至160mm 多（duō）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（jiē）時（shí），采用帶金屬嵌（qiàn）件的聚丙烯管件作為（wéi）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（shì）用範圍

PP—R管適用於建築物室內冷熱水供應係統，也廣泛適用於（yú）采暖係統。歐（ōu）洲在建築物冷熱水供應（yīng）係統中，使用（yòng） PP—R較為普遍，己上升為主導（dǎo）產品。吉林省建設廳、吉林省技術（shù）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)地麵輻射手暖、建築給（gěi）水及熱水供應技術（shù）標準(試行)”。上海市工（gōng）程建（jiàn）設標準化辦公室98年12月發布了推薦性地方標準“建築給（gěi）水聚丙烯管道(PP—R)工程技術規程”。

六、金屬塑料複台管

金屬塑料複合管很多，有鋼塑管、銅塑管、鋁塑管、鋼骨（gǔ）架塑料管等。鋁塑複（fù）合管是近幾年發（fā）展迅速的一種新型管樹，本文就鋁塑複合管作些介紹。

1.材（cái）料性質及生產工藝

鋁塑（sù）複合管是以鋁合金為骨架，鋁管內外層都有一定厚度的塑料（liào）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（qián）用於鋁塑複合管的塑料幾乎均是（shì） PE管， PE管又分 HDPE或 PEX。 HDPE或稱通用性鋁塑複合管，適用（yòng）於水溫莖（jīng）40℃； PEX稱內外交聯聚乙烯鋁塑複合管，適用於水溫75℃。

鋁塑複合管外屬聚乙（yǐ）烯厚度不小（xiǎo）於0．4mm，內層聚乙（yǐ）烯不小於0．8mm(外層厚度的2倍（bèi）)，鋁帶厚度0．2--0．25mm。膠合層所使（shǐ）用的粘接劑(熱熔膠)主要采用共聚改性聚乙烯或化學接枝聚乙烯。

鋁塑複合（hé）管具（jù）有良（liáng）好的金屬特性和非金屬特性。鋁塑複合管的（de）生產現有兩種工藝：共擠複（fù）合（hé）式、分步嵌合式。共擠複合式是內外塑(含熱熔膠)及鋁管一（yī）次擠壓成型，一般適（shì）用於（yú）口徑在32mm以下的管道分步複合式由擠（jǐ）內（nèi）塑管。擠內膠一裹覆鋁管一擠外膠一擠外塑管分步進行

2.鋁塑複（fù）合管的（de）主要特點及用途

複（fù）合管是以金屬管材為基礎 , 內、外焊接聚乙烯、交聯聚乙烯等非金屬材料成型，具有金屬管材和（hé）非（fēi）金屬管材的優（yōu）點。複合管大多是由（yóu）工作（zuò）層(要求耐水腐蝕（shí）)、支承層、保護層(要求耐腐蝕)組成。它的特點是重量輕、內壁光滑、阻力小、耐腐性能好;複合管（guǎn）材是管徑（jìng）≥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（gāng）性好和非金屬管材耐（nài）腐蝕（shí）的優（yōu）點。

複合管的連接宜采用冷（lěng）加工（gōng）方式,熱加工方式容易（yì）造成內襯塑料的伸縮、變形乃至熔化（huà）。一（yī）般有螺紋（wén）、卡套、卡箍等連接方式。由於複合管（guǎn）尚屬新型管材，我國還未有統一的設計、施工及驗收規（guī）範。設（shè）計及施工（gōng）人員往往套用鍍鋅管的工藝（yì）來進行設計與施工.

3、複合管分類及其特點和（hé）用途

目前市（shì）場較（jiào）普遍的有鋁塑複合管、銅塑複合管、鋼（gāng）塑複合管、塗塑複合（hé）管、鋼骨架PE管等。

1、鋁塑複合管(PAP)：鋁塑複合管是通過擠出成型工藝而（ér）製造出的新型複合管材，它由聚乙烯層(或交聯聚乙烯)——粘合劑層——鋁層——粘合劑（jì）層聚乙烯層(或交聯聚乙（yǐ）烯（xī）)五層結構構（gòu）成。其中鋁層分搭接焊、對接（jiē）焊成型工藝。由於鋁塑（sù）複合管是夾有金屬管的塑料/金屬複合管，故（gù）集（jí）金屬管和（hé）塑料管兩者的優點於一身。內外兩（liǎng）層PE具有無毒、耐腐（fǔ）蝕、質輕、脆化溫度低等特點。PE經交聯後則使（shǐ）其耐熱性和機械強度等（děng）得到明顯提高。中間的鋁管除對PE起增強作用，使（shǐ）管（guǎn）材（cái）的耐壓強度大大提高外，還具有100%隔氧，徹底消除滲透（tòu）;良好的隔（gé）磁和抗（kàng）靜（jìng）電性（xìng）能;良（liáng）好（hǎo）的塑性變形（xíng）能（néng）力，使（shǐ）管材可以任意（yì）變形;加強管材的縱向散熱能（néng）力，增加了（le）管材的阻燃效果;熱膨脹係數低於PE，降低了複（fù）合管的綜合熱膨脹係數，使（shǐ）管材尺寸穩定（dìng）性提高等作用（yòng）。從而使（shǐ）鋁塑複合管具有獨特的性能（néng）和應用範圍（wéi）較（jiào）廣的特點：

①耐壓強度高，耐（nài）溫性能好(PAP管工作溫度-40～60℃、XPAP管工作（zuò）溫度-40～95℃)，衛生無毒，使（shǐ）用壽命（mìng）長，可應用於建築冷熱（rè）水管道。

②集剛柔一體，可（kě）迅速消除管道係統內的壓力（lì）衝（chōng）擊，不（bú）會（huì）產生水錘噪聲。

③采用（yòng）嵌入夾緊式接頭（tóu）連接，安裝方便;管材能（néng）自（zì）由彎曲，可減少管接頭、彎頭。可彎曲不（bú）反（fǎn）彈，可（kě）隨實際（jì）情況繞過梁柱等構件，減少大量彎頭，比鍍鋅鋼管節省（shěng）人工50%。

④熱膨脹係數為2.5×10?6m/m.K，僅為聚氯乙烯管的1/8。

⑤阻燃性能遠遠優於聚氯乙烯管，耐（nài）腐蝕性好，可輸送（sòng）各種腐蝕性液體、氣體。

2、鋼塑複合管：PVC襯裏鋼管。這（zhè）是國外70年代發展的新（xīn）型給水（shuǐ）管材，因PVC等塑料管存（cún）在強度較低、耐壓不（bú）夠充分（fèn）等弱點（diǎn），在負（fù）荷較苛（kē）刻的場合應用就顯得勉強，此時就要求用金（jīn）屬管。PVC襯裏鋼（gāng）管就是基於這一點而得到發展的。在傳統的輸水鋼管內插（chā）入一根薄壁的PVC管，使兩者緊密結合，就成為（wéi）PVC襯裏鋼管管材（cái）。它兼有塑料管和鋼管的優點而避免了它們的缺點。其（qí）連接方法也為管（guǎn）螺紋，同原有的鍍（dù）鋅管係統完全相容，應用極為方便。因此在日本、美國、歐洲均有很大發展，因（yīn）其價格較傳統的銅管、不鏽鋼管低很多，特別在高層建築中得到肯定。

PE粉末樹（shù）脂（zhī）襯（chèn）裏鋼管（guǎn）。這是國外70年代末、80年代初開發（fā）的新管材。其開發目標是同PVC襯裏鋼管有同樣的（de）性能（néng）但經濟性（xìng）能要更好。它是在（zài）輸水（shuǐ）鋼管內壁融熔一（yī）層（céng）PE粉末樹脂（zhī）而成的。近年來上海、四川、浙江一帶已（yǐ）有（yǒu）開發商將此種（zhǒng）管材以低於鋁塑複合管的價格投入市場，是（shì）很有競爭力的。按（àn）襯裏（lǐ）鋼管的特性可以認（rèn）為它是塑料管化的鋼管，也就是說襯裏（lǐ）鋼管是具（jù）有塑料管優點的鋼管。

另（lìng）外，值得（dé）一提的是最近四川已有開發商開發（fā）出一種（zhǒng）擁有自（zì）己知（zhī）識產權的給水用襯塑鋼管，它是（shì）由內壁帶凸型網狀（zhuàng）花紋的鍍（dù）鋅焊接鋼管與無毒丙（bǐng）烯（xī）塑料管經機械複合成。除具有目前市場（chǎng）上的鋼塑複（fù）合管的一切優點外，還（hái）因（yīn）其（qí）內層鋼管具（jù）有經特殊（shū）工藝加（jiā）工成的凸型網（wǎng）狀花紋，大大（dà）地增強了複合的可靠性、較好地解決了內外層（céng）不同材料間的（de）熱（rè）膨脹的一致性問題，且采用卡環式快裝接著連接，安裝（zhuāng）便捷，可靠性高，在鋼塑管中獨樹一幟。

3、鋼（gāng）骨架 PE 管：鋼骨架PE管是以優質低（dī）碳（tàn）鋼絲為增強（qiáng）相，高密度聚乙烯為基體，通過對鋼絲（sī）點焊成網與塑料擠出填注（zhù）同步進行，在生產線上連續拉膜成型的（de）新型雙麵防腐壓力管道。管徑為Φ50～Φ500，法蘭連結（jié），主要用於市政、化工和油田管網，價格（gé）較貴。

4、塗塑鋼管：塗塑鋼管是在鋼管內壁融溶一（yī）層厚度為0.5～1.0mm的聚乙烯(PE)樹脂、乙烯-丙烯（xī）酸共聚物（wù）(EAA)、環氧(EP)粉末、無毒（dú）聚丙烯(PP)或無毒聚氯（lǜ）乙烯(PVC)等有機物而構成的鋼（gāng）塑複合型管材，它不但具有鋼管的高強度、易連接（jiē）、耐（nài）水流（liú）衝擊等優點，還克服了鋼管遇（yù）水易腐蝕、汙染、結垢及塑料管（guǎn）強（qiáng）度不（bú）高、消防性能差（chà）等缺（quē）點，設計壽命可達 50 年。管材主要缺（quē）點是安裝時不得進行彎曲，熱加工和電焊切割等作（zuò）業時，切割（gē）麵應用（yòng）生產廠（chǎng）家配有的（de）無毒常溫固化膠（jiāo）塗刷。主（zhǔ）要規（guī）格有Φ15—Φ100。