塑料管材的承压性能问题探讨

来源:用户上传      作者: 胡一杰 陶庆民

　　摘要：随着建筑业的迅速发展，人民的生活居住水平迅速提高，生存环保意识不断增强，为建筑给热水用塑料管材的开发和应用提供了绝好的机遇和广阔的市场前景。塑料管材具有许多金属管无法比拟的优点，已为管材下一步应用的主要领域。
　　关键词：塑料管材　承压　性能分析　应用
　　
　　随着我国住宅业的快速发展和城市基础设施等投资的力度也不断加大，化学建材作为一种继钢材、木材、水泥之后发展起来的重要的新兴建筑材料，已经在我国现代建筑业的舞台上显示出了强大的生命力和广阔的发展前景。
　　
　　1、塑料管材现状
　　塑料管材在建筑塑料中的用量最大，品种也最多。与传统的铸铁管、镀锌钢管相比，塑料管材具有材质轻、耐腐蚀、不生锈、不结垢、内壁光滑、水流阻力小、卫生性能好、运输方便、施工便捷、劳动强度小、工程造价低等优点。作为新型化学建材之一的塑料管道，既有优良的物理性能，又有良好的化学性能，用途十分广泛，在建筑用管材领域，已逐步取代铸铁管和镀锌钢管等传统管材。
　　
　　2、塑料管材分类
　　按照所使用的材料，塑料管材可分为以下几类：硬聚氯乙烯(PVC-U)、氯化聚氯乙烯(PVC-C)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、交联聚乙烯(PE-X)、冷热水用耐热聚乙烯(PE-RT)管材(CJ/T 175-2002)、冷热水用聚丁烯(PB)管材(GB/T19473.2-2004)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)管材(GB/T20207.1-2006)、铝塑复合压力管、熔接型铝塑复合管、给水涂塑复合钢管(CJ/T 120-2000)、给水衬塑复合钢管(CJ/T 1362001)、给水用钢骨架聚乙烯塑料复合管(CJ/T 123-2000)、不锈钢塑料复合管(CJ/T 184-2003)、钢塑复合压力钢管(cJ/T 183-2003)6、聚丙烯-玻璃纤维增强塑料复合管(JB/T 7525-94)、吸水和排水用橡胶软管(HG/T 3035-1999)及卫生设备用软管(JC 886-2001)等等。
　　其中，有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，俗称有机玻璃)、聚氯乙烯(PVC)、尼龙(Nylon)、聚碳酸酯(PC)、聚氨酯(PU)、聚四氟乙烯(特富龙，PTFE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET，PETE)等是属于热塑性塑料，指具有加热软化、冷却硬化特性的塑料。
　　
　　3、塑料管材压力区别
　　(1)工作压力；给水管道系统在正常工作状态下，作用在管内壁上的最大持续运行压力。不包括水的水锤压力。(2)水锤压力；在给水管道系统中，由于水的流速发生突然变化而产生的大于工作压力的瞬间压力，亦称波动压力。(3)设计压力；给水管道系统在运行中，作用在管内壁上的最大瞬时压力。为管道长期运行中的工作压力与残余水锤压力之和。(4)公称(额定)压力；与管材系统组件的力学性能相关的内水压力指标。
　　
　　4、常用塑型管材承压性分析
　　承压性能所涉及的内容是在一定条件下塑料管材能够承受的内压力和恒压下的破坏时间。从而确定与之有关的设计参数以及对管材的质量进行评价和监控。一般进行两项试验：液压试验和长期高温液压试验。
　　
　　
　　5、塑料管材前景展望
　　虽然管道连接方面尚存许多问题，塑料管取代直径为400mm以下的铸铁管和镀锌管，已成为<150ram建筑给水和>150ram输配水埋地管两大部分必用管材。我们有理由推断，全部取而代之的事只是时间问题。
　　然而，由于塑料管材在我国的发展历史较短，只是近些年才逐渐兴起，使人们对以往铸铁管熟悉的同时，对塑料管的劣势还知之甚少。
　　第一，抗冲击性能较差。按GB/‘F5836.1-92标准检测落锤冲击试验，多年检测发现，一次通过率不足50％，许多产品甚至经过10次冲击即全部破裂。
　　第二，拉伸强度及韧性较差。好的IJPVC管其拉伸强度曲线应具有明显屈服，延伸率较大，而差的管材常常表现为脆性，延伸率低而易断裂。
　　第三，管材线性膨胀系数较大，特别是复合管的多层结构之间线性膨胀系数不一致，非常易于发生复合质量问题，因此对产品在制过程中的质量问题要有更为严谨的检验措施。
　　第四，维卡软化温度较低(小于79)。现有文献述及塑料管在低温下的快速开裂远比蠕变开裂问题严重。一经出现裂纹，其扩展速率达100～500m/s，且无行之有效的修复方法，给管道正常工作运行带来灾难性后果，用户叫苦不迭。
　　存在的这些问题是需要我们的专家们花费时间逐一解决的，而管材的应用却不能靠花时间来等待，这就需要我们采取有效手段随时把住质量关口，加强产品的检测手段，不能让承压不足的管材登陆市场。过程产品检测就是在产品生产过程中对产品表面质量，外形尺寸(外径、壁厚、圆度等)控制，目前较先进的生产线上配置有在线壁厚测量装置和自动口模对中系统，没有这些装置就要我们使用工具测量管材外径、壁厚和椭圆度等指标如不符要求及时对口模，真空定径进行调节直到能够稳定生产出合格产品。最终产品的检测这是产品出厂前必须要做的，除前面提到的表面质量，外形尺寸检测以外还要对管材产品进行静液压强度、断裂伸长率、热稳定性和熔体质量流动速率四项物理性能指标的检测。企业要想做强做大，必须把质量放在首位，不然竖牌子的是你，最后砸牌子的还是你。只有做好今天的产品质量，才会拥有明天的一片市场。
　　
　　参考文献
　　[1]孟庆钧，我国建筑塑料管材的应用发展[J]，建材发展导向，2003年04期，41-45

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