室内给水塑料管的性能分析与选用之化工论文

　　摘要：文章提出建筑室内新型给水塑料管替代传统管材的必要性，分析出常见几种建筑给水塑料管管材的性能特点，从经济与使用性能角度考虑如何选用合适的管材。
　　关键字：传统管材论文；塑料管材论文；技术分析；经济分析
　　在建筑内给水管线相当于人体的动脉,既要保证供水的可靠性,又要保证水质在运输过程中免受二次污染。建筑给水中,传统管材(如铸铁管)易生锈、易腐蚀、易渗漏、易结垢成为致命的弱点,一旦管材中的铁与空气或水中氧气发生化学反应,管道迅速生锈,并滋生各种微生物,造成二次污染.随着国民经济的发展,生活质量的改善,人们对水质的要求正逐步在提高。由于塑料管材具有无毒、质轻、韧性、耐用、耐腐蚀、内壁光滑、不易堵塞、易加工处理、易安装、保养费用低、能耗低并且可以回用等优点,其已普遍在民用建筑中得到应用,许多用水系统还纷纷采用了纯净水系统。
　　目前民用建筑中特别是在冷水管材中,塑料管已完全替代了传统的金属管。常用的塑料管主要有:硬聚氯乙烯(UPVC)管、聚乙烯(PE)管、聚丙烯(PPR)管、聚丁烯(PB)管、交联聚乙烯(PEX)管等。上述的每一种管材均有不同的化学特性,因此性能存在较大的差异。选用一种性能可靠,安装方便的给水管是工程质量的重要保障。本文将详细对分析工程中常用的管材的技术性能，结合经济分析，以确定工程中该选用何种管材。
　　1.工程中常见管道技术分析
　　（1）聚丙烯管（PP-R）
　　PP-R管道全称为无规共聚聚丙烯管道规格一般为Ф20~Ф110mm，管材的压力等级为1.0~3.2Mpa，公称压力为2.5~3.2Mpa。主要应用于工业与民用建筑冷热水管系统饮用水系统和采暖系统包括地板辐射采暖管的连接方法主要有热熔连接和电熔连接PP-R管不仅具有良好的卫生性能较好的耐热性能和保温节能而且安装方便连接可靠使用寿命长性价比在目前可供选择的管材中名列前茅。但PP-R管也存在着膨胀系数大、耐高温性低、连接工艺复杂、透氧透光影响水质等缺点。
　　（2）聚乙烯（PE）管
　　聚乙烯成为优良管材是因为它具有比重小、强度和重量比值高、脆化温度低（-80）介质流动阻力小耐化学腐蚀等优点PE管可广泛应用在天然气管道水管和农业灌溉管管道连接主要采用热熔连接与电熔连接方法热熔接口又分为承插热熔接口、对接热熔接口、承插热熔接口具有接口强度高、气密性好、成本低等优点是中、小口径聚乙烯管可靠的连接方法。对接热熔连接主要用于大口径管道的连接，采用对接接口可以减少管件、接口数。PE管一般比较适合地埋,它的抗紫外线性能较差,另外苯、汽油、四氯化碳等有机溶剂对聚乙烯也有一定的影响。
　　（3）交联聚乙烯（PE-X）管
　　PE-X管是目前国际公认的适用于冷热水及饮用水的最佳管材之一，主要应用在室内给水管、热水管、纯净水输送管等方面。连接方式主要有卡箍式连接、卡套式连接、U型式连接和扩口法兰连接。除具有PE管材共性的优点外，由于聚乙烯经过交联，机械性能、尺寸稳定性、耐化学药品性、耐高温、高压和耐环境应力开裂性等都大大提高使它具有更优良的耐高、低温特性，更强的抗化学腐蚀性能和抗弯曲性能以及更加突出的不结垢特性。但是PE-X管材也存在着热胀系数比较大、管径范围小、综合耗费较高等缺点。
　　（4）PVC-U管
　　PVC-U塑料管材是国内外应用最为广泛的塑料管道主要用于建筑排水、给水、落水、排污、穿线、通风、农业输水灌溉等方面，在给水管中仅限于常温下输送饮用水，在排污管中应用较广。连接方式主要采用承插口连接（粘接）。PVC-U管材符合卫生性能要求，具有良好的耐老化性，能长期保持其理化性能，阻燃性好、耐腐蚀性强、使用寿命长，而且管径范围大，价格低廉，绝缘性能好。缺点主要是用胶水连接，不太卫生、不耐高温、不宜用于热水管路、脆性大、耐压强度最低等。
　　（5）CPVC管
　　CPVC管材可应用于工业管道系统、住宅热水管道系统及防火管道系统。由于CPVC管材主要从石油（30%~37%）及食盐（63%~70%）中提炼出来，与其他塑料产品相比，它使用较少石油，故属于环保产品。它具有良好的阻燃性、耐腐蚀性、出色均衡性（抗张力高、导热系数、热膨胀系数低，长期最高温度可达930C）。但由于其价格高，且多数情况采取溶剂粘结，无法适用于生活给水系统。CPVC管材的主要连接方法为承插粘结，法兰式连接和螺纹连接。
　　（6）铝塑复合管（PAP）
　　铝塑复合管PAP是一种具有一定柔性的管材应用范围比较广泛，如建筑的冷、热水系统管道、供暖系统、气体运输管道、特种液体（酸、碱、盐）输送管道、电气导管、地板采暖等等。具有保温、耐压、耐腐蚀、不渗透、气密性好、内壁光滑、重量轻、安装方便以及良好的塑性变形等特性。缺点是强度有限，易损坏，支撑固定较多，美观度受限，管壁薄厚不均。铝塑复合管的连接方法主要有卡套式连接（又称紧固式连接）和压力连接法（又称钳压式连接）两种。
　　（7）聚丁烯（PB）管
　　聚丁烯管(PB)是一种高分子树脂制成的高密度塑料管,公称压力可达1.6MPa,使用温度可达90℃,管材质软、耐磨、耐热、抗冻、无毒无害、耐久性好、重量轻、热熔连接,施工安装简单,可用于给水、热水系统。PB管的各种物理性能都优于以上几种管材,但由于原材料聚丁烯的价格较高,使它使用范围受到很大限制,市场上也比较少见。目前国内管材规格较少,有开发前景。
　　（8）铜管及塑覆铜管
　　铜管是集超强的防腐性能和高强度为一身的优秀金属管材，特别是塑覆铜管的问世，使它成为具有铜及塑料优点于一身的管材其管材性能稳定，耐热、耐冻，内外表层光滑，细洁接口平整且安装简单，特别是水中含少量铜会对人体有益。缺点主要是造价过高、管壁薄、易碰坏。铜管及塑覆铜管可被应用于输送冷热水，纯净水，海油类、酚、醇、非氧化性有机流体等。其连接方式一般采用卡套式和焊接式。
　　2.工程中常见管道经济分析
　　若仅从总造价的因素分析，以上几种给水管材可分三个档次：总造价较低的PVC-U管、铝塑复合管，中等的PE管、PE-X管和PP-R管，较高的、CPVC管和铜及塑覆铜管。给水管总造价占建筑总造价的百分比均很低，虽然PP-R管在材料费用上所占的比例较低，但在其他费用上相对较大。
　　表1住宅给水管材经济性对比
　　水管名称 水管总造价占建筑总造价的百分比（%）
　　 多层住宅
　　（6层） 高层住宅（18层）
　　PP-R 2.89 1.44
　　PE 3.02 1.48
　　PE-X 3.10 1.54
　　PVC-U 1.01 0.51
　　CPVC 3.71 1.70
　　铝塑复合管PAP 1.05 0.52
　　铜管及塑覆铜管 3.24 1.63
　　3.使用对比
　　在住宅建筑各种给水管的技术运用上，需要对给水管的经济和技术性能作综合比较，各种给水管材在技术上各有其特点，在考虑经济性的同时，还应注意管材的安全卫生、耐热性安装、规格品种、连接方式等问题。现将以上几种给水管材的特点综合于表2:
　　表2几种给水管材的主要使用特点
　　比较项目 PP-R PE PE-X PVC-U CPVC 铝塑复合管PAP 铜管及塑覆铜管
　　安全卫生 好 好 一般 一般 好 好 好
　　造价 中 偏高 偏高 低 高 低 高
　　热水系统 可 不可 可 不可 可 可 可
　　连接安装 较难 较难 一般 容易 容易 一般 一般
　　安全可靠 好 一般 好 较好 好 好 好
　　适用场合 中等标准 中等标准 中等标准 一般标准 高等标准 中等标准 高等标准
　　使用年限 较长 长 长 较长 长 较长 长
　　4.综上分析，塑料给水管材各具特性,其优劣难于一言以蔽之。根据材料各自的性能特点、结合设计施工要求和经济预算进行综合评价为管材的选用原则。对于中等以上的商品住宅中，其室内给水管材宜选用铜管及塑覆铜管或PP-R管，两者在适用范围和经济因素上较接近，管材的规格也较多,当然，薄壁铜管在技术性能上更优。对于造价较低的，由用户自行装修的或室内仅设冷水管的住宅，其给水管可采用PVC-U管和铝塑复合管。
　　
　　5．参考文献：
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　　[2]任海萍,郝晓龙.浅谈建筑给排水常用管材[J].广西质量监督导报,2008,(7):101-102.
　　[3]原芝泉.新型绿色给水管材－PE-X管.给水排水，2000，26（4）：64-66
　　[4]张玫,王云龙.新型建筑给水管材的应用和发展水,2008,Vol.30No.1:36-37.

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