塑料管材在给水系统中的运用与选择

王璐
中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：
摘要：本文从工程条件、材料特性、环保健康、管道系统配套、安装便利与否、维护等方面对供水中常用的塑料管道产品进行了客观的比较。
Abstract: this article from the engineering conditions and the material properties, environmental health, pipeline system supporting, installation convenience or not, maintenance of water supply of commonly used plastic piping product objective comparison.

我国给水塑料管管材的发展将是多层次的, 如40年代才发明的PVC、PE管等成熟产品在众多发展地区有较好的评价。而近20年来,国外在成熟的塑料给水管的基础上,开发了多种新型给水管，例如日本积水化学工业株式会社于1998年成功开发了AGR管，安全卫生、稳定可靠、使用寿命长、耐低温、抗冲击，是符合世界卫生组织（WHO）卫生标准的塑料管道。
现今人们对健康越来越重视,饮水与健康的关系已深入人心，管壁材料的溶出特性对水质的影响已为人们所关注。现在住宅建筑水准提高,对给水管安全性要求更高，给水管一旦出现问题,造成的损失巨大。在众多新型管材中如何选择，也是人们最为关心的问题。
与传统金属管材相比，塑料集水管质量轻，水利条件好，加工安装使用维修相对简单。但一般的塑料管材刚性和抗冲击性能比金属管道差。在选用塑料管材时应依据工程地质条件、材料特性、工程造价、工期要求、管道系统配套、安装、维护是否方便等因素综合考虑。最终确定最能满足需要的管材。
PP-R管道是具有九十年代国际水平的新型节能塑料产品。PPR优点众多：对人类健康无害是给水管道选择的第一属性。PPR对水中的所有离子和建筑物内的化学物质均不起化学反应，与金属管道相比不会生绣，不会腐蚀，并具有高度的耐酸性和耐氯化物性。而且PPR属于绿色可持续发展产品，在生产、施工、使用过程中对环境无污染，可二次回收反复利用。PP-R管道耐热性能好，和钢管及紫铜管相比导热性小得多，可在管道保温上节省投资，满足一般生活和生产热水的需要是一种较理想的热水管材。 PP-R管道具有可修补性。当然影响PP-R管道的使用有下面这些因素。PP-R管道配件的价格相对较高，而且管材规格少，配件和阀类种类不齐，有与金属阀门连接不便，线膨胀系数较大，明敷或架空敷设所需管道支吊架较多，影响美观。PP-R管抗紫外线能力差，在阳光的长期照射下容易老化。最重要的是施工设备先进复杂，施工工艺要求高，对施工人员素质和施工管理的要求高。热熔时间过长或者热熔连接时力度过大容易造成管道堵塞；热熔时间过长或者热熔温度过高影响使用寿命。需要说明PP-R管属于可燃性材料，所以不得用于消防给水系统。
自1933年英国ICI公司首先发现了PE.发展至今，PE管道的运用相对成熟。在健康环保方面，PE管道属于无污染环境的绿色环保管材，不含任何毒素，也不释放有害物质，焚烧后只产生水和二氧化碳。PE管道优良的耐温性能，使用的温度为－70－100℃；优良的隔热性能和耐压力。PE－X管导热系数低，热量损失小，节约能源。PE管道较长的使用寿命，可安全使用50年以上。PE管道抗振动，耐冲击，具有独特的柔韧性及优良的耐刮痕的能力。
PE管道的发展和运用在很多方面收到限制。比如HDPE管道对施工环境要求较高，环境温度、风、沙都可影响焊接质量，并且不能在有水的环境中操作。虽然热熔连接的工艺和设备较简单，但要保证焊接质量稳定并不容易，施工人员必须经过技术培训。而且热熔管件的制造技术要求较高，成本较高，一些大口径管件需进口。
PE管道作为给水管的诸多优异性能无可置疑，但是在抑菌方面UPVC管的性能更胜一筹。
硬聚氨乙烯管(UPVC)管是国内目前塑料管材的主导产品。UPVC管材在国内仍然是供水管道中用量最大、技术最成熟、配套最齐全、产品标准、试验方法、施工技术以及维修方法最完善的管道品种。在物理性能方面，UPVC管抗拉、抗弯、抗压缩强度较高，但抗冲击强度相对较低。在安装方面UPVC管连接使用弹性密封圈连接，可靠性高，对施工人员素质要求不高，施工工具简单，施工速度快，比如我公司在基地供水改造工程中，室外管一个接口的时间为10分钟。UPVC管道对施工环境要求不高，UPVC管道可以带水操作，这一特性增加了UPVC管道的维修使用性能。
UPVC管在热性能方面较差，UPVC管使用温度在摄氏-5℃-45℃，冬天摄氏5℃以下不易施工。且在60℃以上环境抗拉强度下降，低温环境下水管抗冲击强度降低。由于受温度影膨胀系数大，所以每层立管及较长的横管上均要求设置伸缩节，在明装美观方面有一定局限性。
作为新兴的管材，AGR管现阶段在国内的实用性并不是很大，但是其优良的性能在未来将会有很大的发展空间。
AGR管耐低温，高抗冲击，AGR管道系统可在零下30℃的高寒地区正常使用，在-10℃条件下，20×2.3的管材可以承受6Kg重锤、0.8m高度的自由落体冲击而不产生裂纹。AGR管道对热不易变形，明装在施工过程中需要的支撑物少，美观且施工成本低。管材与管件粘接强度高，管道系统安全可靠。在健康环保方面，AGR管道氧气渗透率极低，从而避免了长期使用中微生物、细菌的滋生问题。AGR管道的生产是采用低耗能制造工艺和无环境生产的生产技术生产的，且在产品中不含铅、镉、铬等重金属盐添加剂，保证了管路系统的使用寿命和饮用水水质。在安装方面，小口径AGR管道采用承插式粘接，粘接强度高，粘合固化速度快，只需要30秒；大口径管道采用弹性密封承插式连接，不需要复杂昂贵的施工机械，仅需简单的倒角工具、切割器和拉紧器即可，安装操作非常简便。
不足之处，AGR管作为新兴管材，国内厂家少，选择性小，而且管件配套较为困难。安装施工时粘结速度快，施工技术要求较高。
在国内外金属材料资源紧缺的环境下，更多的新型塑料给水管得到了国际市场的重视。其重量轻、便于运输及安装、价格低廉、管道内壁光滑阻力系数小、防腐性能良好、对水质不构成二次污染等许多有利特性，为塑料给水管的发展提供了良好的契机。