綠色給水管材研究論文

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摘要：根據(jù)資料及其在實(shí)際工程中的應(yīng)用情況，介紹了PEX管的優(yōu)良性能、應(yīng)用領(lǐng)域、制造過程，以及設(shè)計(jì)和施工過程中應(yīng)注意的問題。

關(guān)鍵詞：給水管材PEX管應(yīng)用

0引言

最近隨著上海、大連、廣東、福建、湖北、湖南等十幾個(gè)大中城市和地區(qū)建設(shè)部門通知禁止給排水管道采用鍍鋅管和鑄鐵管，幾種材質(zhì)新型管材的使用潮流在全國范圍內(nèi)迅速鋪開。競爭的焦點(diǎn)主要集中在三種管材上，即UPVC管、鋁塑復(fù)合管和PEX管。這三種管材在國內(nèi)市場上均獲得較為廣泛的應(yīng)用，市場占有率較高。

PEX管的應(yīng)用，始于90年代初，目前在西方發(fā)達(dá)國家，已得到廣泛推廣應(yīng)用，是目前替代傳統(tǒng)鍍鋅管的較佳產(chǎn)品，被譽(yù)為綠色環(huán)保管材。

1PEX管的制造過程

1.1生產(chǎn)PEX管的主要原料

生產(chǎn)PEX管的主要原料是HDPE，以及引發(fā)劑、交聯(lián)劑、催化劑等助劑，如有特殊要求還可以添加其它改質(zhì)劑。

PEX管采用世界上先進(jìn)的一步法(MONSOIL法)技術(shù)制造，采用普通聚乙烯原料加入硅烷接枝料，在聚合物大分子鏈間形成化學(xué)共價(jià)鍵以取代原有的范德華力，從而形成三維交鏈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的交聯(lián)聚乙烯，其交聯(lián)度可達(dá)60%～89%，使其具有優(yōu)良的理化性能。

1.2生產(chǎn)工藝

原料預(yù)處理+助劑配制→混合→熔融接枝擠出→管材成型→交聯(lián)→檢驗(yàn)包裝→成品。

1.3PEX管添加劑的作用、目的

交聯(lián)劑是對(duì)其原線性分子結(jié)構(gòu)起裂解作用形成接枝料，進(jìn)而形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)?？寡鮿┘吧５淖饔檬翘岣逷EX管的耐腐性，防止日光長期照射發(fā)生物性變化，能夠抵御紫外線的長期侵蝕，從而延長其使用壽命。

2PEX管的性能和特點(diǎn)

2.1PEX管與鍍鋅鋼管的性能比較(見表1)

表1PEX管與鍍鋅鋼管的性能比較

PEX管鍍鋅鋼管

永不生銹，壽命長

不結(jié)垢，不滲漏，不結(jié)露

導(dǎo)熱系數(shù)低，熱量損失小，節(jié)約能源

管壁光滑，水頭損失小，噪音低

不滋生細(xì)菌，無毒、無味，干凈衛(wèi)生

材料輕，安裝簡便，省時(shí)省工，安全可靠

管路接頭少，節(jié)省維修、維護(hù)費(fèi)用，

保用50年其性能不變易生銹，冷水管5年，熱水管2年

易結(jié)垢，易滲漏，結(jié)露現(xiàn)象嚴(yán)重

導(dǎo)熱系數(shù)高，熱量損失大，浪費(fèi)能源

管壁粗糙，水頭損失大，噪音大

易滋生細(xì)菌，二次污染嚴(yán)重

材質(zhì)重，安裝工藝落后，費(fèi)時(shí)費(fèi)工，故障率高

管線接頭多，每年需進(jìn)行維護(hù)，

維護(hù)費(fèi)用高，5～10年需要更換

2.2PEX管與UPVC管、鋁塑復(fù)合管性能異同點(diǎn)

從性能上分析，三種管材除具有不銹蝕、不結(jié)垢、不滋生細(xì)菌和安裝簡便等共性外，還有一些區(qū)別：

2.2.1優(yōu)良的耐溫性能

PEX管使用溫度為-70～110℃，UPVC管使用溫度為5～45℃，鋁塑復(fù)合管使用溫度為-40～85℃。

2.2.2防振性能

UPVC管由于采用膠水粘接，防振性能略遜色于鋁塑復(fù)合管和PEX管。

2.2.3使用壽命

UPVC管和鋁塑復(fù)合管使用壽命約20～30年，PEX管約50年。

2.2.4抗化學(xué)腐蝕性能

由于PEX管其網(wǎng)絡(luò)分子結(jié)構(gòu)，即使處于高溫下也能輸送多種化學(xué)物質(zhì)，而不被腐蝕。

2.2.5良好的記憶性能

當(dāng)PEX管被加熱到適當(dāng)溫度(小于180℃)會(huì)變成透明狀，再冷卻時(shí)會(huì)恢復(fù)到原來的形狀，即在使用過程中任何錯(cuò)誤的彎曲都可以通過熱風(fēng)槍加以矯正，使用起來更加自如。

2.2.6不結(jié)垢

水中碳酸氫鈣及鎂離子的存在易形成沉淀物，慢慢使管道堵塞，而PEX管具有較低的表面張力以致使高表面張力的水不會(huì)被浸潤管壁，從而防止管內(nèi)水垢的形成。

2.2.7環(huán)保性能

經(jīng)過諸多充分論證和化驗(yàn)，PEX管是無污染環(huán)境的綠色管材，不含任何毒素，也不釋放有害物質(zhì)，焚燒后只產(chǎn)生水和二氧化碳。而UPVC管在生產(chǎn)過程中加入重金屬添加劑，同時(shí)本身殘存的單位氯乙烯在使用時(shí)一起進(jìn)入輸送的介質(zhì)中，易造成介質(zhì)污染；鋁塑復(fù)合管由于中間為鋁層，因鋁和塑料的膨脹系數(shù)不一樣，易發(fā)生龜裂現(xiàn)象，屬不可降解物質(zhì)，其垃圾易造成環(huán)境污染。因此，PEX管作為綠色環(huán)保管材更為名副其實(shí)。

3PEX管的應(yīng)用領(lǐng)域

(1)室內(nèi)給水管、熱水管、純凈水輸送管。

(2)食品工業(yè)中液體食品輸送管道。

(3)水暖供熱系統(tǒng)、中央空調(diào)管道系統(tǒng)、地面輻射采暖系統(tǒng)、太陽能熱水器系統(tǒng)等。

(4)電信、電氣用配管。

(5)電鍍、石油、化工廠輸送管道系統(tǒng)。

4PEX管設(shè)計(jì)指南

4.1管道布置和敷設(shè)

(1)首先應(yīng)根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)及工藝布置要求確定配管位置和走向。

(2)管道宜在吊頂、管窿、管井內(nèi)暗設(shè)或嵌墻敷設(shè)。

(3)管道敷設(shè)在地坪架空、地坪整澆層內(nèi)時(shí)，宜設(shè)護(hù)硬聚氯乙稀波紋管。

(4)管道穿越樓板屋面，在穿越部位應(yīng)設(shè)固定支承點(diǎn)，且應(yīng)有嚴(yán)格防水措施，穿越墻、梁、柱時(shí)應(yīng)設(shè)套管。

(5)管道不宜穿越建筑物沉降縫、伸縮縫，當(dāng)不得不穿越時(shí)，在穿越部位應(yīng)設(shè)置防沉降和伸縮措施。

(6)室外管道穿越基礎(chǔ)地下室混凝土墻板時(shí)，宜采取防沉降措施。

(7)管道穿越水池水箱，其進(jìn)出水管至閥門間管段應(yīng)采用耐腐蝕金屬管材。

4.2管道保溫

(1)室外明敷給水管道，應(yīng)按國家給水管道防凍、保溫工程技術(shù)規(guī)程采取保溫措施。

(2)熱水管敷設(shè)在吊頂管井、管窿內(nèi)及明管段，應(yīng)采取保溫措施。

(3)管道與熱源距離一般不小于1m，室內(nèi)明設(shè)管道距離家用灶具不得小于0.4m。

4.3住宅管道分水器設(shè)置

(1)住宅內(nèi)冷熱水管道，當(dāng)管徑小于De25宜采取集中設(shè)置分水器，且以最短距離到各配水點(diǎn)。

(2)分水器應(yīng)配置分水器箱，其中心離地面高度宜為冷水管0.3m，熱水管0.45m。

(3)分水器材質(zhì)應(yīng)用耐腐蝕材料，進(jìn)水及出水管口端部應(yīng)安裝銅質(zhì)閥門。

5PEX管施工指南

5.1準(zhǔn)備工作

(1)設(shè)計(jì)施工圖及其它技術(shù)文件齊備，并已經(jīng)會(huì)審。

(2)已確定施工組織設(shè)計(jì)，且已經(jīng)過技術(shù)交底，了解敷設(shè)方式。

(3)管道安裝前，應(yīng)對(duì)材料外觀質(zhì)量和管件的配合公差進(jìn)行仔細(xì)檢查，受污染的管材、管件內(nèi)污垢應(yīng)徹底清理干凈。

(4)施工人員應(yīng)了解建筑結(jié)構(gòu)形式、吊頂高度、管井內(nèi)管道數(shù)量、確定管位，且應(yīng)掌握管件連接技術(shù)及其它基本操作要點(diǎn)。

5.2與建筑配合工作

(1)小口徑管道安裝時(shí)應(yīng)利用管道可彎曲性能，盡量不設(shè)或少設(shè)管道連接件。管道不設(shè)連接件時(shí)最小彎曲半徑為8De。

(2)管道穿越樓板、屋面砼墻板、水池池壁時(shí)，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求配合土建預(yù)留孔洞、預(yù)埋套管或管件。預(yù)留孔徑宜大于管外徑70mm，預(yù)埋套管的內(nèi)徑不宜大于管外徑50mm。

(3)管道穿越屋面樓板部位，應(yīng)嚴(yán)格做好防滲漏措施。

(4)嵌墻敷設(shè)管道在確定部位應(yīng)配合土建預(yù)留或開鑿管槽，槽壁與管外壁間距不應(yīng)小于10mm，槽深不得小于管道外壁與毛墻面間距5mm，槽口應(yīng)整齊平整。

5.3管道支承

(1)管道立管和橫管設(shè)置一般支承和固定支承，支承間距見表2。

表2常用管道支承間距

管徑De(mm)16202532405063

立管支承間距(mm)2008009001100130016001800

冷水橫管支承間距(mm)500600700800100012001400

冷水橫管支承間距(mm)300300350400500600700

(2)固定支承件應(yīng)采用鋼制件，且應(yīng)設(shè)在管件、管道附近；管道系統(tǒng)分流處的干管部位。

(3)管道伸縮應(yīng)利用管道折彎進(jìn)行補(bǔ)償，懸臂端長度不應(yīng)大于計(jì)算管段長度。

(4)明敷的直線管道，伸縮節(jié)應(yīng)設(shè)置在兩個(gè)固定支承點(diǎn)之間，且滿足壓力要求。

(5)管道穿越墻體為一般支承點(diǎn)，在套管或孔洞的空隙內(nèi)應(yīng)采用軟性填料填實(shí)。

(6)管道安裝結(jié)束，應(yīng)采用管堵進(jìn)行封堵，封堵耐壓性能滿足管道試壓要求。

5.4管道保溫

冷熱水管道隔熱保溫，其基本材料應(yīng)采用單面開口高發(fā)泡聚乙烯管殼，厚度不宜小于15mm。保溫材料包復(fù)后，屋面冷水管應(yīng)外纏二道寬度為100～120mm，厚度為0.22mm熱水管保溫層，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求施工。黑色聚氯乙烯薄膜，保護(hù)層外表用1mm浸塑鐵絲扎緊，間距為400～450mm。

5.5管道試壓

管道安裝完畢，應(yīng)進(jìn)行水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為管道系統(tǒng)工作壓力的1.5倍，但不得小于0.60MPa，對(duì)系統(tǒng)加壓應(yīng)緩緩升壓，升至規(guī)定壓力后，穩(wěn)壓1h，然后觀察接點(diǎn)部位是否有漏水現(xiàn)象，15min內(nèi)壓力降不超過0.5MPa為合格。

6結(jié)束語

隨著人們生活水平的不斷提高，新型管材的需求量必將越來越大，PEX管具有金屬管材和其它塑料管材無法比擬的優(yōu)越性，但是任何事物不可能十全十美，比如本人曾在某工業(yè)項(xiàng)目中使用PEX管道輸送純化水，存在管道架空跨度小、支承點(diǎn)多等缺點(diǎn)。因此，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)正確使用PEX管，更好地為社會(huì)服務(wù)，造福人類。并同時(shí)呼吁國家盡快出臺(tái)有關(guān)塑料管材的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收等國家規(guī)范，加速推廣我國塑料管材的應(yīng)用。