PEPPRPVC等塑料管材的基本知识及质量控制

第一讲：塑料管材基本知识及质量控制国家建筑材料工业建筑五金水暖产品质量监督检验测试中心国家建筑材料工业建筑围护材料及管道产品质量监督检验测试中心塑料管材基本知识及质量控制与传统的金属管和水泥管相比：（1）具有重量轻。一般仅为金属管的1/6~1/10；（2）有较好的耐腐蚀性，抗冲击性和抗拉强度；（3）塑料内表面比铸铁管要光洁得多，磨擦系数小，水流阻力小，可降低输水能耗5%以上；（4）制造能耗可降低75%；（5）运输方便，安装简单，使用寿命长达30—50年。一、塑料管材的特点塑料管材基本知识及质量控制简述：1.在世界发达国家，塑料管被广泛应用于城市给排水，建筑给排水，供热采暖，城市燃气，农业灌溉，化工输液，电线电缆套管等众多领域。据PhillipTownsendAssociates调查的1997年欧洲24个国家7种热塑性塑料管的市场情况见表1表一见下表管材应用材质领域HDPE/MDPELDPEXLPEPBPPABSPVC合计比例/%燃气1065300000020001085304.8饮用水24990010315000016250042271518.7工业2795031000030340323014660792803.5农业15400891550000546601592157.0护套5027097300080000895801575807.0建筑冷热水管490002600556902499501500630902.8污水/排水管1650905700004696068051048350127390556.2总计6210401180002600556901102951003513732502264315100比例/%27.45.21.10.34.90.460.6100塑料管材基本知识及质量控制2.中国自80年代初，随着塑料管的工业化生产开发和推广，尤其是近几年随着中国住宅业的快速发展和城市基础改施等拔入加大，中国塑料管获得了较快发展，品种、规格在不断丰富，产量不断增加，质量不断提高。建设部、国家经贸委、国家质量技术监督局、国家建材局1999年12月联合发布《关于在住宅建设中淘汰落后产品的通知》，要求2000年6月1日前淘汰镀锌钢管，推荐新型塑料管道替代镀锌钢管。从而为我国塑料管的开发生产带来了良好的发展机遇。塑料管材基本知识及质量控制3.截至2000年底，中国塑料管生产线约3000余条，总生产能力200万吨，总产量近100万吨，其中UPVC管材52万吨，约占52%，PE管38万吨，约占38%。品种丰富，主要有：聚氯乙烯（PVC）管，聚乙烯（PE）管系列，氯化聚乙烯（CPVC）管，交联聚乙烯（PE-X）管，聚丙烯（PP-H、PP-B、PP-R）管，聚丁烯（PB）管，ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物）管，玻璃钢夹砂（RPM）管，铝塑复合（PAP）管，钢塑复合（SP）管铜塑复合管（塑覆铜管），耐高温非交联聚乙烯（PERT）管，超高分子量聚乙烯（UHWPE）管，硅芯管等。2002年建设部已将给水用高密度聚乙烯管材与管件应用技术、无规共聚聚丙烯PP-R塑料管材基本知识及质量控制•管材与管件应用技术、给水搭接焊铝塑复合管应用技术、铝合金衬塑管应用技术、不锈钢内衬塑复合管应用技术、埋地排水排污用硬聚氯乙烯（PVC-U）双壁波纹管应用技术、埋地双重高密度聚乙烯缠绕熔接管应用技术、建筑排水硬聚氯乙烯管材与管件应用技术、燃气用埋地聚乙烯管材与电熔管件应用技术、改性聚碳酸酯管件应用技术等列入了科技成果推广转化指南项目目录。为了更好地了解不同塑料管材的应用领域，提倡多元的个性化的发展思路，现将塑料管道主要应用领域列于表2以供参考。下表表二用途种类市政给水排污/排水建筑给水建筑排水室外燃气热水采暖护套管/通讯工业农业灌溉PVCUPVC实壁●●●●螺旋消音管●芯层发泡管●径向加筋管●螺旋缠绕管●双壁波纹管●●单壁波纹管●CPVC●●●●●PEHDPE●●●MDPE●●LDPE/LLDPE●UHMWPE●双壁波纹管●●螺旋缠绕管●PE-X管●●●PP-H管●●●PP-B管●●●PP-R管●●PB管●●●ABS管●●●●●RPM管●●PAP管●●●●●SP管●●●●硅芯管●用途种类市政给水排污/排水建筑给水建筑排水室外燃气热水采暖护套管/通讯工业农业灌溉塑料管材基本知识及质量控制近几年中国已经成为塑料管道生产和应用大国.目前全行业的各种塑料管道加工能力已超过450万吨,”十五”期间年平均增速达19%.产量方面:2006年比2005年增长20%,近年塑料管道产量见下表塑料管材基本知识及质量控制年份产量(万吨)20031502004200200524020062902007,1-8月不完全统计202塑料管材基本知识及质量控制4.目前在北京市场上常见的管材有：UPVC排水管，UPVC内螺旋消音管，PVC穿线管，UPVC芯层发泡管，PP-R管，PE管，PE-X管，铝塑复合（PAP）管（对接焊、搭接焊），玻璃钢夹砂（RPM）管。塑料管材基本知识及质量控制截止02年12月份，在北京市建委备案的363家企业中生产PP-R管材的企业占50.7%，生产UPVC管（小口径）的占43.8%，生产铝塑复合管的占23.1%，生产PE-X管的企业占6.1%，生产PE管的仅占2.8%，生产PB管的仅占1.4%，生产ABS管的占1.9%，生产大口径管材的仅占3%，其他类的占5%。塑料管材基本知识及质量控制6.10%23.10%43.80%50.70%UPVC管PP-R管PAP管PE-X管PE管PB管ABS大口径管其他类在京备案企业产品结构塑料管材基本知识及质量控制截止到2005年8月份，在京备案的企业有550家之多，其中生产PP-R管的企业占31.6%，生产UPVC管的企业占18.2%，生产塑料金属复合管的企业占18.0%，生产PE-X管的企业占6.5%，生产PE管的企业占7.3%，生产PB管的企业占1.5%，生产ABS管的企业占1.1%，生产大口径管的企业占4.7%，生产PE-RT管的企业占1.3%。塑料管材基本知识及质量控制6.50%18.00%31.60%18.20%UPVC管PP-R管PAP管PE-X管PE管PB管ABS大口径管PE-RT在京备案企业产品结构塑料管材基本知识及质量控制北京塑管发展总体趋势从02年12月到05年8月北京市场塑管种类分布的变化可看出，PP-R管的比重在降低，而PE管的比重在大大增加，这说明北京市场的塑管正出现多元化趋势，而PE管占有率的增加正顺应了国际市场上以质优价廉的UPVC和PE管为主导的塑管行业态势。塑料管材基本知识及质量控制国际形势:近年全球塑料管的需要在不断增长,根据Freedonia（国际著名咨询公司）最新的调查报告预测在2005-2010年全球塑料管每年增长速度5%（超过2000-2005年间的增长速度),到2010年达到1800万吨。增长最快的当然是在中国，年增长继续超过两位数。塑料管能够稳定增长的基础是技术发展快，不断有新材料、新技术和新应用出现。塑料管材基本知识及质量控制塑管分类一、按照塑料材料的品种分类玻璃钢管交联聚乙烯（PE-X)管热固性塑料PVC-U管PP管（PP-H、PP-B、PP-R)PE-RT管ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）管MC尼龙尼龙11管材尼龙6管材聚酰胺（PA）管超高分子量聚乙烯UHMWPE管PE管CPVC管职称PB管热塑性塑料塑管分类塑管分类热固性塑管热塑性塑管塑料管材基本知识及质量控制塑管分类一、按照塑料材料的品种分类按受热呈现的基本行为，塑料可分为热固性塑料管和热塑性塑料A、热固性塑料管:是指因受热或在其它条件下能固化成不熔不溶性物料的塑料材料。B、热塑性塑料：是指在特定温度范围内，能反复加热软化和冷却硬化的塑料。塑料管材基本知识及质量控制塑管分类二、按照塑料管道的结构特征分类按结构特征分类圆管异形管实壁管结构壁管矩形管卵形管芯层发泡管螺旋卷绕管波纹管径向加筋管塑料管材基本知识及质量控制塑管分类三、按照塑料管道材质组成分类按材质组成分类塑塑复合管钢塑复合管夹克管预制保温夹克管孔网钢带塑料复合管钢骨架塑料复合管其他复合管FRP/PVC管FRP/PE管FRP/PVDF玻璃钢缠绕增强聚二氟乙烯管高密度聚乙烯保温管铝塑复合管铜塑复合管塑料管材基本知识及质量控制•PVC树脂：绝大多数为国产料，如北京化二、塘沽化工、沧化等•PPR管专用料：国外进口为主，如北欧化工、德国DSM、大韩油化、韩国晓星、赫斯特、皮尔萨等；国产料奋起直追，如中石化北京化工院、燕山石化、博润化工、齐鲁石化、江阴跨世纪、成都正光、青岛远东（凌秀科技）等。四、塑管原料主要来源塑料管材基本知识及质量控制项目单位PE-XaPE-RTPP-BPP-RPB密度g/㎤0.940.9330.90.90.93维卡软化点℃123122150135113导热系数W/m·k0.40.40.240.240.22热膨胀系数10-4/k1.81.951.51.51.3拉伸屈服强度MPa1616.5272417拉伸断裂强度MPa2034211933断裂伸长率%500800630500125弹性模量MPa8005501100810可焊接不能能能能能静液压实验(110℃,8760h)MPa2.51.91.41.92.4常用P类管材物理性能一览表塑料管材基本知识及质量控制塑管一览图塑料管材基本知识及质量控制•确定塑料管的使用寿命，基本内容是建立塑料管的长期内压蠕变寿命（破坏时间t）和管壁内的环向应力（σ）和温度（T）的关系，即建立塑料管的时温等效关系。•按照ISO/DIS9080-1999及我国GB/T18252-2000标准采用“标准回归法”，在获得一系列管材静液压试验破坏数据的基础上预测20℃，50年，97.5%静液压置信下限。六、塑料管材使用寿命塑料管材基本知识及质量控制•预测静液压强度参照曲线六、塑料管材使用寿命塑料管材基本知识及质量控制分类一排水用塑料管塑料管材基本知识及质量控制建筑排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材A、简述：建筑排水用硬聚氯乙烯管材简称为UPVC或PVC-U排水管，是以PVC树脂为主要原料，加入适量填充料，及适宜的助剂。如稳定剂、改性剂、润滑剂等，经挤出机挤出成型而成。UPVC排水管在我国塑料管行业产量占到50%左右，在欧洲UPVC管占到塑料管市场的60.6%，其中UPVC排水管占到世界塑料管市场的46.3%；七、各种塑料管材性能及质量优劣简单判定塑料管材基本知识及质量控制PVC排水管塑料管材基本知识及质量控制建筑排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材B、UPVC管具有以下特征：（1）耐化学腐蚀性好；（2）具有自熄性和阻燃性；（3）耐老化性好，同在-15℃―60℃之间使用30—50年；（4）电性能良好，体积电阻1～3×1015Ωcm，击穿电压高达23～28Kv/mm；七、各种塑料管材性能及质量优劣简单判定塑料管材基本知识及质量控制建筑排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材（5）内壁光滑、内壁表面张力小，很难形成水垢，流体输送能力比铸铁管高43.7%；（6）比钢管、铁管轻、很容易扩口、粘接、弯曲，安装工作量仅为钢管的1/2；（7）UPVC管的韧性低，线膨胀系数大，使用温度范围窄。作为UPVC管的一部分，UPVC排水管也具有以上特征。七、各种塑料管材性能及质量优劣简单判定塑料管材基本知识及质量控制建筑排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材C、分类及性能：UPVC排水管主要应用于建筑排水，市政排污及雨水排水等领域。UPVC排水管按其结构可分为UPVC实壁排水管、UPVC螺旋带肋排水管、UPVC芯层发泡排水管（另篇介绍）。按用途可分为排水管、排污管、雨落水管。其中UPVC实壁排水管最为常见，但由于UPVC排水管在使用过程中（主要是指立管）产生的噪音较大，一定程度上影响了居民的正常生活，因此，可有效降低噪音的UPVC螺旋管及芯层发泡管等几种新型排水管逐渐为广大用户所接受，并呈现出增长的势头。七、各种塑料管材性能及质量优劣简单判定塑料管材基本知识