硬质UPVC管的应用技术

引言

　　硬质UPVC管是以PVC树脂为主要原料，添加稳定剂、润滑剂等后加热，在制管机中挤压而成的不同压力等级、各种规格型号的硬质管材。由于其具有重量轻、耐腐蚀、强度较高等优点，因而在供水管道工程的应用方面具有广阔的前景。
　　我国于1988年制订了给水用硬聚氯乙烯管材件的国家标准，1996年又进行了修订；1990年制订了设计、施工及验收规程，经过近十年的工程试点，目前也在修订中。这些国家标准和技术规程的实施，对UPVC管产品的标准化和应用的规范化，起到了积极的促进作用，为全面推广使用UPVC管奠定了基础。
　　我国早期引进UPVC管生产线时，管材标准多种多样，有日本标准、德国标准、英国标准等。目前多数生产企业已可生产符合国家标准的管材（出口产口例外）。在管件方面，十余年来，经过铸铁管配件、自制钢配件、钢塑配件及手工粘接R-R全塑管件、直至近二三年开发出的De200mm及其以下的一次性全注塑R-R接口管件及活络管件等几个阶段，目前De200mm及其以下的管件已基本齐全配套，满足了工程应用的需要。相对于其它塑料管及钢管，UPVC管的施工安装较简单，施工条件、施工环境要求不苛刻，操作要领、施工机具较简单，施工人员容易掌握。
1.UPVC管材的特性

1.1 质量轻、耐腐蚀性能好、使用寿命长
　　UPVC的密度为1.4～1.6g/cm3，是同样尺寸钢管的1/3～1/5，因而运输、安装方便，施工效率高。UPVC管材耐各种酸、碱、盐等化学药品的侵蚀，正常情况下，使用寿命一般可达30～50年。
1.2 糙率系数小，摩擦阻力小
　　UPVC管材内壁光滑，流体摩擦阻力小，克服了铸铁管因生锈、结垢而影响流量的缺陷，可提高输送能力43.7%.使用温度范围在-15～60℃之间。
1.3 机械强度较低，膨胀系数大
　　UPVC的机械强度相当于钢管的1/4，因而施工时易受锐物损伤。UPVC的膨胀系数为5.9×10-5/K，即温度每升高1℃，每米UPVC管增长0.059mm，因此长距离管道安装时，必须注意受温度或气候影响所引起的伸缩性，每隔一定长度应考虑温度补偿装置。对于地下管道，若口径较小、地温变化不大，可以不用安全补偿装置，但管路最好能有一些弯曲；若口径≥160mm时，也可选用柔性接头起伸缩作用。
2.管材压力等级及管径的选择

2.1 根据管道压力选择管材
　　UPVC管材的压力等级一般分为四种：Ⅰ型0～0.5MPa，Ⅱ型0.5～0.63MPa，Ⅲ型0.63～1.0MPa，Ⅳ型1.0～1.6MPa.
2.2 管径的确定
　　选择管径时，必须按压力等级、流量、流速、自然条件、地理环境等方面因素综合加以设计。通常以经济流速选择管径。

　　式中：
　　　　dj—管道的计算内径，m；
　　　　Q—管道的流量，m3/s；
　　　　v—管道的经济流速，m/s.
　　UPVC管的经济流速一般为1.0～1.8m/s，通常取v=1.5m/s，则（1）式简化为：

2.3 管道水头损失计算
　　沿程和局部水头损失之和为总水头损失：

　　式中：
　　　　hw—管道的总水头损失，m；
　　　　hf—管道沿程水头损失，m；
　　　　hj—管道局部水头损失，m.
　　UPVC管材的沿程水头损失计算常采用谢才公式：

　　式中：
　　　　L—管道的长度，m；
　　　　c—谢才系数；
　　　　R—管道的水力半径，m.
　　局部水头损失计算公式为：

　　式中：
　　　　ε—管道局部阻力系数；
　　　　g—重力加速度，9.81m/s2.
3 UPVＣ管道的安装及使用

3.1 UPVC管道的安装
　　（1）粘接剂使用前必须摇匀。
　　（2）管道和承插口部位必须清理干净，承插的间隙越小越好。
　　（3）用砂布或锯条把结合面打毛，承口内较薄地均匀刷一遍胶，插口部位外刷两次胶，待胶干40～60s后插入到位，同时应注意根据气候变化适当增减胶干时间。
　　（4）粘接时严禁沾水，管道到位后必须平放在沟内，待接头干后24h开始回填，回填时用沙土将管道四周填紧，留出接头部位再进行大批回填。
　　（5）UPVC管与钢管套接时，必须将钢管连接处擦净涂胶，将UPVC管加热变软（但不得烧焦）后承插在钢管上并降温处理，如有条件加上管箍更好。
3.2 UPVC管道的使用
　　UPVC管道主要有三种连接形式，即橡胶接口（R-R）、粘接（T-S）和法兰连接。若施工后发生漏水时，可采用换管、套补粘接法、玻璃纤维法、焊接等方法修补。
　　（1）对管材大面积损坏的需更换整段管材，可采用双承口连接件更换管材的办法。
　　（2）对溶剂粘接处渗漏的处理，可采用溶剂法。此时先排干管内的水，并使管内形成负压，然后将粘接剂注在渗漏部位的孔隙上。由于管内呈负压，粘接剂会吸入孔隙中而达到止漏的目的。
　　（3）套补粘接法主要是针对管道穿小孔和接头的渗漏。此时选用长15～20cm的同一口径管材，将其纵向剖开，按粘接接头的方法将套管内面和被补管材的外表面打毛，涂胶后套在漏水处贴紧。
　　（4）玻璃纤维法是用环氧树脂加固化剂配成树脂溶液，用玻璃纤维布浸渍树脂溶液后，均匀缠绕在管道或接头渗漏处的表面，经固化后成为玻璃钢。由于该方法施工简单、技术易掌握、堵漏效果好且成本低，在防渗补漏中具有很高的推广使用价值。
3.3 管道系统的试压及验收
　　（1）管道或管网系统的水压试验，必须在粘接干燥24h后才能进行。
　　（2）管道的水压试验必须遵守国家规定的非金属管道的试压规则。对于无节点连接的管道试压长度≯1.5km，有节点的管段试压长度≯1km。
　　（3）管道或管网试验压力不得超过设计工作压力的1.5倍，最低≮0.5MPa，并保持试验压力2h或者满足设计的特殊要求，无渗漏现象为合格。
　　工程应用表明，给水管在使用UPVC管材时，只要选用质量可靠的管材管件，而且设计施工严格按规程操作，投入运行后使用效果良好。而且维护量小，维护方法简单，消耗工时也少。 4.结语

　　UPVC管的管径范围很宽，符合给水管的需求，其管材管件价格较目前其它的塑料管及钢管低，且其它塑料管的管材管件大多只限于小口径，而且有的配件不是全塑的。同时，UPVC管具有质量轻、不生锈、不结垢、制造能耗低（以长度计仅为金属管的18.7%）、内壁光滑、水力条件优越（在同等水力条件下，供水能耗下降44%）、水质卫生、没有管道二次污染、安装的劳动强度低、节约施工综合费用等独特优点，因此，UPVC产品在经济上和技术上相对更为合理和成熟，更符合我国的产业政策和国情。随着UPVC管产品标准及设计、施工及验收规程的完善，必将在给排水工程中得到更广泛的应用。