浅谈建筑给排水常用热塑性塑料管

近些年来，建筑给排水的最大热点是新型管材的广泛应用。传统的镀锌钢管和普通排水铸铁管由于易锈蚀、自重大、运输施工不便等原因被取而代之。目前, 建筑给排水常用热塑性管材主要有塑料管和复合管两种。现在就常用管材的一些特性，优缺点，使用范围做简要论述。
1、塑料管
常用塑料管有：硬聚氯乙烯管(PVC-U)，高密度聚乙烯管(PE-HD),交联聚乙烯管(PE-X),无规共聚聚丙烯管(PP-R)，工程塑料丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)等。
1． 1 聚氯乙烯管(PVC)
在给排水管道上主要使用的是硬聚氯乙烯管(UPVC)，通常用于冷水及污水管道上。另外，氯化聚乙烯管(CPVC)是通过氯乙烯树脂加工而得的一种耐热性好的塑料管，具有较好的耐热、耐老化、耐化学腐蚀性能，它特别适用于输送热水、污水、废液等介质。
UPVC管材通常可用粘接剂粘接，也可用胶圈柔性连接。这种管材是国内推广使用最早的、目前使用量最大的塑料管材。不少自来水公司已经把此类管材用于DN≤200mm的配水管道上，替代传统的灰铸铁管及镀锌钢管，但管材、管件连接基本上均采用胶圈柔性连接方式。该管材使用温度为0～60℃，工作压力为1.6MPa，在Φ16～710mm之内均有产品。
1． 2 聚乙烯管(PE)
PE管材以密度区分，有低密度聚乙烯管(LDPE)、中密度聚乙烯管(MPVC)、高密度聚乙烯管(HDPE)。
LDPE管材的柔性、伸长率、耐冲击性能较好，耐化学稳定性和抗高频绝缘性能良好，主要用于农田排灌。HDPE管具有较高的强度及刚度，MDPE管还具有良好的柔性和抗蠕变性能，后两种管材，特别是HDPE管广泛用于城市燃气及供水管道上。
新修订的给水用PE管产品国标中，管材分PE63、PE80、PE100三个级别，它们在20℃下，在50年后还能保持最小强度达6.3MPa、8.0MPa、10.0MPa。对于允许最大设计应力分别为5MPa、6.3MPa、8MPa，该管材的适用温度为-60～60℃。目前国内产品的规格在Φ16-160mm之间，最大可达Φ400mm。
1．3交联聚乙烯管(PEX)
交联聚乙烯是通过化学或物理方法，使普通聚乙烯的线性分子结构改性成三维交联网状结构，从而具有优良的温度适应性(-70～110℃)、耐压性(爆破压力6MPa)、稳定性和持久性(使用寿命达50年以上)、而且具有无毒、不滋生细菌等优点。但交联聚乙烯管内存水较久，略带异味。
交联聚乙烯管主要用于室内热水管道和地面辐射采暖管道上。国内PEX管的供货规格在Φ10～32mm之间，少量达Φ63mm，交联聚乙烯原料需进口。该管材在常温下工作压力为1.6MPa，当工作压力达到95℃时，工作压力为1.0MPa。连接管件一般采用夹紧式铜制接头或卡环式铜制接头，也有用ABS管件、聚甲醛管件、超高分子聚乙烯管件。
1．4 改性聚丙烯管
聚丙烯管(PP)虽然无毒，价廉，但抗冲击强度差，作为供水管材不理想，通过共聚合的方式使聚丙烯改性，提高了管材的抗冲击强度等性能。改性聚丙烯管有三种，即均聚共聚聚丙烯管(PP-H)、嵌段共聚聚丙烯管(PP-B)、无规共聚聚丙烯管(PP-R)。
此类管材柔软、易于安装、密封性好、耐腐蚀、使用寿命长。管件的连接采用熔接方式。
PP-R管是第三代改性聚丙烯，是用无规共聚法使PE在PP分子链中随机地均匀聚合，比其PP-B具有较好抗冲击性能、耐温度变化性能和抗蠕变性能。主要用于室内热水管道及地面辐射采暖系统。它是一种很有发展前景的新管材。该管材使用温度为-20～95℃，常温下工作压力为2.0MPa，当工作温度达到75℃时，工作压力降为0.6MPa。该管材在Φ16～110mm之内均有产品。
1．5 ABS管
ABS管是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体共聚物组成的热塑性塑料，具有质优耐用的特性。其中丙烯腈具有耐热性、抗老性、耐化学性；丁二烯具有耐撞击性、高坚韧性、低温特性不变的性能；苯乙烯具有施工容易及管面光滑之特性。管件连接采用冷胶溶接法，一般用于室内热水管道及水处理加药管道等方面。该管材的使用温度为-20～80℃，工作压力为1.0MPa。
2、复合式管材
2．1 铝塑复合管(PAP)
铝塑复合管是通过挤出成型工艺而制造出的新型复合管材，它由聚乙烯层(或交联聚乙烯)——胶粘剂层——铝层——胶粘剂层—聚乙烯层(或交联聚乙烯)五层结构构成。其中铝层分搭接焊、对接焊成型工艺。
管件连接主要是夹紧式铜接头，用于室内冷热水管道及地面辐射采暖系统上。适用温度为-60～95℃，工作压力为1.0MPa，在Φ12～75mm之内均有产品。
2．2 铝衬塑管
铝衬塑管材是指铝合金管材内衬聚乙烯管或聚丙烯管，它是一种双层结构的铝塑复合产品，目前市场上的规格在Φ10～65mm之间，主要适用于室内冷水管道。
与管材配套的管件也是双层结构的铝衬塑复合管件，它是一种采用胶圈密封的快装管件，这种管件由管件主体、密封卡套、锁紧环、锁紧螺母四部分组成。
管材及配套管件外形美观，对于室内明设的供水主管、支管均可选用，管道拆装方便，输送水质稳定。由于铝材的特性，不适用于腐蚀性的环境。
2．3 孔网钢带塑料复合管
它类同铝塑复合管，只是以多孔钢带焊接卷管替代薄铝带焊接卷管，它是以高密度聚乙烯为基体，以冲孔后的冷轧钢带焊接而成的网状钢管为增强体，经挤出成型连续复合而成，内外壁塑料通过金属骨架上的孔形成一体。这种管材具有三层结构，塑料与金属在管壁内相互包容，可避免塑料与金属骨架的分离与剥落。管道连接可采用套管件电熔焊连接，也可用胶圈管件快装连接，它具有钢管的机械强度，又具有塑料管的耐腐蚀性，可适用于DN≤200mm的配水管道及室内冷水主立管道上使用。此类管材安装时，切断的端面应作严格的防锈处理，但在今后管道不停水引接分支管时，孔口切面锈蚀问题就无法处理，这将是此类管材应用中的弱点。
2．4 钢衬塑复合管
它是在薄壁镀锌钢管内，经特殊工艺复合聚丙烯管，连接的管件类同上述铝衬塑管件，它可以使输配的水质不发生大的变化，管道装拆快捷，价格低廉，但管外壁及管端面的防腐问题没有根本解决。
3、热塑性塑料管的性能评述
3．1 优点
上述各种类型的塑料管都分别阐述了它们的特点，归纳起来它们比传统的金属管材有如下一些共同优点：
（1）管材材质轻，有些管材仅为铁管重量的1/8～1/5，运输，安装方便、灵活，维修容易。
（2）管材耐腐蚀，对于内壁而言，输送的水感观性好；对于外壁而言，不生锈，延长了管道的使用寿命。
（3）水力性能好，管道内壁光滑，阻力系数小。
（4）同一管材连接方式多样，有配套的管件，有利于推广使用。
（5）可自然弯曲或具有冷弯性能，可采用盘管供货方式，减少管接头数量。
（6）导热系数小，热传导率低，绝热保温，节能效果好。
3．2 弱点
（1）与金属管道相比，力学性能差，抗冲击性不佳，刚性差，平直性也差，因而管卡及吊架设置密度高。
（2）管材线性膨胀系数较大，伸缩补偿必须十分强调。
（3）阻燃性差，大多数塑料制品可燃，且燃烧时热分解，会释放出有毒气体和烟雾。