塑料管道系統簡介 

一、UPVC/CPVC 管道系統

1、材料特性

PVC是由氯乙烯單體(VCM)聚合而成,PVC材料具有抗老化及耐酸堿的特性,因此非常適合用于化工管道之使用。而以PVC原料加入一定量的固體添加劑(無增塑劑)組成的混合物,稱之為硬質聚氯乙烯(簡稱UPVC)。

CPVC是由聚氯乙烯(PVC)再次氯化改性而成的高分子材料, PVC樹脂經過氯化后,氯含量由 56.7% 提高到 63-69%,使化學穩定性增加,從而提高了材料的耐熱性、耐酸、堿、鹽、氧化劑等的腐蝕;其熱變形溫度和機械性能均高于UPVC許多。因此, CPVC 是工業管道的俱佳工程材料之一。

2、管道系統介紹

UPVCCPVC管道系統均具有耐腐蝕、耐沖擊、不易變形、內壁光滑、不易結垢、保溫性好、不導電、粘接方便、使用壽命長等特性。因此在性價比高與施工費用低廉的優勢上逐漸取代其它金屬管道系統,而且UPVCCPVC管道系統維修保養方便快速,無需長時間停機而造成巨大損失,故UPVCCPVC管道系統是當前工業管道設計的首要選擇。

UPVC管道系統所允許使用溫度為 60 ℃,長期使用溫度為 45 ℃。其適用于輸送溫度低于45℃的一些腐蝕性介質; 也可以用于普通壓力流體的輸送,一般用于給排水管道、農業灌溉管道、環境工程管道、空調管道等。

CPVC管道系統所允許使用溫度為 110 ℃,長期使用溫度為 95 ℃。其適用于在標準允許的壓力范圍內輸送熱水及腐蝕性介質。一般用于石油、化工、電子、電力、冶金、造紙、食品飲料、醫藥、電鍍等工業領域。

3、物理性能

UPVC 物理性能表

項目

單位

標準值

測試方法

密度

kg/m3

1350~1460

ISO 1183

維卡軟化溫度

(管材)≥80,(配件)≥74

ISO 2507

拉伸強度

MPa

≥40

ISO 6259

沖擊強度

KJ/

11.0

ISO 179

縱向回縮率

%

≤5

ISO 2505

落錘沖擊試驗(0℃

TIR

≤10%

ISO 3127

 

CPVC 物理性能表

項目

單位

標準值

測試方法

密度

kg/m3

1450~1650

ISO 1183

維卡軟化溫度

(管材)≥110,(配件)≥103

ISO 2507

拉伸強度

MPa

≥50

ISO 6259

沖擊強度

KJ/

8.0

ISO 179

縱向回縮率

%

≤5

ISO 2505

落錘沖擊試驗(0℃

TIR

≤10%

ISO 3127

 

4UPVC/CPVC 管道之使用溫度與操作壓力對照表

本表系以常溫 73℉23℃)時,UPVC/CPVC 管道之使用操作壓力為 100%,隨著溫度的升高,其操作壓力殘余的百分比。  

73

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

23

27

32

38

43

49

54

60

66

71

77

82

88

93

99

UPVC(%)

100

90

75

62

50

40

30

22

0

0

0

0

0

0

0

CPVC(%)

100

100

91

82

73

65

57

50

45

40

32

25

22

20

0

PS:有帶螺牙的管線,UPVC 部分不得超過 110℉43℃);CPVC 部分不得超過 150℉66℃)。

 

UPVC/CPVC使用溫度與操作壓力變化表

 

 

二、PPR/PPH 管道系統

1、材料特性

PP-R則是由丙烯單體Propylene和乙烯單體Ethene聚合而成的共聚物(Poly Propylene Copolymer),采用先進的氣相共聚工藝,PEPP的分子鏈中隨機、均勻地進行聚合,這種原料稱之PP-R(無規共聚聚丙烯)。

PP-H就是由丙烯單體Propylene聚合而成的均聚物,它經過β改性具有細膩的結晶結構,使其具有比PPR更優良的耐化學性、耐高溫性以及良好的抗蠕變性,而且在低溫下還具有優異的抗沖擊性。因此,更適合使用在工業管道系統中。

2、管道系統介紹

PPRPPH管道系統均具有可撓性、耐腐蝕、耐沖擊、內壁光滑、不易結垢、保溫性好、不導電、質量輕等特性。

PPR管道系統所允許使用溫度為95 ℃,長期使用溫度為 70 ℃。其適用于輸送溫度低于70℃的某些腐蝕性介質; 也可以用于普通壓力冷熱流體的輸送,一般用于民用建筑物內的冷熱水管道系統等。

PPH管道系統所允許使用溫度為110℃,長期使用溫度為90 ℃。主要用在工業管道系統中,其適用于工藝冷卻水和化工行業的耐腐蝕性介質輸送,同時也廣泛應用于鋼廠(酸洗、酸再生、酸霧)、煙氣脫硫、離子膜燒堿等管道系統中。

3、物理性能

PPR 物理性能表

項目

單位

標準值

測試方法

密度

kg/m3

900~920

ISO 1183

維卡軟化溫度

≥91

ISO 2507

拉伸強度

MPa

≥25

ISO 6259

沖擊強度(23℃

KJ/

40

ISO 179

縱向回縮率(135℃

%

≤2

ISO 2505

 

PPH 物理性能表

項目

單位

標準值

測試方法

密度

kg/m3

905~915

ISO 1183

維卡軟化溫度

≥95

ISO 2507

拉伸強度

MPa

≥27

ISO 6259

沖擊強度(23℃

KJ/

50

ISO 179

縱向回縮率(150℃

%

≤2

ISO 2505

 

4PPR/PPH管道之使用溫度與操作壓力對照表

50

68

77

86

104

122

140

158

176

194

203

212

230

10

20

25

30

40

50

60

70

80

90

95

100

110

UPVC(%)

100

100

100

85

70

55

40

27

15

8

0

0

0

CPVC(%)

100

100

100

92

76

65

56

44

35.5

31.5

27

18

0

 

三、PVDF管道系統

1、材料性能

聚偏二氟乙烯簡稱PVDF,它是用三氟乙烯、氫氟酸與鋅粉等作用形成單體,再經聚合生成白色結晶固體,屬均聚物。有良好的耐冷熱穩定性、耐化學及優異的物理力學性能。

2、管道系統介紹

PVDF管道系統允許使用溫度為200℃,可在-50℃150℃溫度范圍內長期使用。能耐除鹽酸,強溶劑外的所有鹽、酸、堿、芳烴、鹵素等介質;并以其優良耐腐蝕性能。廣泛使用在高溫、高壓、低溫、高真空及強腐蝕的苛刻環境下,是目前工業管道系統的更優選擇。

3、物理性能

PVDF 物理性能表

項目

單位

標準值

測試方法

密度

kg/m3

17701790

ISO 1183

維卡軟化溫度

≥165

ISO 2507

拉伸強度

MPa

≥40

ISO 6259

沖擊強度(23℃

KJ/

≥160

ISO 179

縱向回縮率(150 ℃)

%

≤2

ISO 2505

 

塑料管道粘接方法及水壓試驗注意事項

一、UPVC/CPVC 管道粘接方法

1、切管

切管可以用電鋸、管道剪刀或塑膠管道切割器,在切割時要確保管口垂直平整,使管在粘合時有較大的粘合面。

2、打磨

利用去角工具、銼刀或砂紙將管切口內外的毛邊和銼屑清除干凈,使管和配件在粘合時可緊密結合。

3、標線

在連接之前,要在每支管道外做好承插深度標記,防止在連接時未將管道插配件底部,造成連接處漏水。

4、涂抹膠合劑

管和配件連接的粘合面需先用清潔劑來滲透軟化,以增加溶劑粘膠之溶接效果,使用專用毛刷將溶劑均勻的涂抹在管材插口的外表面和管件承口的內表面。

 

溶接劑標準用量

Nominal Outside Diameter mm

20

25

32

40

50

63

75

90

110

125

140

160

Cement Volumeg/piece

0.40

0.58

0.88

1.31

1.94

2.97

4.10

5.73

8.43

10.75

13.37

17.28

5、連接

涂完沾劑后,應立即將管插入配件套接并旋轉 1/4 圈,管須插入配件底部,結合時應維持 10-15 秒固定確保初步接合,(6″以上管件之結合,需要 2 人合作完成),管和管件接合點的周圍膠水溢出應很明顯,如果套接口周圍溢出的膠水不連續,表示所涂的膠水不足,如果過量溢出,要用布擦去,膠水不可少涂抹亦不可涂抹過多。

二、UPVC/CPVC 管道系統水壓試驗注意事項  

1、對于粘接連接的管道須在安裝 48 小時后才能進行試壓。管道的強度試壓要在溝槽回填達到要求后才能進行。

2、試壓管段上的三通、彎頭特別是管道末端的管堵的支撐要有足夠的穩定性,若采用混凝土結構的止推塊,試驗前要有充分的凝固時間,使其達到規定的抗壓強度。

3、將試壓管道末端封堵,緩慢注水,同時將管道內氣體排出。

4、充滿水后,進行水密檢查。

5、加壓宜用手動泵或電動泵緩慢加壓,升壓時間不得小于 10min

6、升至規定試驗壓力后,停止加壓,穩壓 1h,觀察接頭部位是否有漏水現象。若出現降壓時,補壓至規定試驗壓力值,15 min 內的壓力降不超過 0.05MPa 為合格。

三、PPR/PPH/PVDF管道粘接方法

1、熱熔承插焊工藝要求

切管

按管道設計要求將管切斷,在切割時要確保管口垂直平整、清潔、無油,要用銼刀或砂紙將管切口內外的毛邊和銼屑清除干凈。

標線

在連接之前,要在每支管道外做好承插深度標記,防止在連接時未將管道插入配件底部,造成連接處漏水。

加熱

管材應無旋轉地將管端導入加熱套內,插入到所標志的連接深度,同時,無旋轉地把管件推到加熱頭上,并達到規定深度標志處。

連接

加熱時間須符合下表的規定。達到規定的加熱時間后,須立即將管材與管件從加熱套和加熱頭上同時取下,迅速無旋轉地直線均勻地插入到所標深度,使接頭處形成均勻的凸緣,在規定的加工時間內,剛熔接好的接頭允許立即校正,但嚴禁旋轉。應固定好管材、管件,使它不受扭、受彎和受拉。  

公稱管材(mm

熱熔深度(mm

加熱時間(s

熔接時間(s

冷卻時間(min

20

14.0

5

4

2

25

15.0

7

4

2

32

16.5

8

6

4

40

18.0

12

6

4

50

20.0

18

6

4

63

24.0

24

8

6

75

26.0

30

8

8

90

29.0

40

8

8

110

32.5

50

10

8

若環境溫度低于 5℃,加熱時間延長 50%

2、熱熔對接焊工藝要求  

熱熔對接焊的五個階段

預熱階段-吸熱階段-轉換階段-焊接階段- 冷卻階段。

焊接前的準備,焊接前應進行以下準備工作:

a) 焊接區域內應當防范不良天氣的影響;

b) 須保證使用的工具和工件是清潔的,焊接區域沒有油污;

c) 清潔油路接頭,正確地連接焊機各部件;測量電源電壓,確認電壓符合熱熔對接焊機的要求;

d) 按照焊接工藝正確地設置吸熱、冷卻時間和加熱部件溫度,焊口熱板在焊接溫度下需預熱10min

裝夾管材/管件

在熱熔對接焊機上夾裝兩待焊組件,用支架將待焊管材(管件)墊平,調整同心度,調整兩管材(管件)使其在同一軸線上,檢查對準情況,粘接面的錯位不能超出允許的尺寸,即0.1*管材或面板外壁厚度。

銑削焊接面

銑削后檢查焊接面之間的大間隙寬度,應符合下表12要求:

1 PP管材、管件和面板銑削加工后焊接面之間的大間隙寬度

管材公稱外徑(dn

間隙寬度

面板寬度(B

dn≤355

0.5

 

400dn≤630

1.0

≤1500

630dn≤800

1.3

1500B≤2000

800dn≤1000

1.5

2000B≤2300

dn630

2.0

2300B≤3000

單位:mm

 

2 PVDF管材、管件和面板銑削加工后焊接面之間的大間隙寬度

管材公稱外徑(dn

間隙寬度

面板寬度(B

dn≤355

0.5

 

400dn630

1.0

≤1500

400dn630

1.3

1500B≤2000

400dn630

1.5

2000B≤2300

400dn630

2.0

2300B≤3000

單位:mm

 

對中管材或管件達到同軸度

檢查管材或管件端面是否存在不平整銑削、空隙或其他缺陷,如果符合要求將端面對接檢查是否正確對中。

測拖動壓力及檢查

閉合機架均勻緩慢地加壓,機架開始運動時記錄壓力值為拖動壓力(pt,拖動壓力不是固定的,每次焊接都是須進行測量。對接端面的間隙須小于0.3mm;焊接件的錯邊量須小于焊接件厚度的10%

端面平整吸熱

當加熱部件的溫度達到設定溫度后,將加熱部件安置在熱熔對接焊機上,在保持壓力完成規定的翻邊形成時間或達到規定翻邊尺寸后,在不中斷管材或管件與加熱工具接觸條件下,將壓力調整為熱熔對接吸熱壓力并保持吸熱時間達到要求的時間段。熱熔對接總的焊接壓力(p1=拖動壓力(pt+接縫壓力(p2),加熱工具兩側整個圓周凸起高度應當達到規定值,降壓至拖動壓力(pt)開始吸熱計時,要確保加熱工具與焊接端面緊密貼合,不得有間隙。

切換對接

在完成吸熱時間段后,將管材或管件端面與加熱部件拉開,用可控方式移出加熱部件后迅速將熔融管材或管件端面對接在一起,迅速將壓力勻速升至熱熔對接總的焊接壓力(p1),嚴禁高壓碰撞。

對準時,將要焊接的粘接面壓在熱烙鐵上,直到整個面完全接觸熱烙鐵,面與面平行,可以觀察翻邊的形成情況進行確定。當圍繞整個管材圓周或面板整個頂端的翻邊高度達到要求值時,就是對準了。  

接頭冷卻

熱熔對接連接后的接頭應固定在熱熔對接機構內,按照焊機內保壓冷卻規定完成要求的冷卻周期。  

拆卸管材/管件

冷卻時間結束后,壓力降至零,再拆卸焊接完成的管材/管件。

PP管材和管件熱熔對接焊工藝參考

公稱壁厚/mm

對準

加熱

轉換

焊接

 

加熱部件溫度 210℃±10℃

 

對準時間結束后

加熱部件上的翻邊高度(min

(對準 p=0.01N/mm2)/mm

加熱時間≈10e+40s

(加熱 p≤0.01N/ mm2)/s

轉換時間

max/s

焊接壓力

形成時間/s

焊接壓力下冷卻時間(min)

p=(0.10+0.01)N/ mm2/min

6.07.0

0.5

135175

56

67

612

7.012.0

1.0

175245

67

711

1220

12.019.0

1.0

245330

79

1117

2030

19.026.0

1.5

330400

911

1722

3040

26.037.0

2.0

400485

1114

2232

4055

37.050.0

2.5

485560

1417

3243

5570

 

PVDF管材和管件熱熔對接焊工藝參考

公稱壁厚/mm

對準

加熱

轉換

焊接

 

加熱部件溫度 210℃±10℃

 

對準時間結束后

加熱部件上的翻邊高度(min

(對準 p=0.01N/mm2)/mm

加熱時間≈10e+40s

(加熱 p≤0.01N/ mm2)/s

轉換時間

max/s

焊接壓力形成時間/s

焊接壓力下冷卻時間(min

p=(0.10+0.01)N/ mm2 t≈1.2e+2min/min

6.010.0

0.51.0

95140

4

57

8.514

10.015.0

1.01.3

140190

4

79

1419

15.020.0

1.31.7

190240

5

911

1925

20.025.0

1.72.0

240290

5

1113

2532

 

四、PPR/PPH 水壓試驗注意事項

 水壓試驗宜分段進行,試驗管段的總長度不宜超過 500m

 試驗前,管道應固定,接頭需明放,且不得連接配水器具;

 壓力表安裝在試驗管段的低處,壓力精度為 0.01Mpa

 從管段低處緩緩地向管道內充水,充分排除管道內的空氣,進行水密性試驗;

 對管道緩緩升壓,升壓宜用手動泵,升壓時間不小于 10min

 升壓至規定的試驗壓力后,穩壓 1 小時,壓力降不得超過 0.06Mpa

 在工作壓力的 1.15 倍狀態下,穩壓 2 小時,壓力降不得超過 0.03Mpa

 試驗過程中,各連接處不得有滲漏現象;

 在 30 分鐘內允許兩次補壓,升至規定試驗壓力。

塑料管道的大支承間距規定

由于塑膠管道的剛性不如鋼管等金屬管道,故在其室內管道的安裝中對大支承間距有著嚴格的要求:若管道布置環境可能令管道的溫度較高時,應縮短管道支承的間距,請參考下表數值:

1UPVC 管道支承大間距( mm

管徑

1/2″

3/4″

1″

1-1/4″

1-1/2″

2″

2-1/2″

3″

4″

6″

8″

橫管

500

550

650

800

950

1100

1200

1350

1550

1800

2400

立管

900

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2700

3000

2CPVC 管道支承大間距( mm

管徑

1/2″

3/4″

1″

1-1/4″

1-1/2″

2″

2-1/2″

3″

4″

6″

8″

20℃

700

750

800

850

1000

1100

1250

1400

1650

1800

2000

40℃

650

700

750

800

950

1050

1200

1350

1500

1650

1800

60℃

600

650

700

750

900

1000

1100

1250

1350

1500

1650

80℃

550

600

650

700

800

900

1000

1100

1200

1350

1500

立管

1000

1100

1200

1400

1600

1800

2100

2400

2700

3000

3400

 

3PPR/PPH 管道支承大間距( mm

a.冷水管道之吊架大間距

管徑

20

25

32

40

50

63

75

90

110

橫管

650

800

950

1100

1250

1400

1500

1600

1900

立管

1000

1200

1500

1700

1800

2000

2000

2100

2500

 

b.熱水管道之吊架大間距

管徑

20

25

32

40

50

63

75

90

110

橫管

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1500

立管

900

1000

1200

1400

1600

1700

1700

1800

2000

 

4、管道與構筑物及其它管道的間距

 

構筑物

其他管道

鐵路

建筑紅線

街樹中心

電桿

電纜

煤氣管

熱力管

污水管

小間距(M

5

5

1.5

1.0

1.0

1.0-2.0

1.5

1.5

 

材料耐化學性能參數表

     

   

    

 

  

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