谈新型绿色环保节能管材PP-R 管道

2010-08-21张美霞

山西建筑 2010年8期

张美霞

现代社会由于各种污染的加剧,生活用水的质量越来越差,而造成生活用水水质较差的最主要原因是自来水管道锈蚀引起的“二次污染”。因此从二十世纪六七十年代起,许多发达国家和地区开始陆续淘汰镀锌管。一些科研单位研制出了一种国际上90年代发展的新型环保节能型塑料产品——建筑给水聚丙烯管。在我公司承建的上海展览中心的给水系统便采用了聚丙烯管。通过自己在本项目施工实践应用,深刻地了解了此种管材的特性与施工工艺。

1 同传统管道相比建筑给水聚丙烯管道具有的特性

1)耐腐蚀。传统的管道由于各种化学建材和装饰物品的使用使管材内、外壁腐蚀加剧,从而在使用过程中产生的锈水会对人们的身体健康造成严重损害;而PP-R管具有极佳的防腐性能,它可防止水和化学物质中的离子对管子内、外壁的腐蚀作用,不生锈,不腐蚀。

2)阻力小。PP-R直管段内壁光滑,不会结垢,沿程摩擦阻力比金属管道小,管配件连接时不缩小断面积,局部阻力系数小于钢管,因而压力损失小。

3)耐热、耐压、寿命长。PP-R管瞬间使用水温可达95℃,长期使用时,当工作压力不大于0.6 MPa时,水温可达70℃;在20℃、环应力为16 MPa时,PP-R管1 h无渗漏;在95℃、环应力为3.5 MPa时,PP-R管1 000 h无渗漏;在水温为70℃,压力为1 MPa时使用寿命为50年,而在相同条件下金属管材的使用寿命为20年～30年。

4)保温节能。由于PP-R管保温性能好,因而它不会使冷水变热,热水变冷,埋墙管敷设时不需要外加保温层。

5)质量轻。在 20℃时PP-R管的密度为 0.89 g/cm3～0.91 g/cm3,重量仅为同规格钢管的1/9、紫铜管的1/10。由于重量轻,在施工时PP-R管易于搬运和安装,这样可大大减轻工人的施工强度。

6)安装简便可靠。PP-R管具有良好的热熔性,采用热熔连接时,无需套丝,数秒钟即可完成一个接头连接,而且滴水不漏,美观可靠。

7)质优价廉。PP-R管在施工过程中对环境无污染,废料可反复回收利用,属于绿色产品;而且总造价与镀锌管相当。

综合其特性,由于PP-R管同传统管道相比具有很大的优越性,因而我们说PP-R管是传统管道极佳的更新换代产品。那么,PP-R这种塑料管为什么会有如此大的优越性,它的特性是由什么决定的。

2 聚丙烯管材的质量特性

聚丙烯一般有三种类型:均聚型(PP-H)、嵌段共聚型(PP-B)、随机共聚型(PP-R),其不同类型适用于不同场合。其中随机共聚型聚丙烯管材即PP-R管常用在建筑给水中,它是由耐热级聚丙烯经高分子弹性体改性而成。PP-R管的特性我们可从它的构成分析中得到。

随机共聚型——PP-R的结构式为:

PP-R是乙烯和丙烯分子在气体状态下聚合而成的共聚物。从它的结构式中我们看到,乙烯分子在聚丙烯分子链中是随机分布的。正是由于这种随机分布性改变了普通聚丙烯的低温韧性和长期的蠕变性能,从而使PP-R管道具备了传统给水管道无可比拟的优越性能,同时也扩大了其在冷/热水管道、饮用水系统、空调系统、腐蚀性流体的管道输送系统及压力和寿命要求较高的场合中的广泛适用性。

3 聚丙烯管在建筑给水中的施工工艺要求

3.1 管道敷设安装

1)PP-R管与其他金属管道平行敷设时应有一定的保护距离,净距离不小于100 mm,且PP-R管宜在金属管道的内侧;2)室内地坪以下管道敷设应在土建工程回填土夯实以后重新开挖进行;3)埋地管道回填时,应先用砂土或颗粒径不大于12 mm的土壤回填至上侧300 mm处,经夯实后方可回填土。室内埋地管道的埋置深度不宜小于300 mm;4)管道在穿越街坊道路,覆土厚度小于700 mm时,应采用严格的保护措施。

3.2 管道连接

PP-R管的连接形式一般有三种:热熔连接、丝口连接和法兰连接,它具体的连接方式应按照敷设方式等因素选定。明敷和非直埋管道宜采用热熔连接,与金属管或用水器连接应采用丝口或法兰连接。在上海展览中心项目中给水系统使用的PP-R管则采用了热熔连接的方式。

1)热熔连接。热熔连接是一种物理过程。它是利用专用的熔接器将材料原来紧密排列的分子链熔化分叉,加热到一定时间后,两个部件连接并固定,在熔合区建立接缝压力,由于接缝压力的作用,熔化的分子链随材料冷却,温度下降重新连接,使两个部件闭合成一个整体。热熔连接有对接式热熔连接、承插式热熔连接和电熔连接。对于给水系统的给水管道,宜采用后两种方式的热熔连接。热熔连接时要严格按照以下步骤进行:a.将热熔工具接通电源,待工作温度指示灯亮后开始操作;b.切割管件,切割时必须使端面垂直于管轴线,并采取必要措施保证管材与管件的连接端面清洁、干燥、无油;c.用卡尺和合适的笔在管端测量并标绘出热熔深度,热熔深度应符合表1中的技术要求;d.连接时,无旋转地把管端导入加热套内,插入到所标志的深度,同时无旋转地把管件推到加热头上,达到规定标志处,加热时间必须满足表1的规定;e.达到加热时间后,立即把管材与管件从加热套与加热头上同时取下,迅速无旋转地直线均匀插入到所标深度,使接头处形成均匀凸缘;f.在表1规定的加工时间内刚熔接好的接头还可以校正,但严禁旋转。

表1 热熔连接技术要求

2)丝口连接或法兰连接。PP-R管在采用丝口或法兰连接时应采用专用的连接件,且法兰的衬垫应采用无毒橡胶圈。

3)冲洗消毒。应用于生活饮用水系统中的PP-R管在冲洗后,还应用含20 mg/L～30 mg/L的游离氯的水灌满管道进行消毒,且含氯水在管中应滞留24 h以上。

在详细了解了PP-R管在施工工艺中的特殊规程后,施工人员应严格执行规范要求,以保证工程的施工质量,从而为确保人们生活用水质量提供一个好的基础设施。

既然PP-R管有很大的优越性,那么它是否会取代传统管道在建筑中的地位。

4 建筑给水聚丙烯管的主要缺点

1)线膨胀系数较大,为0.14 mm/(m·K)～0.16 mm/(m·K),在相同条件下PP-R管道的膨胀量约为金属管道的10倍,因此若在高层建筑中使用会有很多无法克服的弊端。2)抗紫外线的性能差,在阳光的长期直接照射下容易老化;另外,它的刚性和抗冲击性也比金属管道差。3)PP-R管材的氧指数较低,属于可燃性材料,所以它不能用于消防给水系统,也不能与消防给水管道相连接。