塑料管材的承壓性能問題探討
隨著建筑業(yè)的迅速發(fā)展，人民的生活居住水平迅速提高，生存環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)，為建筑給熱水用塑料管材的開發(fā)和應(yīng)用提供了絕好的機(jī)遇和廣闊的市場前景。塑料管材具有許多金屬管無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，已為管材下一步應(yīng)用的主要領(lǐng)域。 隨著我國住宅業(yè)的快速發(fā)展和城市基礎(chǔ)設(shè)施等投資的力度也不斷加大，化學(xué)建材作為一種繼鋼材、木材、水泥之后發(fā)展起來的重要的新興建筑材料，已經(jīng)在我國現(xiàn)代建筑業(yè)的舞臺(tái)上顯示出了強(qiáng)大的生命力和廣闊的發(fā)展前景。
1、塑料管材現(xiàn)狀
塑料管材在建筑塑料中的用量最大，品種也最多。與傳統(tǒng)的鑄鐵管、鍍鋅鋼管相比，塑料管材具有材質(zhì)輕、耐腐蝕、不生銹、不結(jié)垢、內(nèi)壁光滑、水流阻力小、衛(wèi)生性能好、運(yùn)輸方便、施工便捷、勞動(dòng)強(qiáng)度小、工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。作為新型化學(xué)建材之一的塑料管道，既有優(yōu)良的物理性能，又有良好的化學(xué)性能，用途十分廣泛，在建筑用管材領(lǐng)域，已逐步取代鑄鐵管和鍍鋅鋼管等傳統(tǒng)管材。
2、塑料管材分類
按照所使用的材料，塑料管材可分為以下幾類：硬聚氯乙烯(PVC-U)、氯化聚氯乙烯(PVC-C)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、交聯(lián)聚乙烯(PE-X)、冷熱水用耐熱聚乙烯(PE-RT)管材(CJ/T 175-2002)、冷熱水用聚丁烯(PB)管材(GB/T19473.2-2004)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)管材(GB/T20207.1-2006)、鋁塑復(fù)合壓力管、熔接型鋁塑復(fù)合管、給水涂塑復(fù)合鋼管(CJ/T 120-2000)、給水襯塑復(fù)合鋼管(CJ/T 1362001)、給水用鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管(CJ/T 123-2000)、不銹鋼塑料復(fù)合管(CJ/T 184-2003)、鋼塑復(fù)合壓力鋼管(cJ/T 183-2003)6、聚丙烯-玻璃纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合管(JB/T 7525-94)、吸水和排水用橡膠軟管(HG/T 3035-1999)及衛(wèi)生設(shè)備用軟管(JC 886-2001)等等。
其中，有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，俗稱有機(jī)玻璃)、聚氯乙烯(PVC)、尼龍(Nylon)、聚碳酸酯(PC)、聚氨酯(PU)、聚四氟乙烯(特富龍，PTFE)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET，PETE)等是屬于熱塑性塑料，指具有加熱軟化、冷卻硬化特性的塑料。
3、塑料管材壓力區(qū)別
(1)工作壓力;給水管道系統(tǒng)在正常工作狀態(tài)下，作用在管內(nèi)壁上的最大持續(xù)運(yùn)行壓力。不包括水的水錘壓力。(2)水錘壓力;在給水管道系統(tǒng)中，由于水的流速發(fā)生突然變化而產(chǎn)生的大于工作壓力的瞬間壓力，亦稱波動(dòng)壓力。(3)設(shè)計(jì)壓力;給水管道系統(tǒng)在運(yùn)行中，作用在管內(nèi)壁上的最大瞬時(shí)壓力。為管道長期運(yùn)行中的工作壓力與殘余水錘壓力之和。(4)公稱(額定)壓力;與管材系統(tǒng)組件的力學(xué)性能相關(guān)的內(nèi)水壓力指標(biāo)。
4、常用塑型管材承壓性分析
承壓性能所涉及的內(nèi)容是在一定條件下塑料管材能夠承受的內(nèi)壓力和恒壓下的破壞時(shí)間。從而確定與之有關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)以及對(duì)管材的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)和監(jiān)控。一般進(jìn)行兩項(xiàng)試驗(yàn)：液壓試驗(yàn)和長期高溫液壓試驗(yàn)。
5、塑料管材前景展望
雖然管道連接方面尚存許多問題，塑料管取代直徑為400mm以下的鑄鐵管和鍍鋅管，已成為<150ram建筑給水和>150ram輸配水埋地管兩大部分必用管材。我們有理由推斷，全部取而代之的事只是時(shí)間問題。然而，由于塑料管材在我國的發(fā)展歷史較短，只是近些年才逐漸興起，使人們對(duì)以往鑄鐵管熟悉的同時(shí)，對(duì)塑料管的劣勢還知之甚少。
第一，抗沖擊性能較差。按GB/‘F5836.1-92標(biāo)準(zhǔn)檢測落錘沖擊試驗(yàn)，多年檢測發(fā)現(xiàn)，一次通過率不足50%，許多產(chǎn)品甚至經(jīng)過10次沖擊即全部破裂。
第二，拉伸強(qiáng)度及韌性較差。好的IJPVC管其拉伸強(qiáng)度曲線應(yīng)具有明顯屈服，延伸率較大，而差的管材常常表現(xiàn)為脆性，延伸率低而易斷裂。
第三，管材線性膨脹系數(shù)較大，特別是復(fù)合管的多層結(jié)構(gòu)之間線性膨脹系數(shù)不一致，非常易于發(fā)生復(fù)合質(zhì)量問題，因此對(duì)產(chǎn)品在制過程中的質(zhì)量問題要有更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臋z驗(yàn)措施。
第四，維卡軟化溫度較低(小于79)。現(xiàn)有文獻(xiàn)述及塑料管在低溫下的快速開裂遠(yuǎn)比蠕變開裂問題嚴(yán)重。一經(jīng)出現(xiàn)裂紋，其擴(kuò)展速率達(dá)100～500m/s，且無行之有效的修復(fù)方法，給管道正常工作運(yùn)行帶來災(zāi)難性后果，用戶叫苦不迭。
存在的這些問題是需要專家們花費(fèi)時(shí)間逐一解決的，而管材的應(yīng)用卻不能靠花時(shí)間來等待，這就需要我們采取有效手段隨時(shí)把住質(zhì)量關(guān)口，加強(qiáng)產(chǎn)品的檢測手段，不能讓承壓不足的管材登陸市場。過程產(chǎn)品檢測就是在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中對(duì)產(chǎn)品表面質(zhì)量，外形尺寸(外徑、壁厚、圓度等)控制，目前較先進(jìn)的生產(chǎn)線上配置有在線壁厚測量裝置和自動(dòng)口模對(duì)中系統(tǒng)，沒有這些裝置就要我們使用工具測量管材外徑、壁厚和橢圓度等指標(biāo)如不符要求及時(shí)對(duì)口模，真空定徑進(jìn)行調(diào)節(jié)直到能夠穩(wěn)定生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。最終產(chǎn)品的檢測這是產(chǎn)品出廠前必須要做的，除前面提到的表面質(zhì)量，外形尺寸檢測以外還要對(duì)管材產(chǎn)品進(jìn)行靜液壓強(qiáng)度、斷裂伸長率、熱穩(wěn)定性和熔體質(zhì)量流動(dòng)速率四項(xiàng)物理性能指標(biāo)的檢測。企業(yè)要想做強(qiáng)做大，必須把質(zhì)量放在首位。只有做好今天的產(chǎn)品質(zhì)量，才會(huì)擁有明天的一片市場。
