張美霞

現(xiàn)代社會(huì)由于各種污染的加劇,生活用水的質(zhì)量越來越差,而造成生活用水水質(zhì)較差的最主要原因是自來水管道銹蝕引起的“二次污染”。因此從二十世紀(jì)六七十年代起,許多發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)開始陸續(xù)淘汰鍍鋅管。一些科研單位研制出了一種國(guó)際上90年代發(fā)展的新型環(huán)保節(jié)能型塑料產(chǎn)品——建筑給水聚丙烯管。在我公司承建的上海展覽中心的給水系統(tǒng)便采用了聚丙烯管。通過自己在本項(xiàng)目施工實(shí)踐應(yīng)用,深刻地了解了此種管材的特性與施工工藝。

1 同傳統(tǒng)管道相比建筑給水聚丙烯管道具有的特性

1)耐腐蝕。傳統(tǒng)的管道由于各種化學(xué)建材和裝飾物品的使用使管材內(nèi)、外壁腐蝕加劇,從而在使用過程中產(chǎn)生的銹水會(huì)對(duì)人們的身體健康造成嚴(yán)重?fù)p害;而PP-R管具有極佳的防腐性能,它可防止水和化學(xué)物質(zhì)中的離子對(duì)管子內(nèi)、外壁的腐蝕作用,不生銹,不腐蝕。

2)阻力小。PP-R直管段內(nèi)壁光滑,不會(huì)結(jié)垢,沿程摩擦阻力比金屬管道小,管配件連接時(shí)不縮小斷面積,局部阻力系數(shù)小于鋼管,因而壓力損失小。

3)耐熱、耐壓、壽命長(zhǎng)。PP-R管瞬間使用水溫可達(dá)95℃,長(zhǎng)期使用時(shí),當(dāng)工作壓力不大于0.6 MPa時(shí),水溫可達(dá)70℃;在20℃、環(huán)應(yīng)力為16 MPa時(shí),PP-R管1 h無滲漏;在95℃、環(huán)應(yīng)力為3.5 MPa時(shí),PP-R管1 000 h無滲漏;在水溫為70℃,壓力為1 MPa時(shí)使用壽命為50年,而在相同條件下金屬管材的使用壽命為20年～30年。

4)保溫節(jié)能。由于PP-R管保溫性能好,因而它不會(huì)使冷水變熱,熱水變冷,埋墻管敷設(shè)時(shí)不需要外加保溫層。

5)質(zhì)量輕。在 20℃時(shí)PP-R管的密度為 0.89 g/cm3～0.91 g/cm3,重量?jī)H為同規(guī)格鋼管的1/9、紫銅管的1/10。由于重量輕,在施工時(shí)PP-R管易于搬運(yùn)和安裝,這樣可大大減輕工人的施工強(qiáng)度。

6)安裝簡(jiǎn)便可靠。PP-R管具有良好的熱熔性,采用熱熔連接時(shí),無需套絲,數(shù)秒鐘即可完成一個(gè)接頭連接,而且滴水不漏,美觀可靠。

7)質(zhì)優(yōu)價(jià)廉。PP-R管在施工過程中對(duì)環(huán)境無污染,廢料可反復(fù)回收利用,屬于綠色產(chǎn)品;而且總造價(jià)與鍍鋅管相當(dāng)。

綜合其特性,由于PP-R管同傳統(tǒng)管道相比具有很大的優(yōu)越性,因而我們說PP-R管是傳統(tǒng)管道極佳的更新?lián)Q代產(chǎn)品。那么,PP-R這種塑料管為什么會(huì)有如此大的優(yōu)越性,它的特性是由什么決定的。

2 聚丙烯管材的質(zhì)量特性

聚丙烯一般有三種類型:均聚型(PP-H)、嵌段共聚型(PP-B)、隨機(jī)共聚型(PP-R),其不同類型適用于不同場(chǎng)合。其中隨機(jī)共聚型聚丙烯管材即PP-R管常用在建筑給水中,它是由耐熱級(jí)聚丙烯經(jīng)高分子彈性體改性而成。PP-R管的特性我們可從它的構(gòu)成分析中得到。

隨機(jī)共聚型——PP-R的結(jié)構(gòu)式為:

PP-R是乙烯和丙烯分子在氣體狀態(tài)下聚合而成的共聚物。從它的結(jié)構(gòu)式中我們看到,乙烯分子在聚丙烯分子鏈中是隨機(jī)分布的。正是由于這種隨機(jī)分布性改變了普通聚丙烯的低溫韌性和長(zhǎng)期的蠕變性能,從而使PP-R管道具備了傳統(tǒng)給水管道無可比擬的優(yōu)越性能,同時(shí)也擴(kuò)大了其在冷/熱水管道、飲用水系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、腐蝕性流體的管道輸送系統(tǒng)及壓力和壽命要求較高的場(chǎng)合中的廣泛適用性。

3 聚丙烯管在建筑給水中的施工工藝要求

3.1 管道敷設(shè)安裝

1)PP-R管與其他金屬管道平行敷設(shè)時(shí)應(yīng)有一定的保護(hù)距離,凈距離不小于100 mm,且PP-R管宜在金屬管道的內(nèi)側(cè);2)室內(nèi)地坪以下管道敷設(shè)應(yīng)在土建工程回填土夯實(shí)以后重新開挖進(jìn)行;3)埋地管道回填時(shí),應(yīng)先用砂土或顆粒徑不大于12 mm的土壤回填至上側(cè)300 mm處,經(jīng)夯實(shí)后方可回填土。室內(nèi)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時(shí),應(yīng)采用嚴(yán)格的保護(hù)措施。

3.2 管道連接

PP-R管的連接形式一般有三種:熱熔連接、絲口連接和法蘭連接,它具體的連接方式應(yīng)按照敷設(shè)方式等因素選定。明敷和非直埋管道宜采用熱熔連接,與金屬管或用水器連接應(yīng)采用絲口或法蘭連接。在上海展覽中心項(xiàng)目中給水系統(tǒng)使用的PP-R管則采用了熱熔連接的方式。

1)熱熔連接。熱熔連接是一種物理過程。它是利用專用的熔接器將材料原來緊密排列的分子鏈熔化分叉,加熱到一定時(shí)間后,兩個(gè)部件連接并固定,在熔合區(qū)建立接縫壓力,由于接縫壓力的作用,熔化的分子鏈隨材料冷卻,溫度下降重新連接,使兩個(gè)部件閉合成一個(gè)整體。熱熔連接有對(duì)接式熱熔連接、承插式熱熔連接和電熔連接。對(duì)于給水系統(tǒng)的給水管道,宜采用后兩種方式的熱熔連接。熱熔連接時(shí)要嚴(yán)格按照以下步驟進(jìn)行:a.將熱熔工具接通電源,待工作溫度指示燈亮后開始操作;b.切割管件,切割時(shí)必須使端面垂直于管軸線,并采取必要措施保證管材與管件的連接端面清潔、干燥、無油;c.用卡尺和合適的筆在管端測(cè)量并標(biāo)繪出熱熔深度,熱熔深度應(yīng)符合表1中的技術(shù)要求;d.連接時(shí),無旋轉(zhuǎn)地把管端導(dǎo)入加熱套內(nèi),插入到所標(biāo)志的深度,同時(shí)無旋轉(zhuǎn)地把管件推到加熱頭上,達(dá)到規(guī)定標(biāo)志處,加熱時(shí)間必須滿足表1的規(guī)定;e.達(dá)到加熱時(shí)間后,立即把管材與管件從加熱套與加熱頭上同時(shí)取下,迅速無旋轉(zhuǎn)地直線均勻插入到所標(biāo)深度,使接頭處形成均勻凸緣;f.在表1規(guī)定的加工時(shí)間內(nèi)剛?cè)劢雍玫慕宇^還可以校正,但嚴(yán)禁旋轉(zhuǎn)。

表1 熱熔連接技術(shù)要求

2)絲口連接或法蘭連接。PP-R管在采用絲口或法蘭連接時(shí)應(yīng)采用專用的連接件,且法蘭的襯墊應(yīng)采用無毒橡膠圈。

3)沖洗消毒。應(yīng)用于生活飲用水系統(tǒng)中的PP-R管在沖洗后,還應(yīng)用含20 mg/L～30 mg/L的游離氯的水灌滿管道進(jìn)行消毒,且含氯水在管中應(yīng)滯留24 h以上。

在詳細(xì)了解了PP-R管在施工工藝中的特殊規(guī)程后,施工人員應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范要求,以保證工程的施工質(zhì)量,從而為確保人們生活用水質(zhì)量提供一個(gè)好的基礎(chǔ)設(shè)施。

既然PP-R管有很大的優(yōu)越性,那么它是否會(huì)取代傳統(tǒng)管道在建筑中的地位。

4 建筑給水聚丙烯管的主要缺點(diǎn)

1)線膨脹系數(shù)較大,為0.14 mm/(m·K)～0.16 mm/(m·K),在相同條件下PP-R管道的膨脹量約為金屬管道的10倍,因此若在高層建筑中使用會(huì)有很多無法克服的弊端。2)抗紫外線的性能差,在陽光的長(zhǎng)期直接照射下容易老化;另外,它的剛性和抗沖擊性也比金屬管道差。3)PP-R管材的氧指數(shù)較低,屬于可燃性材料,所以它不能用于消防給水系統(tǒng),也不能與消防給水管道相連接。

5 結(jié)語

在某些領(lǐng)域(如高層建筑)PP-R管確實(shí)無法取代金屬管在建筑中的地位,就民用建筑生活供水系統(tǒng)而言,其優(yōu)越的特性決定了它有著良好的推廣應(yīng)用前景和顯著的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。PP-R作為20世紀(jì)90年代新型環(huán)保節(jié)能管道產(chǎn)品,它將會(huì)肩負(fù)起人類生活源泉——水的運(yùn)輸紐帶,并給我們的生活帶來一個(gè)嶄新的面貌。