何承楓

（福建晟揚(yáng)管道科技有限公司，福建 福清 350314）

塑料管體被稱為建筑行業(yè)的第四要素，獨(dú)特的性能使其在建筑工程中發(fā)揮重要作用，甫一問世就解決了許多建筑問題。目前，塑料管材及管件已被廣泛應(yīng)用于建筑領(lǐng)域，例如在水利工程和污水處理工程中，復(fù)合材料的特點(diǎn)使塑料管材和管件具有節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，價(jià)格也比其他金屬材料低得多，在人們的生活和工作中隨處可見，如水運(yùn)、管道連接等。因此，塑料管材及管件對(duì)人們的生活和工作有著直接影響。如果管材和管件出現(xiàn)問題，可能會(huì)造成不良影響。在這種情況下，為了確保塑料管材和管件沒有質(zhì)量問題，必須對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，核驗(yàn)管材和管件的物理性能。如果性能符合標(biāo)準(zhǔn)，就可以投入實(shí)際應(yīng)用，而且要根據(jù)實(shí)際需求正確選擇管件。錯(cuò)誤的選擇往往會(huì)導(dǎo)致不良后果。為了做好測(cè)試和應(yīng)用工作，有必要開展相關(guān)研究。通過對(duì)塑料管材及管件的日常檢查，提高原材料在施工過程中的可信度，并根據(jù)其特點(diǎn)進(jìn)行合理的應(yīng)用。為了在各個(gè)領(lǐng)域更好地應(yīng)用塑料管材和管件，日常檢驗(yàn)工作要設(shè)定一些條件。本研究將對(duì)塑料管材及管件的檢測(cè)方法進(jìn)行簡(jiǎn)要分析和比較，說明檢測(cè)過程中的注意事項(xiàng)，以便在各個(gè)領(lǐng)域的施工中更好地應(yīng)用塑料管材及管件。

1 塑料管材的發(fā)展現(xiàn)狀

雖然我國(guó)塑料管材的發(fā)展歷史不長(zhǎng)，但隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，塑料管材也在迅速更新，對(duì)塑料管材的行業(yè)需求也在以平均每年30%的速度增長(zhǎng)。結(jié)合國(guó)家建設(shè)部門提供的數(shù)據(jù)，國(guó)內(nèi)的塑料管材行業(yè)在未來(lái)幾年仍能保持可持續(xù)增長(zhǎng)，有可能占據(jù)管道行業(yè)的80%以上。然而，目前我國(guó)塑料管材的發(fā)展并不理想。將中國(guó)塑料制品生產(chǎn)廠家的總產(chǎn)量與人均消費(fèi)水平進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)[1]，總體發(fā)展形勢(shì)與一些發(fā)達(dá)國(guó)家仍有較大差距，特別是在PVC-U管和PE管的應(yīng)用上。隨著國(guó)外管材市場(chǎng)需求的持續(xù)疲軟，其經(jīng)濟(jì)形勢(shì)也變得復(fù)雜多樣，塑料管材的整體性能較低。由于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)住房建設(shè)和市政工程的需求是固定的，對(duì)水利建設(shè)的政策支持比較充分，在農(nóng)村飲水安全體系建設(shè)的推動(dòng)下，市場(chǎng)對(duì)塑料管材的需求正在逐步升級(jí)。隨著城市建設(shè)的推進(jìn)，市場(chǎng)對(duì)塑料管材的需求也逐漸增加。

2 測(cè)試塑料管體性能的目的

隨著塑料管業(yè)的發(fā)展，我國(guó)現(xiàn)在已經(jīng)形成了一套比較正式的塑料管體檢測(cè)方法。塑料管體性能測(cè)試的最終目的是按照國(guó)家規(guī)定對(duì)普通塑料管體進(jìn)行常規(guī)性能測(cè)試，了解工廠生產(chǎn)的塑料管體的強(qiáng)度，同時(shí)也可以了解工廠的生產(chǎn)能力和技術(shù)，判斷工廠生產(chǎn)的塑料管體能否滿足市場(chǎng)的需求。如果能滿足市場(chǎng)的需求，就要批量加工生產(chǎn)并投入市場(chǎng)銷售。如果想要更好地測(cè)試塑料管體的性價(jià)比，必須嚴(yán)格遵循國(guó)家規(guī)定。首先，要檢測(cè)待測(cè)塑料管體的溫度效應(yīng)。如果溫度過高，塑料管體可能會(huì)變軟，影響使用效果；如果溫度過低，塑料管體可能變得脆弱，容易損壞，造成經(jīng)濟(jì)損失。雖然有些塑料管體經(jīng)過高低溫測(cè)試后并沒有發(fā)生明顯的變化，但是經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的使用后，塑料管體的物理性能會(huì)發(fā)生明顯的變化甚至大打折扣。在檢測(cè)塑料管體的變形速度及其對(duì)使用效果的影響時(shí)[2]，可以清楚地看到，塑料制品的整體結(jié)構(gòu)在高溫和重力環(huán)境下容易迅速變形。如果變形嚴(yán)重，可能會(huì)有撕裂和損壞。從塑性測(cè)試中獲得的數(shù)據(jù)很容易以非集中統(tǒng)一的形式出現(xiàn)。試驗(yàn)表明，塑料制品的原材料是在高溫和高強(qiáng)度作用下生產(chǎn)出來(lái)的，可以有多種分析結(jié)構(gòu)。由于外界因素對(duì)塑料管體的影響，被測(cè)塑料管體的性能參數(shù)會(huì)不一樣。

3 塑料管材的性能及應(yīng)用

目前，我國(guó)建筑施工中使用的塑料管材主要有4種：（1）UPVC管材，即PVC-U管材。與其他管材相比，這種管材的使用頻率最高、應(yīng)用范圍較廣。這種管材的突出優(yōu)點(diǎn)在于其阻燃性能好，組成材料的化學(xué)穩(wěn)定性好、耐腐蝕性能優(yōu)異。另外，UPVC管材整體較輕，價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯。基于此，UPVC管道在大多數(shù)建筑工程和項(xiàng)目中都很受歡迎。然而，客觀地看，UPVC管材也有缺點(diǎn)，尤其是在韌性和耐熱性方面，對(duì)這類管材的應(yīng)用產(chǎn)生了很大的負(fù)面影響。根據(jù)長(zhǎng)期的實(shí)際調(diào)查，目前UPVC管道主要用于建筑工程中給排水管道的施工、冷水管道的鋪設(shè)以及各種電器的接線保護(hù)套。（2）氯化聚氯乙烯管，即PVC-C管。這種管材的主要材料是氯化聚氯乙烯樹脂，具有良好的阻燃性能、耐熱性和降低水流阻力的性能。根據(jù)實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前污水排放消防管中多采用氯化聚氯乙烯管，該領(lǐng)域廣泛采用冷熱污水處理。（3）無(wú)規(guī)共聚聚丙烯管，簡(jiǎn)稱PP-R管[3]。對(duì)于PVC-C管材，無(wú)規(guī)共聚聚丙烯管材可以實(shí)現(xiàn)完美的性能互補(bǔ)。這種管道具有良好的環(huán)保性能，可用于熱水輸送，無(wú)毒、使用方便，因此在建筑供水領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但這種管材具有低溫脆性的缺陷，在低溫環(huán)境中，如果采取的保溫措施不當(dāng)，容易發(fā)生脆性開裂。（4）聚乙烯管，簡(jiǎn)稱PE管。與以上3種管材不同的是，由PE管組成的原材料種類很多，例如常見的PE80和PE100，環(huán)保無(wú)毒。然而，聚乙烯管也有致命的缺點(diǎn)，那就是支持性能差，這是由于承載力不足、材料柔軟、容易被擊穿，聚乙烯管道經(jīng)常被用來(lái)運(yùn)輸化工產(chǎn)品和腐蝕性液體。

4 常見塑料管材及管件的型號(hào)和特點(diǎn)

目前，塑料管材及管件深受城建企業(yè)好評(píng)。隨著現(xiàn)代化建設(shè)的逐步深入，在主要建設(shè)項(xiàng)目中，對(duì)塑料管材及管件的需求將會(huì)越來(lái)越大，我國(guó)塑料管材及管件的發(fā)展速度日益加快。高速發(fā)展的產(chǎn)業(yè)已經(jīng)不能簡(jiǎn)單概括為建筑業(yè)的附屬產(chǎn)業(yè)，塑料管材及管件的延展性和可行性將在建材行業(yè)中得到重新評(píng)價(jià)。目前，市場(chǎng)上常見的塑料管材及管件主要有UPVC管材、氯化PVC管材、Ⅲ型無(wú)規(guī)共聚聚丙烯管材、嵌段共聚聚丙烯管材、聚乙烯管材，不同的塑料結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出不同的塑料性能，從應(yīng)用的角度來(lái)看，非常值得在具體的建筑工程中監(jiān)測(cè)和分析。

（1）UPVC管是目前比較通用的管材，甚至可以擴(kuò)展到每個(gè)家庭。其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有較強(qiáng)的耐腐蝕性，特別是塑料較輕，放置方便。最重要的是，UPVC管價(jià)格低廉，可以作為建筑材料應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。UPVC管的缺點(diǎn)主要有兩個(gè)方面：一是缺乏耐熱性，只能在低溫低壓水管設(shè)施中使用；二是強(qiáng)度低，只適合排水和電路。

（2）氯化聚氯乙烯管，原料是聚氯乙烯樹脂，主要用作污水處理廠的污水結(jié)構(gòu)管道，主要特點(diǎn)是塑料材料的共通性—質(zhì)輕。此外，這種塑料管材還具有耐熱性好、耐水性低的特點(diǎn)。事實(shí)上，聚乙烯樹脂有毒，不能在日常供水系統(tǒng)中使用，會(huì)給居民的生活和健康埋下很大的隱患，再加上成本高，大多數(shù)家庭都不使用這種管道裝修。由于上述兩個(gè)缺點(diǎn)，氯化聚氯乙烯管適合用于污水處理。

（3）Ⅲ型無(wú)規(guī)共聚聚丙烯管材。與氯化聚氯乙烯管相比，該材料雖然無(wú)毒、環(huán)保，被廣泛應(yīng)用于施工，而且價(jià)格也很低，但缺點(diǎn)更明顯。溫度是這種塑料材料的核心問題。稍高一點(diǎn)的溫度就會(huì)破壞這種材料的主體，使其變形。在力的作用下，材料因具有脆性容易破裂。在施工現(xiàn)場(chǎng)，工人經(jīng)常因粗心大意而折斷Ⅲ型無(wú)規(guī)共聚聚丙烯管。目前，這種材料一般用于飲用水輸送和農(nóng)業(yè)灌溉。

（4）嵌段共聚聚丙烯管，因獨(dú)特的化學(xué)穩(wěn)定性和對(duì)人體無(wú)害而得到了建設(shè)方的高度贊揚(yáng)，是自來(lái)水管道和暖氣管道的唯一選擇。但是，突出的優(yōu)勢(shì)并不能彌補(bǔ)不足。規(guī)格單一、成本高限制了嵌段共聚聚丙烯管的應(yīng)用，阻燃性和耐熱性差的特點(diǎn)使其難以在其他領(lǐng)域發(fā)揮作用。此外，該材料與設(shè)備的兼容性很差?；谝陨显?，這種材料只能用于自來(lái)水管道和加熱管道。

（5）硬質(zhì)PVC管，可分為雙壁波紋管、直壁管、螺旋纏繞管、增強(qiáng)管等，是一種應(yīng)用范圍廣、使用頻率高的塑料管材。硬質(zhì)PVC管內(nèi)壁光滑、摩擦阻力小、排水性能好、密度小、質(zhì)輕、安裝難度低，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性、耐老化性和阻燃性，使用壽命比普通管材長(zhǎng)。硬質(zhì)PVC管的耐火性和耐熱性較差，在90 ℃時(shí)會(huì)軟化變形，產(chǎn)生大量的煙霧。因此，在高層建筑中使用硬質(zhì)PVC管時(shí)，必須設(shè)置必要的防火設(shè)施。課題組通過重氮甲烷浸漬試驗(yàn)、落錘沖擊試驗(yàn)、水壓試驗(yàn)和樣條拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)，探討不同質(zhì)量碳酸鈣對(duì)PVC管材力學(xué)性能的影響[4]。試驗(yàn)結(jié)果表明，選擇粒徑小于1 m的輕質(zhì)活性碳酸鈣作為填料制備硬質(zhì)PVC管材，有利于提高管材的力學(xué)性能。

5 塑料管的優(yōu)點(diǎn)

5.1 抗壓強(qiáng)度高

雖然塑料管的強(qiáng)度看起來(lái)不如鋼管和鐵管，但實(shí)際上，塑料管屬于一種柔性管。在正確的設(shè)計(jì)和使用條件下，塑料管體能夠與周圍土體共同分擔(dān)壓力。這樣，塑料管才能滿足機(jī)械性能的要求。

5.2 質(zhì)量小

塑料管很輕，一般是鐵管質(zhì)量的1/5左右，便于運(yùn)輸，并且可以包裝，節(jié)省空間，便于施工和應(yīng)用。與傳統(tǒng)管材相比，成本降低了3/10。傳統(tǒng)管道的使用不僅會(huì)造成安裝和運(yùn)輸?shù)牟槐?，還會(huì)增加成本。

5.3 耐腐蝕

生活中的污水和空氣中的雨水具有腐蝕性，使用鐵管運(yùn)輸時(shí)，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，管道會(huì)被腐蝕，而塑料管的穩(wěn)定性更好，不會(huì)被腐蝕，不受管內(nèi)外介質(zhì)或元件的影響。特別是對(duì)于一些酸堿污水的輸送，塑料管的使用時(shí)間比鋼管或鐵管要長(zhǎng)得多。

6 塑料管材及管件檢驗(yàn)指標(biāo)及方法

6.1 測(cè)試指標(biāo)

塑料管件的常規(guī)應(yīng)用檢測(cè)主要是了解其物理性能，體現(xiàn)在很多方面，因此，必須設(shè)置多個(gè)性能指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。

6.1.1 壓縮阻力

在某些應(yīng)用場(chǎng)景中，塑料管材及管件需要承受一定的壓力。如果管材及管件抗壓能力不足，在使用過程中可能會(huì)出現(xiàn)開裂等現(xiàn)象，導(dǎo)致內(nèi)部泄漏。這種現(xiàn)象根據(jù)內(nèi)部物質(zhì)的類型會(huì)對(duì)外部產(chǎn)生一定的影響，如天然氣管道泄漏可能會(huì)引起天然氣中毒，這說明塑料管材及管件必須具有良好的抗壓性，在應(yīng)用前必須進(jìn)行測(cè)試。

6.1.2 伸長(zhǎng)率

伸長(zhǎng)率與塑料管材及管件的斷裂概率有關(guān)，即塑料管材及管件不同于金屬管材及管件，需要有良好的韌性和抗拉能力，而剛度不是最重要的物理性能。因此，良好的塑料管材及管件需要具備一定的伸長(zhǎng)率。管材及管件可以消化張力，在實(shí)際應(yīng)用中，不容易受外部因素形成的張力影響，表明塑料管材及管件不容易被打破。反之，塑料管材和管件容易斷裂，所以必須進(jìn)行伸長(zhǎng)檢測(cè)。

6.1.3 縮回率

縮回率與伸長(zhǎng)率相輔相成，即塑料管件被拉長(zhǎng)時(shí)，只要幅度不超過伸長(zhǎng)率，受力消失后恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，說明塑料管件被縮回；如果能恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，說明塑料管件的縮回率高，管件的物理性能好。相反，若力消失，塑料管件不能恢復(fù)到原始狀態(tài)或恢復(fù)程度很小，表明塑料管件的縮回率很低，在實(shí)際應(yīng)用中容易受到不可逆轉(zhuǎn)的損害且容易積累，影響塑料管件的使用壽命。

6.1.4 耐熱性

有些塑料管材及管件在應(yīng)用中會(huì)經(jīng)常接觸高溫，如加熱管、供水管等。因此，當(dāng)塑料管件的耐熱性不足時(shí)，受溫度影響，可能會(huì)出現(xiàn)熱變形、穿孔等現(xiàn)象。一旦出現(xiàn)這些現(xiàn)象，塑料管材和管件將失去其應(yīng)有的功能。由此可見，耐熱性也是塑料管材及管件的重要物理性能指標(biāo)，必須符合標(biāo)準(zhǔn)[5]。

6.2 靜壓法

采用靜壓法測(cè)試塑料管材及管件的抗壓性能。在應(yīng)用中，首先將塑料管材及管件置于恒定的液壓環(huán)境中，其次將液體倒入塑料管材及管件至極限，再次堵塞兩端，觀察處于液壓狀態(tài)的塑料管材及管件是否有裂縫和滲漏，最后釋放內(nèi)部液體，重復(fù)上述步驟觀察，如未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，說明塑料管件抗壓性能良好。上述討論僅以液壓為例，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)測(cè)試氣體或其他液體，視實(shí)際需求而定。

6.3 拉伸試驗(yàn)方法

拉伸試驗(yàn)主要依靠拉伸設(shè)備完成，在生產(chǎn)過程中，要提前控制設(shè)備的拉伸速度和拉力，具體參數(shù)根據(jù)塑料管材及管件的情況確定，然后將塑料管材及管件固定在設(shè)備上，開啟拉伸設(shè)備。在初始參數(shù)條件下，如果塑料管材及管件內(nèi)無(wú)裂紋，則繼續(xù)加大拉伸力，拉伸速度保持不變，持續(xù)循環(huán)，直至塑料管材及管件斷裂。這時(shí)可以得到塑料管件的最終伸長(zhǎng)量，通過查閱規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)可以知道是否合格。另外，考慮到實(shí)際環(huán)境溫度對(duì)塑料管件伸長(zhǎng)率有影響，建議拉伸前控制環(huán)境溫度，盡量保持在2～5 ℃，最佳溫度為3 ℃。

7 塑料管業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)

7.1 積極更新先進(jìn)技術(shù)，加快塑料管業(yè)發(fā)展

隨著我國(guó)的先進(jìn)技術(shù)越來(lái)越多，塑料管材的應(yīng)用和更新也在逐步完成，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力也越來(lái)越大。我國(guó)想要更好地發(fā)展塑料管材、更新加工技術(shù)，還需要結(jié)合市場(chǎng)情況，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新、嚴(yán)格控制質(zhì)量。同時(shí)，在發(fā)展塑料管工業(yè)的過程中，還需要發(fā)展塑料管配套設(shè)施的生產(chǎn)技術(shù)，利用特殊的生產(chǎn)樹脂，在添加劑和原材料的組成方面加強(qiáng)研究，尤其在檢測(cè)技術(shù)方面；努力開發(fā)高端產(chǎn)品，提高塑料管的質(zhì)量。隨著塑料管的技術(shù)不斷創(chuàng)新、設(shè)備升級(jí)和自主設(shè)計(jì)，可以充分發(fā)揮企業(yè)自身的優(yōu)勢(shì)，開發(fā)新產(chǎn)品、新技術(shù)和新設(shè)備，促進(jìn)我國(guó)塑料管業(yè)先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展。

7.2 利用品牌優(yōu)勢(shì)開發(fā)市場(chǎng)

結(jié)合目前塑料管材的發(fā)展需求，塑料管材的成本不斷上升。但是，針對(duì)塑料管消費(fèi)者的特點(diǎn)，增加的空間相對(duì)較小。雖然塑料制品廠家想等原材料成本下降來(lái)應(yīng)對(duì)市場(chǎng)運(yùn)作的壓力，但并不能解決實(shí)際問題。要想從根源上解決這個(gè)問題，首先，要不斷調(diào)整銷售策略，結(jié)合多變的市場(chǎng)，制定各種能滿足市場(chǎng)需求的銷售計(jì)劃。縱觀塑料制品的發(fā)展，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的塑料管體已經(jīng)進(jìn)入微利時(shí)代。如果塑料管體產(chǎn)品的制造商想要獲得可持續(xù)發(fā)展和穩(wěn)定的上升空間，應(yīng)該努力美化企業(yè)形象，完善企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)應(yīng)對(duì)策略，為自身的發(fā)展構(gòu)筑堡壘，制定長(zhǎng)期的經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略。

8 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)塑料管道制品具有良好的發(fā)展前景，管道檢測(cè)只有通過科學(xué)的方法和實(shí)踐才能實(shí)現(xiàn)。管道的質(zhì)量與人們的生活息息相關(guān)，審查部門應(yīng)該加大力度，對(duì)市場(chǎng)上質(zhì)量較差的管道進(jìn)行審查，促進(jìn)中國(guó)管道市場(chǎng)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。