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1 無規(guī)共聚聚丙烯管材的變革歷程
聚丙稀(Polypropylene),簡稱PP，是一種常用的聚烯烴塑料，具有良好的耐熱性和耐壓強(qiáng)度，且價(jià)格低廉，產(chǎn)量較大。但由于普通聚丙烯存在低溫脆性，長期蠕變性能差等缺陷，限制了在管道工程上的應(yīng)用。為此原料制造商與管道工程界進(jìn)行了廣泛合作，投入了大量人力、物力和財(cái)力進(jìn)行全面的研究，{TodayHot}致力于對(duì)PP的改性，使之成為適合于管道工程的可用塑料。先后開發(fā)了均聚的PP-H（Ⅰ型），{TodayHot}嵌段共聚的PP-B（Ⅱ型）和無規(guī)共聚的PP-R(Ⅲ型)。
PP-R（Polypropylene-EthyleneRandomCopolymer）是采用先進(jìn)的氣相共聚法，使PE(5%左右)在PP的分子鏈中隨機(jī)地均勻聚合產(chǎn)生。PP-R較PP-H、PP-B具有更好的低溫抗沖擊性能和長期蠕變性能。
前一時(shí)期國內(nèi)市場上曾出現(xiàn)了一種稱做PP-C的管材，它是共聚聚丙烯的統(tǒng)稱，PP-B、PP-R都屬于PP-C類，即共聚類，市場上被稱為PP-C管的實(shí)際上是PP-B管，原材料為嵌段共聚聚丙烯，價(jià)格較為便宜，而PP-R為無規(guī)共聚，PP-B的耐壓性能與PP-R相比差距較大，故不能混淆。
2 P-R管材工程應(yīng)用特點(diǎn)
（1）良好的衛(wèi)生性能和保溫性能。管材原料屬聚烯烴，其分子僅由C、H元素組成，原、輔料完全達(dá)到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，耐腐蝕性好，對(duì)水中所有離子不起化學(xué)作用，不會(huì)銹蝕，不僅可用于冷熱水系統(tǒng)，而且可用于直飲水系統(tǒng)。PP-R管材導(dǎo)熱系數(shù)為0.21W/m•k，僅為鋼管的1/200，一般情況下不需保溫，用于熱水管道時(shí)保溫節(jié)能效果明顯。在溫度變化時(shí)產(chǎn)生的膨脹力也較小，適合嵌墻和地坪面層內(nèi)的直埋暗敷。
（2）較好的耐熱性能、使用壽命長。管材最高工作溫度可達(dá)95℃，在1.0MPa壓力下長期使用溫度為70℃，滿足熱水供應(yīng)的上限溫度。常溫下使用壽命可達(dá)100年以上。
（3）安裝方便、連接可靠。管材不僅生產(chǎn)過程簡單、設(shè)備投資少而且質(zhì)量輕，重量僅為鋼管的1/9，紫銅管的1/10，減輕了工人的施工強(qiáng)度。由于管料采用同種原料加工制作，具有良好的熱熔功能，安裝方便可靠，連接部位的強(qiáng)度大于管材本體，管件結(jié)構(gòu)不影響流量。并且管道阻力小，直管內(nèi)壁平滑，{HotTag}不會(huì)結(jié)垢，沿程摩擦阻力比銅管道小，管配件連接時(shí)斷面積不變。
(4)管材、管件的廢料可回收利用，廢料經(jīng)清潔、破碎后可直接用于生產(chǎn)管材、管件。在生產(chǎn)、施工過程中對(duì)環(huán)境無污染，民用市場占有率較高。
PP-R管材主要應(yīng)用于冷熱水系統(tǒng)、直飲水系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)（包括地板輻射采暖），在歐洲應(yīng)用較為普遍。例如1996年意大利民用PP-R管材達(dá)30Mm，其它各類塑料管道的應(yīng)用分別是：交聯(lián)聚乙烯管（PEX）17Mm，聚丁烯（PB）3Mm，鋁塑復(fù)合管為2Mm，僅為PP-R管材的1/15。
PP-R管材不足之處主要是其剛性和抗沖擊性能比金屬管道差，在貯運(yùn)、施工過程中要注意文明施工；線膨脹系數(shù)較大，為0.14～0.16mm/m•k，在設(shè)計(jì)和施工中要特別重視支架的設(shè)置，合適地選用伸縮器，正確地敷設(shè)管道；抗紫外線性能差，在陽光的長期直接照射下會(huì)老化；材料許用應(yīng)力低，管壁厚較大，直接影響材料成本；在相同外徑下，有效流通截面比其他管材小；原材料價(jià)格居高不下。國內(nèi)生產(chǎn)PP原料的企業(yè)較多，如齊魯、上海、揚(yáng)子、燕山石化企業(yè)均能力生產(chǎn)均聚（PP-H）及共聚（PP-B），但由于過去國內(nèi)對(duì)PP-R原料沒有市場的需求，開發(fā)研制較晚，目前國內(nèi)生產(chǎn)PP-R管材原料基本上從歐洲進(jìn)口。
3工程應(yīng)用中的若干問題探討
3.PP-R管的選用原則
（1）正確區(qū)分管材用途，合理選擇冷、熱水管。冷、熱水管壁厚不同，耐壓不同，價(jià)格也不同。設(shè)計(jì)時(shí)要特別注明采用冷水管還是熱水管,并按規(guī)定標(biāo)注管道規(guī)格。
根據(jù)輸送水溫、工作壓力、使用壽命等因素，PP-R管材的壁厚按壓力等級(jí)分為PN1。0、PN1。25、PN1。6、PN2。0、PN2。5、PN3。2等六個(gè)系列。冷水管材及管件壓力等級(jí)最小為PN1。0MPa，熱水管材及管件最小壓力等級(jí)為PN2。0MPa。
PP-R管材承壓具有二個(gè)顯著特點(diǎn)，一是隨著管內(nèi)水的溫度上升，其允許壓力會(huì)急劇下降；二是承壓時(shí)間增長，其允許壓力也明顯下降。考慮管道長期使用壽命以及施工和實(shí)際使用中非正常因素，為安全需要，冷水管選用的公稱壓力等級(jí)為系統(tǒng)最大工作壓力乘以1。5倍安全系數(shù)，熱水管則乘以3。0倍的安全系數(shù)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)管道使用水溫從20℃上升到60℃時(shí)，同一壓力等級(jí)管道允許壓力下降50%，水溫70℃時(shí)，下降2/3。以PN2。0管材為例，20℃水溫時(shí)允許壓力為2。0MPa,70℃水溫時(shí)最大允許壓力僅為0。66MPa。選用管材壓力等級(jí)必須滿足工作水溫時(shí)的承壓能力。
（2）現(xiàn)行建筑給水排水設(shè)計(jì)與施工驗(yàn)收規(guī)范以及所有塑料管材生產(chǎn)企業(yè)，對(duì)塑料管徑規(guī)格的表示均為公稱外徑，符號(hào)為De，單位為mm。PP-R管材用De×t表示，t代表壁厚。塑料管材管徑規(guī)格表示方法已不同于《給水排水制圖標(biāo)準(zhǔn)》中所述公稱直徑DN(mm)，在設(shè)計(jì)計(jì)算、材料供應(yīng)、組織施工中都要特別注意壓力級(jí)別和管徑規(guī)格。普通塑料管公稱外徑和公稱直徑對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1。PP-R冷、熱水管公稱外徑雖然相同，但由于壁厚不同，計(jì)算內(nèi)徑不同。
防管材使用。PP-R管氧指數(shù)較低，屬于可燃材料,不得用于消防給水系統(tǒng)，也不得與消防給水管道連接。
3、2PP-R管的布置與敷設(shè)
PP-R管的布置原則應(yīng)遵照現(xiàn)行《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》，敷設(shè)則宜采用暗敷。暗敷的理由主要是解決熱膨脹。直接嵌墻或在建筑面層內(nèi)敷設(shè)，可利用其摩擦力，克服管道因溫差引起的膨脹力。此外有利于隔熱，避免老化。
暗敷方式有直埋暗敷方式（包括嵌墻敷設(shè)，地坪面層敷設(shè)）和非直埋暗敷方式（包括管道井、吊頂內(nèi)、裝飾板后、地坪架空層敷設(shè)）。
管道嵌墻暗敷時(shí)，要求土建配合預(yù)留凹槽，尺寸的深度為De+20mm,寬度為De+(40～60)mm。管道試壓合格后，墻槽用M7。5級(jí)水泥砂漿填塞補(bǔ)實(shí)。
管道暗敷在地面層內(nèi)應(yīng)按圖施工，如有變更，應(yīng)在施工圖上注明，且通知到用戶，以避免地面裝修時(shí)導(dǎo)致破壞。
3、3管道的安裝連接、試壓及穿墻、板、基礎(chǔ)時(shí)的做法
（1）管道的安裝連接。同種材質(zhì)的PP-R管件之間采用熱熔連接，暗敷部分不得出現(xiàn)絲扣、法蘭連接。
熱熔連接是一個(gè)物理過程，適用于同種材質(zhì)的聚烯烴熱塑性塑料。將材料原來緊密連接的分子鏈熔化分叉，加熱一定時(shí)間，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，使二個(gè)部件閉合成為一個(gè)整體。
熱熔連接分為對(duì)接式熱熔連接、承插式熱熔連接和電熔連接。建筑給水管道應(yīng)采用后二種方式。
（2）管道的試壓。冷水管試驗(yàn)壓力為管道系統(tǒng)工作壓力的1。5倍，但不得小于1。0MPa;熱水管試驗(yàn)壓力為管道系統(tǒng)工作壓力的2倍，但不得小于1。5MPa。
（3）管道穿墻、板、基礎(chǔ)時(shí)的做法。熱水管道穿墻時(shí)，應(yīng)配合土建設(shè)置鋼套管，冷水管穿墻可預(yù)留洞，洞口尺寸較外徑大50mm；管道穿樓板或屋面時(shí)，應(yīng)設(shè)置鋼套管，套管高出地面50mm，并采取嚴(yán)格的防水措施；管道穿基礎(chǔ)墻時(shí)，應(yīng)設(shè)置金屬套管，基礎(chǔ)墻預(yù)留孔洞上方距套管凈距不得小于100mm。
4結(jié)論
無規(guī)共聚聚丙烯管材以其較高的質(zhì)量品位，方便快捷、永無滲漏的熱熔連接方式，贏得了民用大部分市場。工程技術(shù)人員要把握住新材料的性能特點(diǎn)，注意其壓力等級(jí)、管徑規(guī)格、管壁厚度等選用原則，在技術(shù)應(yīng)用中要突出衛(wèi)生環(huán)保、安裝快捷等特點(diǎn)，力求做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全衛(wèi)生、確保質(zhì)量。
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