PVC管的性能参数及与PE管的比较.docx

PVC 管的性能参数及与 PE 管的比较 硬质聚氯乙烯管(PVC-U)具有较高的抗冲击性能和耐化学腐蚀性能。它可根据使用要求的不同，在加工过程中添加不同的添加剂，使其具有不同的物理和化学性能。根据结构形式不同，它又可分为螺旋消声管、芯层发泡管、径向加筋管、螺旋缠绕管、双壁波纹管和单壁波纹管。PVC-U 管主要用于城市供水、城市排水、建筑排水和建筑给水等输送管道。其性能参数如下： U—PVC PE 密度，g/cm3 1.35～1.46 0.95～0.97 抗拉强度，MPa 48～50 32 屈服强度，MPa ≥40 22 拉伸弹性模量，MPa ≥3000 850～1000 弯曲弹性模量，GPa 3.2 0.8 抗压强度，MPa 100 ≥9 纵向延伸率，% — ＞800 管壁粗糙度，μm 90 0.22～0.47 线膨胀系数，m/℃.m 80 170 使用温度范围，℃ 0～45 －40～70 导热系数λ，W/m· k 0.16 0.43 维卡软化温度 1. PVC 管与 PE 管的比较 聚氯乙烯管应用的历史最久，目前在世界各地仍被广泛的应用。这是因为聚氯乙烯具有强度较高、刚性较大、材料价格比较低等优点，而且已经有了丰富的使用经验。但是近十几年来，国际上聚乙烯管的发展速度明显要快于聚氯乙烯管。例如：在给水管领域正在越来越多的应用聚乙烯管，而且在不少地区给水管领域应用聚乙烯管的数量已经超过聚氯乙烯管；在输配气管领域则几乎不使用聚氯乙烯管；在埋地排水领域也越来越多的使用各种聚乙烯管。为什么聚乙烯管材、管件发展如此迅速呢？分析其原因主要是三方面： 管材用聚乙烯材料不断取得重大技术进步； 聚乙烯管的柔韧性和可熔接性使其在铺设时方便经济和使用中安全可靠； 环境保护的要求越来越高。 1.1 管材用聚乙烯材料不断取得重大技术进步 聚乙烯是塑料材料中用量最大的品种，分为高密度聚乙烯（ HDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）和低密度聚乙烯（LDPE），其应用领域特别广阔，用于制造管材、管件是其用途之一，但并不是所有的聚乙烯都适合用于管材、管件生产， 要制造高品质的聚乙烯管材、管件，必需采用专门为此开发的“聚乙烯管材专用 料”，低密度聚乙烯只能用于低压小直径的管材，给水、输气聚乙烯管主要应用高密度和中密度聚乙烯的管材专用料。 在管材发展初期，聚乙烯管应用量远小于聚氯乙烯管，其主要原因是经济性。 那时候高性能的聚乙烯管材专用料还没有开发出来。早期的聚乙烯材料大约相当于 PE63 以下的级别，因为强度低，在同样的使用条件下（同样的压力和直径），聚乙烯管的壁厚要比聚氯乙烯管厚一倍以上。不仅材料成本高，而且实际上使得聚乙烯只能应用在压力较低、直径较小的管材（否则壁厚太厚，难以加工）。在我国 92 年制定的聚乙烯管国家标准就反映了当时材料性能较低的限制，例如： 根据“给水用高密度聚乙烯（HDPE）管标准 GB13663—92”规定，在压力等级为 1MPa 时，直径为 200mm 的给水用高密度聚乙烯管规定壁厚为 18.2mm；而根据我国“给水用硬聚氯乙烯（PVC—U）管材标准GB/T10002.1—96”，在压力等级是 1MPa 时，同样直径 200mm 的硬聚氯乙烯管材规定的壁厚为 8.7mm，厚度比是 2.09 比 1，材料的重量比是 1.42 比 1。随着聚乙烯材料的开发，经过从 PE63 级、PE80 级、PE100 级的发展，聚乙烯管的许用应力提高了很多，聚乙烯管与聚氯乙烯管在壁厚上的差距越来越小：根据新的国家标准 GB/T13663—2000“给水用聚乙烯（PE）管材”，如果用 PE100 生产给水管，在压力等级为 1MPa 时，直径 200mm 的 PE100 聚乙烯管材的规定厚度是 11.9mm,和聚氯乙烯管厚度比为 1.37 比 1，重量比为 0.93 比 1。也就是说，同样压力和同样直径下，用 PE100 聚乙烯管已经比用聚氯乙烯管的重量少了。 聚乙烯管材专用料不仅显著增加了长期强度，而且还提高了抗开裂等多方面的性能，因而在同样的使用压力下可以减壁厚，增加了输送截面，或者在同样的壁厚下增加了使用压力，提高了输送能力，经济效益很明显。因为可以用到大直径、使用环境较恶劣（如低温、海底等）的场合，其应用领域就更广阔了。 1.2 聚乙烯管的柔韧性和可熔接性使其在铺设时方便经济和使用中安全可靠 高等级聚乙烯管材专用料的价格比聚氯乙烯高出较多，至今应用聚乙烯管在管材费用上仍然是要高于聚氯乙烯管。近年在发达国家大量应用聚乙烯管的原因是聚乙烯管还有其他的一些独特的优点，因为聚乙烯管在管道铺设费用上常可以明显低于聚氯乙烯管的铺设费用，使总的工程费用上更加经济。给水、输气管网大都在室外埋地铺设，连接是否方便可靠，铺设工作能否迅速经济，常是工程中最优先考虑的。 聚