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PVC管材伸缩、流量、耐热、寿命、阻燃等指标哪些事?

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浏览: 发布日期:2020-8-10 14:10:27【

                                                                                             

一、PVC管材伸缩问题的说明

        PVC管与其他的塑料制品一样,都具有热胀冷缩的特性,因此,我们在安装PVC管材时,一定要考虑到地形、气候等因素,是否会对PVC管造成相当程度的热胀冷缩。
1、PVC管材的伸缩量可由下列公式计算:
 ΔL=(Q1-Q2)*L*α
 式中:
ΔL:管线伸缩量(cm)
Q1-Q2:温度差(℃)
L:直线配管长度(cm)
α:线膨胀系数
2、其中线膨胀系数(α)在常温时约为6-8*10-5/℃,一般均采用7*10-5/℃。
3、举例:温差在30℃,配管长度在1000米时,PVC管材的伸缩量可达到30*100000*0.00007=210(cm)=2.1米
所以PVC管在管线设计时,直线配管须考虑伸缩问题。如采用活套管,因活套管承口本身具有伸缩性,所以不必考虑管线伸缩问题;如采用TS管(胶粘管),配管直线长度每50米,就应该安装一个伸缩接头,以解决热胀冷缩产生的伸缩问题。

二、管道流量的计算方法
    管道流量,是指在单位时间内管道通过液体或气体的数量,一般以m³/h为单位。管材在一定的时间内流过一定体积的水,这个水的体积值就是管道流量。
1、计算方法
    管道流量,是管材横截面积与水流速度的乘积。
(1)、计算公式:Q=A×V
Q:流量,A:管材横截面积,V:流速  A=π×(dn/2)²    π:取3.14,dn:管材内径
式中:Q单位为m³/h(立方米/小时),V单位为m/s(米/秒),dn单位为mm
(2)、举例:
例:Φ110mm×2.7mm的管材,水流流速为l米/秒时,计算管道内水的流量。
解:首先对单位进行换算:管材横截面积(A)=3.14(π)×【110mm-(2.7mmX2)】²/4=3.14×0.0029=0.009m²
然后对流速单位进行换算:流速(V)=1m/s=3600m/h
最后通过流量计算公式进行计算:流量(Q)= 管材横截面积(A)×流速   (V)=0.009m²×3600m/h=32.4m³/h

三、PVC 管材施工中雄口端为什么要削角

1、TS管材放口端、管件处均为锥形口,若不削角将会造成插入困难,雄管端削角可使安装更为顺利,保证管材插接至规定深度。

2、TS管材雄管端削角可使胶合剂更均匀分布于粘接面,防止连接时将接头内胶合剂挤入管材内壁,造成非连接部位的腐蚀,影响管材的长期使用性能;

3、活套管材施工雄管端若不削角会无法插入,削角不足会造成胶圈损坏或胶圈顶翻。



四、测定PVC管材的耐热性能

PVC管材之使用温度一般以常温条件(20℃左右)最为合适。因为随着温度的升高,PVC管材承压能力会下降,故一般建议用户PVC管材的使用温度是45℃以下。在PVC管材生产时,检测管材的维卡软化温度,测定管材的耐热性能。下面针对维卡软化温度检测指标说明如下:

1.试验目的:塑料管材受热后易发生变形,以维卡温度的高低来衡量管材的耐热性能。

2.试验设备:维卡试验机,华亚东营塑胶有限公司使用的维卡试验机为日本TOYOSEIKI生产,所用加热油为优质导热硅油,此外检测设备每年都按照计划委外进行校准,保证试验指标的准确性。 

3.试验说明:

a、把试样放在液体介质中,在等速升温条件下测定标准压针(横截圆面积为1mm2)在 50N力的作用下, 压入试样内lmm时的温度,即为试样的维卡软化温度(VST)。

b、维卡软化温度是评价材料耐热性能,反映制品在受热条件下物理力学性能的指标之一。

c、维卡软化温度越高,表明材料受热时的尺寸稳定性越好,热变形越小,即耐热变形能力越好。

d、国家标准要求

五、PVC管使用于大自然中,其环境对PVC管的物性有哪些影响?

   PVC管适用于大自然中,以日光之直射对PVC管之物性强度最有影响,因日光之紫外线,易促进PVC管(其他塑胶材质亦然)之老化。故PVC管应尽量设计埋设于地下,或配管于室内,如须为露出配管,寒带地区PVC管道,要以保温材(如石棉材、玻纤、发泡材)加以保暖,以防止结冻。另PVC管具有耐酸、耐碱、耐腐蚀的特性,在大气中不致有腐蚀或氧化等现象发生。

六、UPVC管露出配管之使用寿命如何?


(1)PVC管埋设于地下,因不会腐蚀,亦不锈、不烂,故使用寿命国际公认可达50年以上,实际上仍能超出此年限很多,堪称是一种半永久性的管材。

(2)在露出配管之情形,因各地之气温差异,阳光之强弱差异及露出之日晒情况等之不同,其使用寿命当会有所差异,一般之情况,露出配管10~15年之寿命应可予肯定。(非正常使用除外)

(3)露出配管其使用寿命较埋设管短,主要为露出配管受到阳光之直射,故露出配管,如使用10~15年后应有更换的打算(针对压力管),无压力之管线,其寿命将会酌再增长。

七、PVC管材在污水处理领域的优势:

 1.PVC管使用寿命长,可达50年:

①理论依据:PVC管材之强度虽然随时间而下降,但其下降率亦随时间之增加而愈形缓慢,约至1000小时以后则几乎不再下降,PVC管如埋入地下而不露出配管,其寿命应可超过50年。

②实验室测试:华亚东营塑胶有限公司自美国进购了耐侯试验机,内有8条紫外线灯管及50℃蒸气,模仿大自然的环境条件。产品放置实验机内1小时,相当于外界1年,50小时后取出产品进行检测,其性能变化不大。

③实践证明:PVC管于1936年在德国首先使用,美国、日本等工业国家相继开发推广。母公司台塑集团南亚塑胶于1958年开始生产,挖掘出最早施工的产品,经检验其各项性能,在原固有性能95%以上。埋地管不受阳光照射,免受紫外线的影响,可称之为半永久性材料。

2.PVC管耐腐蚀性、耐药品性优良。

由于污水处理领域排放多为腐蚀性液体,所以对于管材耐腐蚀性有更高的要求。PVC管具有优异的耐酸、耐碱、耐腐蚀性,对于化学工业、废水排污、卫生下水道等之用途,甚为合适。


八、PVC管材的阻燃性能的说明

PVC管的阻燃特性,对PVC管的难燃性能、氧指数具体说明如下:

(1)所谓燃点,一般系指化学物品达到某种温度时,会自然起火燃烧,PVC管材并不会自燃,亦不助燃,且能自熄,故无燃点的问题。PVC管材是一种难燃的材料,当接触火焰时会燃烧,但火焰移开会立即熄灭,此乃难燃能自熄之特性。

(2)PVC的氧指数为48。(氧指数(OI)是指在规定的条件下,材料在氧氮混合气流中进行有焰燃烧所需的最低氧浓度.以氧所占体积百分数的数值来表示。氧指数高表示材料不易燃烧,氧指数低表示材料容易燃烧。在所规定的试验条件下在室温下材料在O2、N2混合气体中刚好维持火焰燃烧时的最小氧浓度以体积的百分率表示。其氧指数越高表明阻燃性能越好。)


九、PVC-U管的外压强度计算方法

PVC-U管的外压强度计算方法,现具体介绍如下:

(1) Janssen 计算公式:

① 垂直土压:

  PE= Bℓ [ 1-1 /exp(2k‧tan θ‧h /B) ] / 2k‧tan θ

②垂直轮压:

 PM =(1+i )W / ( L+2h )(b+2h )

 式中:

B:新挖掘之管沟宽度(计算采用50cm)

ℓ:覆盖土壤之密度(采用0.0018kgf /cm3)

h:覆土高度 ( cm )

θ:土壤之摩擦角(计算采用40°)( deg )

i:车轮荷重之冲击率(一般采用0.3)

w:轮胎荷重(后轮一轮)( kgf )

L:轮胎之接地长度 ( cm )

b:轮胎之接地宽度 ( cm )

K=(1-sinθ) / (1+sinθ)

exp(n)=en   e=2.71828自然对数之底。

③ 20吨卡车之车轮尺度与荷重:

20 吨卡车

W

L

b

8,000 kg

52cm

20cm

④ Janssen式计算之土压、轮压与埋设深度的关系(20吨卡车为实例):


注:冲击压 = 轮压 x 1.5

⑤ PVC管之埋设深度,一般在公路上,配合土压、轮压的条件,应埋设1.2M的深度,人行道为0.9M,住宅巷道为0.6M。


十一、PVC塑料管在建筑领域应用的几点问题说明


塑料管最多可适用于多少米高的楼房,高层建筑中底部能承受的最大压力如何?现结合如上问题说明如下:

1、塑料管内流体其落差10米,就会产生1kgf/cm2  ,(0.98Bar=0.098MPa)的内压。所以在高楼的给水用管,要以容许使用压力之范围内进行设计,超过最高容许使用之压力,不得使用。如供水系统由顶楼之水塔往下输送,则愈接近楼顶之水压愈低,往下则愈高。(如最低层之水压就有10 kgf/cm2而管材之最高容许使用压力如为10 kgf/cm2=1MPa,则可适用于100米的高楼,一般高楼建筑每层的高度约3.5-4米)。另高楼建筑,其至用户之压力较高,不适于家庭或办公场所所需求之压力,则管线可安装减压阀来配合。

2、建筑物之PVC排水管,一般管内污水满管的情形很少,如有满管始会产生压力,如管内有阻塞之情形发生,造成满管,产生内压之状况亦予考虑在内,最低层排水管出口使用之弯头,其弯头底部及外表可打混凝土,以增加其耐冲击强度。


十二、PVC建筑排水用管执行GB/T5836.1-2018标准的说明


1、PVC树脂标准:本次提出PVC树脂标准要符合GB/T5761-2006(国家标准-悬浮法通用性聚氯乙烯树脂),其中K值是指PVC之粘数其数值反映了PVC树脂的平均分子量大小,也就是PVC分子链的长短,决定了树脂的牌号和相应加工参数。其中选用树脂的K值越大代表所生产的管材耐内外压强度越大。

2、断裂伸长率:通过对管材断裂伸长率的测定,检验管材在加工方面是否塑化均匀,有无应力集中缺陷以及控制无机料的添加等,它主要反应了管材是否具有良好的柔韧性能。

3、密度:控制无机填料的添加量。

4、落锤冲击试压:检验管材耐瞬时冲击的能力,用来衡量管材在经受高速冲击状态下的韧性或对断裂的抵抗能力。

5、含铅量要求:为避免管材含铅析出对环境造成影响,本次标准要求无铅管材的铅含量应不大于200mg/kg,管材是否含铅要在管材印字上标记。

标准在对管材的环保性能和抗冲击性能以及产品的韧性方面做出了更高的要求。其次在出厂检测项目中增加密度的检测,严格控制无机填料的添加量,本次标准变化的目的就是将PVC排水产品控制的更加严格,要求各企业将产品品质做的更好。


十三、PVC管连接方法:

1. 对管材大面积损坏的需更换整段管材,可采用双承口连接件更换管材的方法;

2. 对溶剂粘接处渗漏的处理,可采用溶剂法;此时先排干管内的水,并使管内形成负压,然后将粘接剂注在渗漏部位的孔隙上,由于管内呈负压,粘接剂会吸入孔隙中而达到止漏的目的。

3. 套补粘接法主要是针对管道穿小孔和接头的渗漏。此时选用长15~500px的同一口径管材,将其纵向剖开,按粘接接头的方法将套管内面和被补管材的外表面打毛,涂胶后套在漏水处贴紧。

4. 玻璃纤维法是用环氧树脂加固化剂配成树脂溶液,用玻璃纤维布浸渍树脂溶液后,均匀缠绕在管道或接头渗漏处的表面,经固化后成为玻璃钢。


十四、PVC生产工艺流程 

      PVC管的成型使用SG-5型PVC树脂,并加入稳定剂、润滑剂、填充剂、颜料等,这些原料经适当的处理后按配方进行捏合,若挤管采用单螺杆挤出机,还应将捏合后的粉料造成粒,再挤出成型:若采用双螺杆挤出机,可直接用粉料成型,PVC管材工艺流程如下: 

     生产流程原料+助剂配制→混合→输送上料→强制喂料→锥型双螺杆挤出机→挤出模具→定径套→喷淋真空定型箱→浸泡冷却水箱→油墨印字机→履带牵引机→抬刀切割机→管材堆放架→成品检测包装