安装工程常用管材分为金属管材、非金属管材、复合管材3类。金属管材分为黑色金属管和有色金属管,前者包括钢管、铸铁管、不锈钢等,后者包括铜管、铝管等;非金属管材包括塑料管、玻璃钢管、陶土管和水泥管;复合管包括铝塑复合管、钢塑复合管等。
1.钢管及管件
钢管是两端开口,横截面为圆形或多角形的空心长材。端部可进行加工,如攻丝或扩孔、在内表面或外壁涂层(有机或金属涂层)或加装整体法兰。小直径钢管可成卷交货。
按制造工艺分,钢管分为焊接钢管和无缝钢管。
(1)焊接钢管及管件
1)焊接钢管
焊接钢管用热轧或冷轧钢板和钢带卷焊制成的钢管,可以纵向直缝焊接,也可螺旋焊接。焊接后的钢管可进行后续热加工或冷加工以达到最终尺寸。按表面镀层分可分为镀锌管(白铁管)和非镀锌管(黑铁管)。按壁厚分可分为普通管和加厚管。
2)焊接钢管管件
焊接钢管管件分为成品螺纹管件、冲压管件和焊接管件。
①螺纹管件。螺纹管件是焊接钢管螺纹连接(丝接)时使用的成品管件。其材质为可锻铸铁,俗称玛钢,也称玛钢管件,分为镀锌和非镀锌管件2类,如图1-1所示。按用途分有以下类型:
a.管路延长连接用配件:管箍、对丝(外丝)、大小头;
b.管路分支连接用配件:三通、四通、异径三通、异径四通;
c.管路改变方向用配件:45°弯头、90°弯头、180°弯头等;
d.节点碰头连接用配件:活接头(由任)、螺纹法兰盘、根母(六角内丝);
e.管道变径用配件:补心(内外丝)、大小头、异径弯头;
f.管子堵口用配件:丝堵(堵头)、管堵头(管帽)。
图1-1 螺纹管件
②冲压管件。这类管件采用钢板或钢带经过冷、热冲压成型,根据公称直径和制造工艺不同,允许在壳体上有一条或两条纵向焊缝,如图1-2所示。
图1-2 冲压管件
③焊制管件。这类管件主要有焊接弯头又称虾体弯、三通及焊接异径管等,一般在现场用钢管制作,如图1-3所示。
图1-3 焊制弯头
(2)无缝钢管及管件
1)无缝钢管
无缝钢管由钢锭、管还或钢棒穿孔制成的,经过后续热加工或冷加工得到最终尺寸的管。无缝管也可通过离心浇铸获得。按制造方法分,有热轧管和冷拔管;按用途分,有普通无缝钢管和专用无缝钢管。普通无缝钢管适用于输送给水、蒸汽、燃气以及较高压力的流体。专用无缝钢管用于特定用途和场所,如低、中压锅炉用无缝钢管、低温管道用无缝钢管等。
2)无缝钢管管件
无缝钢管管件一般用钢管在现场制作,也可采用对焊管件,其材质应与无缝钢管材质相同。无缝钢管管件与管子采用对焊连接,故称为对焊管件。常用的有:冲压弯头、挤压三通、预拉焊接三通,铸造、锻制三通、管帽、模锻同心异径管和偏心异径管等,如图1-4所示。
图1-4 对焊钢制管件
(4)钢管连接方式
1)焊接连接
焊接连接是管段间的直接连接,用于钢管的对接、直管与管件、法兰等连接。特点是焊缝强度一般达到管子强度的85%以上,甚至超过母材强度;构造简单,管路美观整齐,节省了大量的定型管件;接口严密,不用填料,可减少维修工作;接口不受管径限制,作业速度快。焊接连接接口是固定接口,连接、拆卸困难,如需检修、清理管道则要将管道切断。
焊接适用于非镀锌钢管在要求装接严密、不需经常检修、更换部件的场所,多用于暗装管道和直径较大的管道。镀锌钢管不得焊接,否则焊接时锌层局部被破坏反而加速钢管的锈蚀。
②螺纹连接
螺纹连接是带螺纹的管道、管道与管件及附件的连接,是一种广泛使用的可拆卸连接,具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点。
DN≤50mm钢管一般采用螺纹连接。管径小于或等于100mm的镀锌钢管宜用螺纹连接,多用于明装管道,镀锌钢管应采用螺纹连接,套丝扣时破坏的镀锌层表面及外露螺纹部分应做防腐处理,管径>100mm时由于安装时旋动螺纹太费力或没有配件的原因宜采用法兰连接或卡箍(沟槽)连接。
连接时内、外螺纹间加适量填料,其作用是为了增加管螺纹连接处的严密性,并且可防止管螺纹连接处在使用中被锈死,影响日后的维护管理,常用填料:线麻、聚四氟乙烯生料带。
③法兰连接
法兰连接就是把两个管道、管道与管件或器材先各自固定在一个法兰盘上,然后在两个法兰盘之间加上法兰垫,最后用螺栓将两个法兰盘拉紧使其紧密结合起来的一种可拆卸的接头。特点是装卸方便、连接强度高、严密性好;适用于DN>100mm镀锌钢管,需要检修或定期清理的阀门,管路附属设备、附件与管的连接,如水泵、法兰水表等。
法兰有铸铁和钢制两种。法兰连接包括法兰盘与管道之间的连接,以及法兰盘与法兰盘之间的连接。法兰与管道的连接有翻边松套、螺纹连接、焊接连接三种,管道安装中多用平焊钢法兰的连接方式。螺纹法兰连接,用有内螺纹的法兰盘与有外螺纹的钢管相连接,这种法兰多为铸铁材质,可用于低压管道的连接。
④沟槽连接
在管段端部压出凹槽,通过专用卡箍,辅以橡胶密封圈,扣紧沟槽连接的方法。又称卡箍连接。沟槽式连接件连接可用于消防水、空调冷热水、给水、雨水等系统直径大于或等于100mm的镀锌钢管,具有操作简单、不影响管道的原有特性、施工安全、系统稳定性好,维修方便、省工省时等特点。
(5)不锈钢管
按制造方式分,不锈钢管有不锈钢焊接钢管和不锈钢无缝钢管;按壁厚分,不锈钢管有普通不锈钢管和薄壁不锈钢管。
不锈钢管用于输送一般流体和含有腐蚀性的介质。薄壁不锈钢管由于价格较高,一般用于直饮水管或高标准建筑室内给水管。
薄壁不锈钢管耐腐蚀、卫生、环保,韧性好,比一般金属易弯曲、易扭转,不易裂缝、折断,而且连接技术成熟、可靠。
薄壁不锈钢给水管材、管件的连接方式有卡凸式连接、卡压式连接、环压式连接和承插氩弧焊式连接。
2.铸铁管及管件
铸铁管是用铸铁浇铸成型的管子,它包括铸铁直管和管件,铸铁管分给水铸铁管和排水铸铁管两种。
按铸造方法不同分为连续铸铁管和离心铸铁管,按材质不同分为灰口铸铁管和球墨铸铁管,一般来说,连续铸铁管即连续铸造的灰口铸铁管,而离心铸铁管则是离心球墨铸铁管。
(1)离心球墨铸铁管
离心球墨铸铁管抗拉强度、抗压强度比灰口铸铁管高出1倍以上,比钢管也高许多,耐腐蚀性能优于钢管和灰口铸铁管,其使用寿命可达50-70年,是钢管寿命的3-5倍。与灰铸铁管相比其延伸率较高,具有一定的韧性,克服了灰铸铁管的脆性。
连接方式有机械柔性连接(K、N1、S型接口)、滑入式(T型接口)柔性连接、自锚连接、法兰连接。离心球墨铸铁管采用柔性接口,整条管线具有柔性结构性能,具有较强的抗震和防基础下陷的能力,市政、小区供水支线供水管道一般选用球墨铸铁管。
在高层建筑中将球墨铸铁管设计为给水总立管,连接方式为承插(刚性)连接和柔性连接;前者为石棉水泥和膨胀水泥接口,后者为胶圈接口。
(2)灰口铸铁管
铸铁排水管材连接(接口)形式有柔性连接(卡箍式、滑入式和机械式)、刚性(承插)连接、法兰连接。其中,柔性连接的卡箍式用橡胶密封套密封,滑入式和机械式用橡胶圈密封,胶圈形式有N、N1、X型。法兰接口铸铁管用法兰固定,内垫橡胶法兰垫片密封。柔性接口排水管具有较强的抗曲挠、伸缩变形能力和抗震能力,具有广泛的适用性。刚性接口排水管缺乏承受径向曲挠、伸缩变形能力和抗震能力,使用过程受到建筑变形、热胀冷缩、地质震动等外力作用时,易产生管体破裂,造成渗漏事故,因而被逐渐淘汰,仅仅在一些低矮建筑或特殊场合使用。刚性接口一般铸铁管承口较大,直管插入后,用石棉水泥等密封。排水承插铸铁管适用于污水的排放,一般都是自流式,不承受压力。
灰口铸铁管柔性接口连接可分为卡箍式和法兰机械式(又称法兰承插式)两种。卡箍式柔性接口是直管和管件端口均为平口。连接时,将两相邻管端外壁安装上内置橡胶密封套的不锈钢卡箍,用紧固卡箍上的螺栓来箍紧两管端,同时挤压橡胶密封套以达到连接和密封的要求,且能适应轴向与横向变形的接口。机械式柔性接口是将直管或管件的插口置入与之相连接的带法兰盘的承口内,用螺栓紧固承口法兰和安装在插口处的法兰压盖,挤压安装在两者中间的橡胶密封圈,以达到连接和密封的要求,且能适应轴向与横向变形的接口。
(3)铸铁管件
管件种类很多,常用的有以下几种:
1)弯头。用在管道转弯处,使管道改变方向。常用弯头的角度有90°和45°两种。
2)乙字管。排水立管在室内距墙比较近,但基础比墙要宽,为了到下部绕过基础需设乙字管,或高层排水系统为消能而在立管上设置乙字管。
3)三通或四通用在两条管道或三条管道的汇合处。三通有正三通、顺水三通和斜三通。四通有正四通和斜四通。
4)管箍。也叫套袖,它的作用是将两段排水铸铁直管连在一起。
5)存水弯也叫水封,设在卫生器具下面的排水支管上。使用时,由于存水弯中经常存有水,可防止排水管道中的有毒有害气体或虫类进入室内,保证室内的环境卫生。水封高度通常为50~100mm。
3.塑料管及管件
塑料管是合成树脂加添加剂经熔融成型加工而成的制品。常用塑料管有:硬聚氯乙烯管(PVC-U)、聚乙烯管(PE)、交联聚乙烯管(PEX)、无规共聚聚丙烯管(PP-R)、聚丁烯管(PB)等。
塑料管的主要优点:化学稳定性好,不受环境因素和管道内介质组分的影响,耐腐蚀性好;导热系数小,热传导率低,绝热保温,节能效果好;水力性能好,管道内壁光滑、流体阻力小,不易积垢,管内流通面积不随时间发生变化,管道阻塞几率小;相对于金属管材,密度小、材质轻,运输安装方便、灵活、简捷,维修容易;可自然弯曲或具有冷弯性能,可采用盘管供货方式,减少管接头数量。缺点是强度较低,耐热性差。
塑料管材从外观形式可分为:硬管和软管、透明管和不透明管、普通直管和波纹管,波纹管又分为单壁波纹管和双壁波纹管。
从管材使用环境温度可分为:普通管和耐热管、耐寒管、耐环境应力开裂管(如地埋煤气管);从管材卫生角度划分为无毒管(用于给水管)、有毒管(用于排水管),从功能性划分有热收缩管,抗静电管、弹簧管等。
(1)聚乙烯(PE)管与管件
1)管材
聚乙烯(PE)管是以聚乙烯树脂为主要原料经挤出成型法制成的热塑性塑料管。管材无毒、质量轻、韧性好、可盘绕,耐腐蚀,在常温下不溶于任何溶剂,低温性能、抗冲击性和耐久性均比聚氯乙烯好。PE管强度较低,一般适宜于压力较低的工作环境,且耐热性能不好,不能作为热水管使用。
按聚乙烯树脂的密度不同分为高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)三种管材。广义聚乙烯管道系统包括可以耐热的交联聚乙烯PEX管,非交联的耐热聚乙烯PE-RT管,和只能应用于冷水的高密度聚乙烯HDPE管。耐热的PEX管和PE-RT管柔韧可弯曲,在我国主要应用于地板采暖。
给水聚乙烯管适用于水温不大于40℃,最大工作压力不大于2.0MPa,一般用途的压力输水和饮用水输配的聚乙烯管道系统及其组件。管材应为黑色或蓝色,蓝色管材仅用于暗敷。黑色管材上应共挤出至少三条蓝色条,色条应沿管材圆周方向均匀分布。管材长度一般为6m、9m、12m,也可由供需双方商定。
管材标志内容应打印或直接成型在管材上,至少包括的标志内容有制造商和商标(名称和符号)、内部流体(“水”或“Water”)、公称外径×壁厚(dn×en)、标准尺寸比(SDR)、公称压力(PN)、材料和命名(PE80或PE100)、混配料牌号(可打印在标签上)、生产批号、回用料(如有使用,例如:R)、生产时间年份和地点(提供可追溯性)、标准编号(GB/T13663.2)。
2)管件
聚乙烯管件类型包括熔接连接类管件、构造焊制类管件、机械连接类管件(de≤63mm)、法兰连接类管件四种。熔接连接类管件分为电熔管件、热熔对接管件和热熔承插管件。电熔管件包括电熔插口管件、电熔鞍形(旁通、直通)管件,如图1-5。构造焊制类管件是经热熔对接工艺制成的焊制管件,如图1-6。图1-7为法兰连接,图1-8为螺纹连接,图1-9为用径向外夹紧管件的机械连接。
图1-5 电熔管件
图1-6 构造焊制类管件
图1-7 法兰连接
图1-8 螺纹连接
图1-9 径向外夹紧管件
(2)交联聚乙烯(PE-X)管
交联聚乙烯(PE-X)管生产所用的主体原料为高密度聚乙烯(HDPE),聚乙烯在管材成形过程中或成型后进行交联。交联的目的是使聚乙烯的分子链之间形成化学键,获得三维网状结构。适用于建筑物内冷热水管道系统,包括工业及民用冷热水、饮用水和采暖系统等。不适用于灭火系统和非水介质的流体输送系统。颜色由供需供需双方协商确定。
根据管材的交联工艺不同分过氧化物交联聚乙烯(PE-Xa)管、硅烷交联聚乙烯(PE-Xb)管、电子束交联聚乙烯(PE-Xc)管、偶氮交联聚乙烯(PE-Xd)管。
管材的使用条件级别分为级别1、级别2、级别4、级别5四个级别,管材按使用条件级别和设计压力选择对应的管系列S值,管材按管系列分为S6.3、S5、S4和S3.2四个管系列。
PEX管用于建筑冷热水管连接时.一般采用金属质内外夹紧式管件进行机械连接,主要有两类:卡套管件和卡压管件连接。
(3)耐热聚乙烯(PE-RT)管与管件
PE-RT管适用建筑冷热水管道系统,包括民用与工业建筑冷热水、饮用水和采暖系统等。不适用于灭火系统。地暖管材宜为本色,生活饮用水管材宜为灰色
管材按原材料分为PE-RTI型管材和PE-RTⅡ型管材。按功能分带阻隔层管材和普通管材。带阻隔层的管材是具有一层很薄阻隔层的塑料管材,用于阻止或减少气体或光透过管壁,而设计应力的要求完全靠主体树脂保证。
管件按连接方式分为熔接管件和机械连接管件。熔接管件按熔接方式不同分为热熔承插连接管件和电熔连接管件。机械连接管件是指通过机械方式实现连接的管件,如螺纹连接(带金属螺纹接头的管件)和法兰连接。
(4)聚氯乙烯(PVC)类管材与管件
聚氯乙烯(简称PVC)是氯乙烯单体按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。
PVC可分为软PVC和硬PVC。其中硬PVC大约占市场的2/3,软PVC占1/3。软PVC一般用于地板、天花板以及皮革的表层,但由于软PVC中含有增塑剂(这也是软PVC与硬PVC的区别),物理性能较差(如给水管需要承受一定水压,软质PVC就不适合使用),所以其使用范围受到了局限。硬PVC不含增塑剂,因此易成型,物理性能佳,因此具有很大的开发应用价值。聚氯乙烯材料生产过程中,势必添加几种助剂,如稳定剂,增塑剂等等,倘若全部采用环保助剂,那PVC管材亦是无毒无味环保的制品。
PVC热稳定性差,不易加工,不能直接使用,必须经过改性混配,添加相关助剂和填充物才可以使用。添加的相关助剂和填充物的种类和分数的不同,这就决定了所制备的PVC材料性能和要求是不一样的。
1)硬聚氯乙烯(PVC-U)管与管件
以PVC-U混配料为主要原料,经挤出成型的管材,经注塑成型和用管材弯制成型的管件。树脂必须是卫生级,加入的添加剂不得使输送介质产生毒性、引起感官不良感觉或助于微生物生长,同时不得影响产品的粘接性能以及影响规定的其他性能。由于有PVC-U单体和添加剂渗出,适用于压力下输送饮用水和一般用途水,水温不超过45℃给水系统中。PVC-U管的优点是强度较高,缺点是韧度较低,即脆性大抗开裂抗冲击性能较差。
管件按连接方式不同分为粘接式承口管件、弹性密封圈式承口管件、螺纹接头管件和法兰连接管件。因此,硬聚氯乙烯管材的安装采用承插焊(粘)接、承插柔性连接、法兰、螺纹连接等方法。
2)高性能硬聚氯乙烯(PVC-UH)管材
采用最小要求强度(MRS)大于或等于25MPa的聚氯乙烯(PVC)混配料为原料,经挤出成型,并具有一体成型的钢骨架密封圈承口结构的管材,简称“PVC-UH管材”。
钢骨架密封圈为PVC-UH管材自带的密封圈,在管材扩口同时嵌入扩口中,扩口凹槽结构由密封圈直接预制成型,扩口完成后,形成一体成型的钢骨架密封圈承口结构,非破坏情况下,承口中密封圈不可脱出。
3)抗冲抗压双轴取向聚氯乙烯(PVC-O)管材
用于输送温度不高于45℃的承压冷水,包括饮用水和普通要求的水,也可用于一些恃殊领域,如有冲击负载和压力波动的场合,压力等级不超过2.5MPa。(www.xing528.com)
4)抗冲改性聚氯乙烯(PVC-M)管材
适用于以聚氯乙烯树脂为主要原料,经共混改性挤出成型的给水用抗冲改性聚氯乙烯(PVC-M)管道系统用管材,用于输送温度不超过45℃的水。
5)氯化聚氯乙烯(PVC-C)管与管件
由氯化聚氯乙烯(PVC-C)树脂以及为提高其加工性能所必须的添加剂制造而成的。
氯化聚氯乙烯(PVC-C)树脂的氯含量(质量分数)应≥67%,制造管材和管件的氯化聚氯乙烯(PVC-C)混配料(已加添加剂的成品料)的氯含量(质量分数)应≥60%。
(5)聚丙烯(PP)管与管件
聚丙烯通过共聚的方法改性可提高管材的抗冲击强度等性能,改性聚丙烯有三种,即均聚聚丙烯(Ⅰ型,PP-H)、嵌段共聚聚丙烯(Ⅱ型,PP-B)、无规共聚聚丙烯(Ⅲ型,PP-R)。PP-H抗冲击性能差,主要应用于工业管道,PP-B耐热性较差,但抗冲击性能较好,适用于冷水管。
冷热水用聚丙烯管以聚丙烯(PP)混配料为原料,经挤出成型的圆形横截面的聚丙烯管材,适用于建筑物内冷热水管道系统,包括饮用水和采暖管道系统等,不适用于灭火系统。聚丙烯管材按聚丙烯混配料分为β晶型PP-H、PP-B、PP-R、β晶型PP-RCT(结晶改善的无规共聚聚丙烯)管材。
PP-R管具有较高的强度,较好的耐热性,最高工作温度可达95℃,在1.0MPa下长期(50年)使用温度可达70℃,另外PP-R管无毒、耐化学腐蚀,在常温下无任何溶剂能溶解,目前它被广泛地用在冷热水供应系统中。但其低温脆化温度仅为-15~0℃,在北方地区其应用受到一定限制。
管材按不同的材料、使用条件级别和设计压力选择对应的S值。管材按管系列分为S6.3、S5、S4、S3.2、S2.5、S2。管材的长度一般为4m或6m,也可由供需双方商定。
标志至少应包括生产厂名或商标、产品名称(β晶型PP-H或PP-B或PP-R或β晶型PP-RCT)、规格及尺寸(管系列S、公称外径dn和公称壁厚en)、标准号、生产日期或生产批号、非明装管材应注明“不可明装”、若带有阻隔层,应标注,如“阻氧”等内容。
管件有热熔连接管件和机械连接管件,热熔连接管件按熔接方式的不同分为热熔承插连接管件和电熔连接管件,机械连接管件为带金属螺纹接头的管件。
管件金属部分的材料在管道使用过程中对塑料管道材料不应造成降解或老化。推荐采用铬含量不小于10.5%,碳含量不大于1.2%的不锈钢;经表面处理的铜或铜合金。
PP-R管道的连接方法主要有热熔连接(对接式和承插式)和电熔连接两种。这两种方法适用于同质的PP-R管材与管件的连接,其中,电熔连接的成本较高。安装部位狭窄处,施工不方便的场合,宜采用电熔连接。
PP-R管道的另外两种次要连接方法是:法兰连接和螺纹连接。法兰连接是法兰管件和PP-R法兰连接件及套入的金属法兰盘组成活套法兰进行连接的方法,它适用于大口径管道连接;螺纹连接是螺纹管件和带金属螺纹嵌件的PP-R管件的连接,适用小口径管道的连接。与金属管件、卫生洁具五金配件、水表及阀门等可能要拆卸的场合,宜采用法兰或螺纹连接。暗敷墙体、地坪面层内管道不得采用螺纹或法兰连接。
(6)聚丁烯(PB)管
PB管具有很高的耐久性、化学稳定性和可塑性,质量轻,柔韧性好,用于压力管道时耐高温特性尤为突出(-30~100℃),抗腐蚀性能好、可冷弯、使用安装维修方便、寿命长(可达50~100年),适于输送热水。但紫外线照射会导致老化,易受有机溶剂侵蚀。聚丁烯管可采用热熔连接,小口径管也可采用螺纹连接。
4.复合管材及管件
关于复合管的概念,塑料行业和结构专业有很大差异。
塑料行业的观点,认为两种不同材质复合而成的管材为复合管,如钢塑复合管。
结构专业的观点,认为两种不同材质复合,且共同受力的管材为复合管,如钢筋混凝土管。钢塑复合管中的衬塑钢管和涂塑钢管,钢管受力而塑料层不受力,不是复合管。
给水排水专业的观点,认为两种或两种以上的材料经复合工艺而成为整体的圆管,或两种或两种以上的材料或不同材质的同种材料组合而成的,整体共同受力的圆管为复合管。
但在我国,关于塑料管还有一条定义,即“与过水断面接触的材料为塑料;而塑料层厚度与壁厚之比60%以上时,为塑料管。”按此规定,塑料管与塑料管的复合,如芯层发泡管应纳入塑料管范畴;而塑料管与金属管的复合,如铝塑复合管,钢骨架塑料复合管也属于塑料管范畴。
因此复合管存在与塑料管的交叉,也存在与金属管的交叉(如塑覆铜管、覆塑不锈钢管划归复合管,还是划归金属管)。
按两种或两种以上的材料经复合工艺而成为整体的圆管这一概念,复合管分三大类:
1)塑料与塑料的复合,如纤维增强无规共聚聚丙烯复合管;
2)金属与塑料的复合,如钢塑复合管(包括衬塑钢管、涂塑钢管和外覆塑复合管)、钢塑复合压力管、不锈钢塑料复合管、铝塑复合管、塑铝稳态管、钢骨架塑料复合管(包括钢丝网骨架塑料复合管和钢板孔网塑料复合管)等;
3)金属与金属的复合,如内衬不锈钢复合钢管。
复合管多数为金属与塑料的复合管。这类复合管兼有金属管强度高的特点,又有塑料管耐腐蚀的优点,有的偏刚性,如钢塑复合管;有的偏塑性,如不锈钢塑料复合管、铝塑复合管、塑铝稳态管等;有的中性,如钢骨架塑料复合管。但由于复合管是由两种材料复合而成的,不同材质的线膨胀系数相差很大,如复合工艺不好,会产生离层问题,同时也正由于是两种材料复合而成,因而在施工现场切割时,容易造成端口腐蚀等问题,这需引起注意。
不同塑料层耐热性能不同,耐热聚乙烯和聚丙烯可用于70℃以下的热水;交联聚乙烯和氯化聚氯乙烯可用于90℃以下的热水。冷水指常温水,水温小于等于40℃的水;热水指经过加热后的水,即水温大于40℃的水。
复合管管端在出厂时宜采用塑料盖封堵。管端封堵,对不同管材有不同作用。有的是为了怕管端变形影响连接性能,如镀锌钢管的螺纹;有的是为了怕管材受冲击而导致破损,如PVC-U管;有的则是为了保护管材,不致出现端口离层问题,如钢塑复合管。
复合管的管件比塑料管管件和金属管管件要复杂。因为塑料管和金属管是单一材料的,而复合管是两种或两种以上材质的材料复合成一体,既要考虑连接的可靠性和密封性能良好,又要考虑不能给管材的复合工艺带来负面效应。还要注意端口的防腐蚀。
(1)铝塑复合压力管(简称铝塑管,PAP管)
以焊接铝管为中间层,内外层均为聚乙烯塑料、耐热聚乙烯或交联聚乙烯塑料,采用热熔胶,通过挤塑成型方法复合成一体的管材。铝塑管的铝管焊接方式有搭接焊和对接焊两种。
1)铝塑复合压力管(搭接焊)
铝塑管按材料分为聚乙烯铝塑复合压力管(PAP,内外层为共挤聚乙烯)、交联聚乙烯铝塑复合压力管(XPAP,内外层为交联聚乙烯)、耐热聚乙烯铝塑复合压力管(RPAP,内外层为耐热聚乙烯)。
按用途分类冷水用铝塑管(L)、热水用铝塑管(R)、燃气用铝塑管(Q)、特种流体用铝塑管(T)。
产品根据用途不同,冷水用铝塑管采用白色、热水用铝塑管橙红色、燃气用铝塑管黄色、特种流体用铝塑管红色。
2)铝塑复合压力管(对接焊)
按复合组分材料分为1型铝塑复合管(XPAP1:外层为聚乙烯材料,内层为交联聚乙烯材料)、2型铝塑复合管(XPAP2:内、外层均为交联聚乙烯材料)、3型铝塑复合管(PAP3:内、外层均为聚乙烯材料)、4型铝塑复合管(PAP4:外层为聚乙烯材料,内层为燃气用聚乙烯专用料)、5型铝塑复合管(RPAP5:内、外层均为耐热聚乙烯材料)、6型铝塑复合管(RPAP6:内、外层均为无规共聚聚丙烯材料)六种型式。
铝塑复合管外层宜采用颜色识别不同用途:冷水用铝塑复合管(黑色、蓝色或白色)、热水用铝塑复合管(橙红色或白色)、燃气用铝塑复合管(黄色)。室外用铝塑复合管外层应采用黑色,且管道应标有表示用途颜色的色标。
3)内层熔接型铝塑复合管(TPAP)
一种由多层无规共聚聚丙烯或耐热聚乙烯塑料与焊接铝合金管,通过热熔粘接剂粘接而成的复合管。它外层塑料薄,内层塑料厚,通过专用工具将管材一端的外层塑料、铝管、热熔粘接剂全部剥去,裸露内管外壁,即可进行热熔连接。
熔接铝塑管按由外层到内层的材料分类,其型式有RT型复合管(PE-RT/AL/PE-RT)、P型复合管(PP-R/AL/PP-R)。
4)外层熔接型铝塑复合管
内层为聚丙烯或聚乙烯共挤塑料,外层为聚丙烯共挤塑料,嵌入金属焊接铝合金管,层间通过热熔粘合剂形成粘结层,外层可熔接的复合管。管材代号为PP-R/AL/PE-RT、PP-R/AL/PP-R、PP-R/AL/PE。
铝塑复合管一般采用卡压连接、内热熔连接、外热熔连接、双热熔连接、卡套连接(DN≤32mm)。
①卡压式管件。一种由本体、夹套、橡胶密封圈及定位挡圈构成,通过专用钳压工具将夹套压紧在管材外端以实现其密封连接的连接件。
②卡套式管件。连接件由具有阳螺纹和倒牙管芯的主体、金属紧箍环和锁紧螺帽组成。管芯插入管道后,拧动锁紧螺母,将预先套在管道外的金属紧箍环束紧,使管内壁与管芯密封,起到连接作用。
(2)塑铝稳态管(塑铝稳态复合管)(PE/A/P管)
内层为PP-R或PE-RT塑料,中间用铝层包覆,外覆塑料保护层,各层间通过热熔胶粘接而成五层结构的复合管材。分无规共聚聚丙烯塑铝稳态复合管、耐热聚乙烯塑铝稳态复合管。
内管由塑料材料制成的承压层,它与被输送介质直接接触。铝层采用热熔胶粘接的方法成型,该铝层通过热熔胶与内管及外覆层粘接复合成一体,达到抗紫外线、抗渗氧、降低线膨胀系数的作用,提高塑铝稳态管材的安全性能。外覆层暴露于外部环境的塑料层(PE-RT或PE),主要起保护铝层的作用。
明敷、非直埋采用螺纹、法兰、热熔承插连接,直埋采用热熔承插连接。
(3)铝合金衬塑复合管材
一种外管为铝合金管、内管为热塑性塑料管,经预应力复合而成两层结构的管材。
外管由变形铝合金材料经热挤压成型的无缝圆管,与内管经预应力复合成一体。内管由热塑性塑料挤出成型的管材,其与被输送介质直接接触。
按内管材料不同可分为铝合金衬无规共聚聚丙烯(PP-R)复合管材;铝合金衬聚丁烯(PB)复合管材;铝合金衬耐热聚乙烯(PE-RT)复合管材。连接方式为热熔承插连接,与金属管连接时采用带金属接头的管件连接。
适用于冷热水管道系统,包括工业与民用冷热水、热水采暖、中央空调及饮用水等铝合金衬塑复合管道系统;在考虑到材料的耐化学性和耐热性条件下,可用于各种化学流体及气体输送铝合金衬塑复合管道系统。
当内管为挤出成型的聚乙烯管时是燃气用铝合金衬塑复合管。管材连接方式分为热熔承插连接和电熔连接。
(4)钢塑复合管(SP管)
以钢管为基管,在其内表面或外表面或内外表面粘结上塑料防腐层的钢塑复合产品。包括衬塑复合钢管(SP-C)、涂塑复合钢管(SP-T)和外覆塑复合钢管(SP-F)。钢塑复合管的涂塑钢管由基管和涂层构成,衬塑钢管由基管和衬管构成。
钢塑复合管连接方式:PN≤1.0MPa或DN≤100mm采用螺纹连接;1.0MPa<PN≤2.5MPa或100mm<DN≤600mm采用沟槽式连接、卡箍式柔性管接头连接、法兰连接。
钢塑复合管不得与阀门直接连接,应采用黄铜质内衬塑的内外螺纹专用过渡管接头。钢塑复合管不得与给水栓直接连接,应采用黄铜质专用内螺纹管接头。钢塑复合管与铜管、塑料管连接时应采用专用过渡接头。
1)涂塑复合钢管
涂塑复合钢管以钢管为基管,以塑料粉末为涂层材料,通过吸涂、喷涂等涂塑工艺在其内表面熔融涂敷塑料层、在其外表面熔融涂敷塑料层或用另外工艺在外表面涂敷上其他材料防腐层的钢塑复合管材。适用于公称尺寸不大于DN2000、输送介质温度低于45℃的给水涂塑钢管。
按内涂层材料分为聚乙烯涂层和环氧树脂(EP)涂层。按外涂(镀)层材料分为热镀锌层、环氧树脂涂层和聚乙烯涂层。
它不但具有钢管的高强度、易连接、耐水流冲击等优点,还克服了钢管遇水易腐蚀、污染、结垢及塑料管强度不高、消防性能差等缺点,设计寿命可达50年。主要缺点是安装时不得进行弯曲、热加工和电焊切割等作业。
目前涂塑钢管有三种。一种是以焊接钢管为基管的涂塑钢管,第二种是以内外热镀锌钢管为基管的涂塑钢管,第三种是内壁不镀锌,外壁镀锌的钢管为基管的涂塑钢管。在镀锌管上再涂塑没有不镀锌钢管的结合力好。
2)衬塑复合钢管
衬塑复合钢管是在钢管内壁,按输送介质的要求内衬聚乙烯(PE)、耐热聚乙烯(PE-RT)、交联聚乙烯(PE-X)、聚丙烯(PP-R)、硬聚氯乙烯(PVC-U))、氯化聚氯乙烯(PVC-C)等热塑性塑料管制成。适用于公称通径不大于500mm的给水衬塑钢管,以输送生活用冷热水为主。按输送水的温度分为冷水用衬塑钢管和热水用衬塑钢管。
基管可为直缝焊接钢管、螺旋缝埋弧焊钢管、无缝钢管、石油天然气工业输送钢管。基管外防腐为热镀锌、涂塑、外覆塑。
输送冷水的衬塑钢管按白色(或本色)制作内衬塑料管。输送热水的衬塑钢管按红色制作内衬塑料管。
3)衬塑可锻铸铁管件
采用注塑成型工艺在可锻铸铁管件内衬上一个由接口芯子和衬塑层连成一体的塑料芯的管配件。管件用于连接给水衬(涂)塑钢管。衬塑管件按结构形式分为接口芯子带螺纹和不带螺纹两种。
衬塑管件按使用温度分为冷水用衬塑管件和热水用衬塑管件,冷水用衬塑管件最高使用温度为50℃,热水用衬塑管件最高使用温度为85℃。
(5)钢塑复合压力管(PSP管)
以钢带经焊接成型的钢管为中间层,内外层为聚乙烯(PE、PE-X、PE-RT)或聚丙烯(PP-R)塑料,采用热熔胶,通过挤塑成型方法复合成一体的管材。适用于城镇和建筑内外冷热水、饮用水、供暖、燃气、特种流体(包括工业废水、腐蚀性流体,煤矿井下供水、排水、压风等)、排水(包括重力污、废水排放和虹吸式屋面雨水排放系统)输送用复合管以及电力电缆、通信电缆、光缆保护套管用复合管。
复合管按用途分冷水、饮用水用复合管(代号L),热水、供暧用复合管(代号R),燃气用复合管(代号Q),特种流体用复合管(代号T),排水用复合管(代号P),保护套管用复合管(代号B)。
复合管按公称压力分为1.25MPa、1.6MPa、2.0MPa、2.5MPa四个等级。
管道连接方式有沟槽式连接、法兰连接、热熔对接连接、双热熔连接。
(6)不锈钢塑料复合管(SNP管)
外管为对接焊薄壁不锈钢管、内管为挤出成型的塑料带,采用预应力复合或粘接复合而成的管材。
管材按复合方式可分为预应力复合结构管材和粘接复合结构管材,其中,预应力复合结构的管材是一种外层结构为不锈钢管、内层结构为热塑性塑料(PP-R、PB、PE-RT等)管,经预应力复合而成两层结构的管材。粘接复合结构的管材是一种外层结构为不锈钢管、内层结构为塑料(PE、PE-X、PVC-U、ABS等)管,中间层为热熔胶或其他胶粘剂,经粘合而成三层结构的管材。
管件按连接方式分为热熔承插连接管件和机械式连接管件。其中,热熔承插连接管件按与管材内层材料一致可分为PP-R管件、PB管件、PE–RT管件。预应力复合结构的不锈钢衬塑复合管材宜采用热熔承插连接管件,粘接复合结构的不锈钢衬塑复合管材宜采用机械式连接管件。
(7)钢骨架塑料(聚乙烯)复合管
以缠绕钢丝网或钢板孔网为中间层,内外层为聚乙烯塑料,采用热熔胶,通过挤塑成型方法复合成一体的管材。钢骨架塑料(聚乙烯)复合管包括钢丝网骨架塑料(聚乙烯)复合管和钢板孔网骨架塑料(聚乙烯)复合管材。
管道连接可采用法兰连接、热熔连接、电熔连接。
(8)内衬不锈钢复合钢管(BCP管)
采用复合工艺,在碳钢管内壁衬薄壁不锈钢管的复合管材,又称BCP双金属复合管。
内衬不锈钢复合钢管也是由基管和衬管构成,基管为钢管,衬管为薄壁不锈钢管。
PN≤1.0MPa或DN≤100mm采用螺纹连接;1.0MPa<PN≤1.6MPa或100mm<DN≤500mm采用沟槽、法兰、焊接连接;DN>500mm采用沟槽、焊接连接。
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