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PVC管材伸縮、流量、耐熱、壽命、阻燃等指標哪些事?

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瀏覽: 發布日期:2020/8/10 14:10:27【

                                                                                             

一、PVC管材伸縮問題的說明

        PVC管與其他的塑料制品一樣,都具有熱脹冷縮的特性,因此,我們在安裝PVC管材時,一定要考慮到地形、氣候等因素,是否會對PVC管造成相當程度的熱脹冷縮。
1、PVC管材的伸縮量可由下列公式計算:
 ΔL=(Q1-Q2)*L*α
 式中:
ΔL:管線伸縮量(cm)
Q1-Q2:溫度差(℃)
L:直線配管長度(cm)
α:線膨脹系數
2、其中線膨脹系數(α)在常溫時約為6-8*10-5/℃,一般均采用7*10-5/℃。
3、舉例:溫差在30℃,配管長度在1000米時,PVC管材的伸縮量可達到30*100000*0.00007=210(cm)=2.1米
所以PVC管在管線設計時,直線配管須考慮伸縮問題。如采用活套管,因活套管承口本身具有伸縮性,所以不必考慮管線伸縮問題;如采用TS管(膠粘管),配管直線長度每50米,就應該安裝一個伸縮接頭,以解決熱脹冷縮產生的伸縮問題。

二、管道流量的計算方法
    管道流量,是指在單位時間內管道通過液體或氣體的數量,一般以m3/h為單位。管材在一定的時間內流過一定體積的水,這個水的體積值就是管道流量。
1、計算方法
    管道流量,是管材橫截面積與水流速度的乘積。
(1)、計算公式:Q=A×V
Q:流量,A:管材橫截面積,V:流速  A=π×(dn/2)2    π:取3.14,dn:管材內徑
式中:Q單位為m3/h(立方米/小時),V單位為m/s(米/秒),dn單位為mm
(2)、舉例:
例:Φ110mm×2.7mm的管材,水流流速為l米/秒時,計算管道內水的流量。
解:首先對單位進行換算:管材橫截面積(A)=3.14(π)×【110mm-(2.7mmX2)】2/4=3.14×0.0029=0.009m2
然后對流速單位進行換算:流速(V)=1m/s=3600m/h
最后通過流量計算公式進行計算:流量(Q)= 管材橫截面積(A)×流速   (V)=0.009m2×3600m/h=32.4m3/h

三、PVC 管材施工中雄口端為什么要削角

1、TS管材放口端、管件處均為錐形口,若不削角將會造成插入困難,雄管端削角可使安裝更為順利,保證管材插接至規定深度。

2、TS管材雄管端削角可使膠合劑更均勻分布于粘接面,防止連接時將接頭內膠合劑擠入管材內壁,造成非連接部位的腐蝕,影響管材的長期使用性能;

3、活套管材施工雄管端若不削角會無法插入,削角不足會造成膠圈損壞或膠圈頂翻。



四、測定PVC管材的耐熱性能

PVC管材之使用溫度一般以常溫條件(20℃左右)最為合適。因為隨著溫度的升高,PVC管材承壓能力會下降,故一般建議用戶PVC管材的使用溫度是45℃以下。在PVC管材生產時,檢測管材的維卡軟化溫度,測定管材的耐熱性能。下面針對維卡軟化溫度檢測指標說明如下:

1.試驗目的:塑料管材受熱后易發生變形,以維卡溫度的高低來衡量管材的耐熱性能。

2.試驗設備:維卡試驗機,華亞東營塑膠有限公司使用的維卡試驗機為日本TOYOSEIKI生產,所用加熱油為優質導熱硅油,此外檢測設備每年都按照計劃委外進行校準,保證試驗指標的準確性。 

3.試驗說明:

a、把試樣放在液體介質中,在等速升溫條件下測定標準壓針(橫截圓面積為1mm2)在 50N力的作用下, 壓入試樣內lmm時的溫度,即為試樣的維卡軟化溫度(VST)。

b、維卡軟化溫度是評價材料耐熱性能,反映制品在受熱條件下物理力學性能的指標之一。

c、維卡軟化溫度越高,表明材料受熱時的尺寸穩定性越好,熱變形越小,即耐熱變形能力越好。

d、國家標準要求

五、PVC管使用于大自然中,其環境對PVC管的物性有哪些影響?

   PVC管適用于大自然中,以日光之直射對PVC管之物性強度最有影響,因日光之紫外線,易促進PVC管(其他塑膠材質亦然)之老化。故PVC管應盡量設計埋設于地下,或配管于室內,如須為露出配管,寒帶地區PVC管道,要以保溫材(如石棉材、玻纖、發泡材)加以保暖,以防止結凍。另PVC管具有耐酸、耐堿、耐腐蝕的特性,在大氣中不致有腐蝕或氧化等現象發生。

六、UPVC管露出配管之使用壽命如何?


(1)PVC管埋設于地下,因不會腐蝕,亦不銹、不爛,故使用壽命國際公認可達50年以上,實際上仍能超出此年限很多,堪稱是一種半永久性的管材。

(2)在露出配管之情形,因各地之氣溫差異,陽光之強弱差異及露出之日曬情況等之不同,其使用壽命當會有所差異,一般之情況,露出配管10~15年之壽命應可予肯定。(非正常使用除外)

(3)露出配管其使用壽命較埋設管短,主要為露出配管受到陽光之直射,故露出配管,如使用10~15年后應有更換的打算(針對壓力管),無壓力之管線,其壽命將會酌再增長。

七、PVC管材在污水處理領域的優勢:

 1.PVC管使用壽命長,可達50年:

①理論依據:PVC管材之強度雖然隨時間而下降,但其下降率亦隨時間之增加而愈形緩慢,約至1000小時以后則幾乎不再下降,PVC管如埋入地下而不露出配管,其壽命應可超過50年。

②實驗室測試:華亞東營塑膠有限公司自美國進購了耐侯試驗機,內有8條紫外線燈管及50℃蒸氣,模仿大自然的環境條件。產品放置實驗機內1小時,相當于外界1年,50小時后取出產品進行檢測,其性能變化不大。

③實踐證明:PVC管于1936年在德國首先使用,美國、日本等工業國家相繼開發推廣。母公司臺塑集團南亞塑膠于1958年開始生產,挖掘出最早施工的產品,經檢驗其各項性能,在原固有性能95%以上。埋地管不受陽光照射,免受紫外線的影響,可稱之為半永久性材料。

2.PVC管耐腐蝕性、耐藥品性優良。

由于污水處理領域排放多為腐蝕性液體,所以對于管材耐腐蝕性有更高的要求。PVC管具有優異的耐酸、耐堿、耐腐蝕性,對于化學工業、廢水排污、衛生下水道等之用途,甚為合適。


八、PVC管材的阻燃性能的說明

PVC管的阻燃特性,對PVC管的難燃性能、氧指數具體說明如下:

(1)所謂燃點,一般系指化學物品達到某種溫度時,會自然起火燃燒,PVC管材并不會自燃,亦不助燃,且能自熄,故無燃點的問題。PVC管材是一種難燃的材料,當接觸火焰時會燃燒,但火焰移開會立即熄滅,此乃難燃能自熄之特性。

(2)PVC的氧指數為48。(氧指數(OI)是指在規定的條件下,材料在氧氮混合氣流中進行有焰燃燒所需的最低氧濃度.以氧所占體積百分數的數值來表示。氧指數高表示材料不易燃燒,氧指數低表示材料容易燃燒。在所規定的試驗條件下在室溫下材料在O2、N2混合氣體中剛好維持火焰燃燒時的最小氧濃度以體積的百分率表示。其氧指數越高表明阻燃性能越好。)


九、PVC-U管的外壓強度計算方法

PVC-U管的外壓強度計算方法,現具體介紹如下:

(1) Janssen 計算公式:

① 垂直土壓:

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

②垂直輪壓:

 PM =(1+i )W / ( L+2h )(b+2h )

 式中:

B:新挖掘之管溝寬度(計算采用50cm)

?:覆蓋土壤之密度(采用0.0018kgf /cm3)

h:覆土高度 ( cm )

θ:土壤之摩擦角(計算采用40°)( deg )

i:車輪荷重之沖擊率(一般采用0.3)

w:輪胎荷重(后輪一輪)( kgf )

L:輪胎之接地長度 ( cm )

b:輪胎之接地寬度 ( cm )

K=(1-sinθ) / (1+sinθ)

exp(n)=en   e=2.71828自然對數之底。

③ 20噸卡車之車輪尺度與荷重:

20 噸卡車

W

L

b

8,000 kg

52cm

20cm

④ Janssen式計算之土壓、輪壓與埋設深度的關系(20噸卡車為實例):


注:沖擊壓 = 輪壓 x 1.5

⑤ PVC管之埋設深度,一般在公路上,配合土壓、輪壓的條件,應埋設1.2M的深度,人行道為0.9M,住宅巷道為0.6M。


十一、PVC塑料管在建筑領域應用的幾點問題說明


塑料管最多可適用于多少米高的樓房,高層建筑中底部能承受的最大壓力如何?現結合如上問題說明如下:

1、塑料管內流體其落差10米,就會產生1kgf/cm2  ,(0.98Bar=0.098MPa)的內壓。所以在高樓的給水用管,要以容許使用壓力之范圍內進行設計,超過最高容許使用之壓力,不得使用。如供水系統由頂樓之水塔往下輸送,則愈接近樓頂之水壓愈低,往下則愈高。(如最低層之水壓就有10 kgf/cm2而管材之最高容許使用壓力如為10 kgf/cm2=1MPa,則可適用于100米的高樓,一般高樓建筑每層的高度約3.5-4米)。另高樓建筑,其至用戶之壓力較高,不適于家庭或辦公場所所需求之壓力,則管線可安裝減壓閥來配合。

2、建筑物之PVC排水管,一般管內污水滿管的情形很少,如有滿管始會產生壓力,如管內有阻塞之情形發生,造成滿管,產生內壓之狀況亦予考慮在內,最低層排水管出口使用之彎頭,其彎頭底部及外表可打混凝土,以增加其耐沖擊強度。


十二、PVC建筑排水用管執行GB/T5836.1-2018標準的說明


1、PVC樹脂標準:本次提出PVC樹脂標準要符合GB/T5761-2006(國家標準-懸浮法通用性聚氯乙烯樹脂),其中K值是指PVC之粘數其數值反映了PVC樹脂的平均分子量大小,也就是PVC分子鏈的長短,決定了樹脂的牌號和相應加工參數。其中選用樹脂的K值越大代表所生產的管材耐內外壓強度越大。

2、斷裂伸長率:通過對管材斷裂伸長率的測定,檢驗管材在加工方面是否塑化均勻,有無應力集中缺陷以及控制無機料的添加等,它主要反應了管材是否具有良好的柔韌性能。

3、密度:控制無機填料的添加量。

4、落錘沖擊試壓:檢驗管材耐瞬時沖擊的能力,用來衡量管材在經受高速沖擊狀態下的韌性或對斷裂的抵抗能力。

5、含鉛量要求:為避免管材含鉛析出對環境造成影響,本次標準要求無鉛管材的鉛含量應不大于200mg/kg,管材是否含鉛要在管材印字上標記。

標準在對管材的環保性能和抗沖擊性能以及產品的韌性方面做出了更高的要求。其次在出廠檢測項目中增加密度的檢測,嚴格控制無機填料的添加量,本次標準變化的目的就是將PVC排水產品控制的更加嚴格,要求各企業將產品品質做的更好。


十三、PVC管連接方法:

1. 對管材大面積損壞的需更換整段管材,可采用雙承口連接件更換管材的方法;

2. 對溶劑粘接處滲漏的處理,可采用溶劑法;此時先排干管內的水,并使管內形成負壓,然后將粘接劑注在滲漏部位的孔隙上,由于管內呈負壓,粘接劑會吸入孔隙中而達到止漏的目的。

3. 套補粘接法主要是針對管道穿小孔和接頭的滲漏。此時選用長15~500px的同一口徑管材,將其縱向剖開,按粘接接頭的方法將套管內面和被補管材的外表面打毛,涂膠后套在漏水處貼緊。

4. 玻璃纖維法是用環氧樹脂加固化劑配成樹脂溶液,用玻璃纖維布浸漬樹脂溶液后,均勻纏繞在管道或接頭滲漏處的表面,經固化后成為玻璃鋼。


十四、PVC生產工藝流程 

      PVC管的成型使用SG-5型PVC樹脂,并加入穩定劑、潤滑劑、填充劑、顏料等,這些原料經適當的處理后按配方進行捏合,若擠管采用單螺桿擠出機,還應將捏合后的粉料造成粒,再擠出成型:若采用雙螺桿擠出機,可直接用粉料成型,PVC管材工藝流程如下: 

     生產流程原料+助劑配制→混合→輸送上料→強制喂料→錐型雙螺桿擠出機→擠出模具→定徑套→噴淋真空定型箱→浸泡冷卻水箱→油墨印字機→履帶牽引機→抬刀切割機→管材堆放架→成品檢測包裝 


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