某工廠某工廠1環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件2環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件3環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件4環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件5環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件6環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件7環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件8環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件9環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件10環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件11封頭的加工封頭的加工12封頭的加工封頭的加工13封頭的加工封頭的加工143管道和閥門3.1管道的分類3.2金屬管3.3塑料管分類3.4硬聚氯乙烯(UPVC)管3.5聚烯烴管道3.6塑料復合管3.7管道的安裝3.8閥門3管道和閥門153.1管道的分類環(huán)保工程中所使用的管道可按圖3-1所示進行分類。圖3-1管道的分類3.1管道的分類圖3-1管道的分類16

金屬管主要有鋼管、鑄鐵管和有色金屬管。

鑄鐵管的強度不如鋼管，但耐腐蝕性優(yōu)于鋼管，因而常用作輸送生活污水和工業(yè)廢水的管道，特別是當管道需要埋地鋪設時，采用鑄鐵管比鋼管更能耐受土壤對管道外壁的侵蝕。

金屬管主要有鋼管、鑄鐵管和有色金屬管。17

非金屬管主要有混凝土管、陶土管和塑料管。

陶土管有良好的耐腐蝕性，可用作輸送酸性廢水和廢氣的管道，但因其性脆易損壞，近年來已較少被使用。

混凝土管價格低廉，常被用作城市污水、工業(yè)廢水和雨水的大口徑輸送管道。塑料管耐腐蝕性能優(yōu)良、流體阻力小、質(zhì)輕耐用、施工方便，而且大部分塑料管可以多次重復回收利用，因而近年來國內(nèi)外都大力推廣塑料管在工程中的應用。

復合管兼有金屬管的高強度和塑料管的耐腐蝕性，近年來也得到了快速的發(fā)展。

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根據(jù)不同的介質(zhì)和工藝要求，可以選用不同的管道材質(zhì)。如埋地鋪設的管道，為防止土壤的侵蝕，常選用混凝土管或鑄鐵管；制作環(huán)保設備內(nèi)部構(gòu)件或零部件的管道，因為往往浸沒在腐蝕性的介質(zhì)中，維修更換又比較困難，所以常選用耐腐蝕性能好的塑料管或不銹鋼管。本章著重對環(huán)保工程中較為常用的無縫鋼管、焊接鋼管和鑄鐵管，以及近年來發(fā)展很快、應用越來越普遍的塑料管和復合管等做詳細討論。根據(jù)不同的介質(zhì)和工藝要求，可以選用不同的管道材質(zhì)。如193.2金屬管3.2.1無縫鋼管無縫鋼管一般是由鑄鋼錠或?qū)嵭陌舨耐ㄟ^穿孔機先行穿孔，再經(jīng)熱軋或冷拔(軋)而成，此外，也有用鑄造方法制成的。無縫鋼管的管壁上沒有接縫，所以能承受較高的壓力，其公稱壓力一般為PN≥1.0MPa。無縫鋼管管徑規(guī)格及其表示法為：φ外徑×壁厚(mm)。例如φ108×4.0、φ114×7.0均表示DN100的無縫鋼管。在DNl0～150的范圍內(nèi)，無縫鋼管在同一公稱直徑DN下有兩種不同的外徑和多種不同的壁厚。大于DN200的無縫鋼管，在同一公稱直徑DN下只有1種外徑以及多種不同的壁厚。由于無縫鋼管在同一公稱直徑DN下可能有多種不同的壁厚，故承受壓力的范圍也較大。無縫鋼管公稱壓力的范圍是PN=1.0～25MPa。3.2金屬管20環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件21環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件22環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件23環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件24環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件25環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件26(1)一般無縫鋼管一般無縫鋼管用普通或優(yōu)質(zhì)碳素鋼、普通低合金鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼軋制而成?？煞譃槔浒?軋)無縫鋼管和熱軋無縫鋼管。一般無縫鋼管可用以輸送一般無腐蝕性介質(zhì)的液體，溫度適用范圍為-40～-20～475℃。常用規(guī)格如下：冷軋無縫鋼管通常指在室溫條件下由鋼錠軋制而成的無縫鋼管，一般為小規(guī)格無縫鋼管。冷軋管外徑φ=5～200mm；壁厚t=0.25～14mm。熱軋無縫鋼管通常指在較高溫度范圍內(nèi)由鋼錠軋制而成的無縫鋼管，一般開軋溫度T≥1100℃，終軋溫度E≥800℃。熱軋管外徑φ=32～630mm；壁厚t=2.5～75mm。

冷軋無縫鋼管的尺寸精度、表面光潔度和強度一般較熱軋無縫鋼管為好。在管道工程中，管外徑φ≥57mm時，常選用熱軋無縫鋼管，管外徑φ＜57mm時，常選用冷軋無縫鋼管。(1)一般無縫鋼管27（2）不銹鋼無縫鋼管不銹鋼無縫鋼管采用國家標準《不銹、耐酸鋼無縫鋼管》中規(guī)定的不銹鋼和耐酸鋼鋼種軋制而成。主要用以輸送強腐蝕性液體介質(zhì)和低溫或高溫液體介質(zhì)，適用溫度范圍為-20～700℃。冷軋不銹無縫鋼管：外徑φ=6～200mm；壁厚t=0.5～15mm。熱軋不銹無縫鋼管：外徑φ=54～245mm；壁厚t=4.5～38mm。不銹鋼無縫鋼管具有優(yōu)良的耐腐蝕性，設計時不必考慮管壁厚度的腐蝕裕量，因此它的實際壁厚僅為鍍鋅管的1/3，可減少管子自重，節(jié)約材料；不銹鋼管拉伸強度高(530～750MPa)，是鍍鋅管(300MPa)的2倍，銅管(200MPa)的3～4倍，PPR管(無規(guī)共聚聚丙烯管,50MPa)的8～10倍，能承受振動、沖擊和熱脹冷縮，不易破裂漏水；（2）不銹鋼無縫鋼管28它的表面光滑，摩阻小，低速時阻力損失僅為碳鋼管的2/5，節(jié)能效果明顯，并能經(jīng)受30m/s以上的高速水流；而且使用壽命長，維護工作量少，壽命周期成本[=(初期投資+運行管理費+維修、更換、拆除費-回收成本)/使用年限]低。此外，不銹鋼管外表美觀、安全無毒、清潔衛(wèi)生，不影響水質(zhì)；拆除的廢管子可以完全再生利用，不但不會造成環(huán)境污染，而且回收的經(jīng)濟價值相當可觀，所以，不銹鋼管是一種綠色材料，在環(huán)保工程中的應用日趨普遍。選用不銹鋼管輸送廢水、廢氣、粉末或顆粒狀固體廢物及其他腐蝕性介質(zhì)時，不銹鋼管的自重輕、強度高、節(jié)約能耗、便于維護管理、使用壽命長的優(yōu)點得到充分發(fā)揮，因此，越來越多的環(huán)境保護處理工程開始選用不銹鋼管來作為輸送各種介質(zhì)的管道。它的表面光滑，摩阻小，低速時阻力損失僅為碳鋼管的2/5，節(jié)能29

在飲用水的輸送管道中，我國沿用數(shù)十年的鍍鋅鋼管因為滲漏、腐蝕和污染嚴重等問題，已被有關部門明令禁止使用。不銹鋼管外表美觀、安全無毒、清潔衛(wèi)生，不影響水質(zhì)的特點在作為飲用水管道時得到廣泛認可，特別是隨著我國對飲用水的水質(zhì)要求不斷提高，很多地方都提出了直飲水的要求，在這種情況下，由于對塑料管中各種化學添加劑的潛在污染的擔心，使得不銹鋼管成為直飲水管道最有發(fā)展前景的選擇。不銹鋼材料的價格近年來下降了很多。據(jù)調(diào)查，以DNl5～100的管材管件的初期投資價格作為比較基準，目前不銹鋼管的價格與銅管持平，比鍍鋅鋼管高2～4倍，比復合管高2倍。但如以壽命周期成本作為比較基準，則不銹鋼管可能是最低的。在飲用水的輸送管道中，我國沿用數(shù)十年的鍍鋅鋼管因為滲30環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件31環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件32環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件33環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件34環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件35環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件36環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件37環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件38環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件39環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件40(3)其他無縫鋼管其他無縫鋼管指鍋爐用高壓無縫鋼管、化工用高壓無縫鋼管、石油裂化用不銹無縫鋼管等專用無縫鋼管。這類無縫鋼管在環(huán)保工程中很少用到，本章不作介紹。(3)其他無縫鋼管41鍋爐用高壓無縫鋼管鍋爐用高壓無縫鋼管42鍋爐用高壓無縫鋼管鍋爐用高壓無縫鋼管43環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件443.2.2焊接鋼管焊接鋼管一般是由鋼帶材或鋼板材先卷成管材，再加以焊接而制成的。焊接鋼管由于管壁上有焊接縫，因而不能承受高壓。一般適用于PN≤1.6MPa的管道。常用的焊接鋼管包括低壓流體輸送用焊接鋼管、螺旋縫電焊鋼管和鋼板卷制直縫電焊鋼管。3.2.2焊接鋼管45(1)低壓流體輸送用焊接鋼管采用碳素軟鋼的帶材或板材卷焊而成。依照管材表面的鍍鋅與否，可進一步分為鍍鋅焊接鋼管(俗稱白鐵管)和不鍍鋅焊接鋼管(俗稱黑鐵管)。低壓流體輸送用焊接鋼管可用以輸送冷熱水、蒸汽凝結(jié)水、煤氣、壓縮空氣、堿液及其他類似介質(zhì)。低壓流體輸送用焊接鋼管在同一公稱直徑下只有1種外徑，但有3種壁厚，依據(jù)壁厚的大小可將其分為薄型管、普通管和加厚管。普通管和加厚管的管端可用手動工具或套絲機加工管螺紋，以便于采用螺紋連接。管徑規(guī)格通常以公稱直徑DN(mm)表示，常用管徑范圍DN=8～150mm。低壓流體輸送用焊接鋼管的耐壓范圍為：普通管PN≤1.0MPa；加厚管PN≤1.6MPa。低壓流體輸送用焊接鋼管的溫度使用范圍為T=0～200℃。(1)低壓流體輸送用焊接鋼管46環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件47環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件48環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件49(2)螺旋縫電焊鋼管采用普通碳素鋼Q235或低合金鋼Q345(16Mn)的鋼板整體卷焊而成。螺旋縫電焊鋼管適用于工作壓力不超過2.0MPa、介質(zhì)溫度不超過200℃的直徑較大的管道。常用于輸送室外煤氣、天然氣及凝結(jié)水管道等。螺旋縫電焊鋼管在同一公稱直徑下可能有多種不同的外徑和壁厚，其管徑規(guī)格的表示方法通常以φ外徑×壁厚(mm)表示。外徑范圍一般為φ＝219～820mm；壁厚t＝7～10mm。螺旋縫電焊鋼管的耐壓范圍為PN≤2.0MPa。溫度使用范圍為：Q235鋼螺旋縫電焊鋼管T=-15～300℃；Q345低合金鋼螺旋縫電焊鋼T=-40～475℃。(2)螺旋縫電焊鋼管50環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件51（3）鋼板卷制直縫電焊鋼管采用普通碳素鋼或低合金鋼Q345的鋼板分塊卷焊而成。鋼板卷制直縫電焊鋼管常用于輸送煤氣、蒸汽、水、油晶及其他類似介質(zhì)，主要用于大直徑低壓管道。鋼板卷制直縫電焊鋼管在同一公稱直徑下只有1種外徑，但有多種壁厚，其管徑規(guī)格的表示方法通常以φ外徑×壁厚(mm)表示，鋼管外徑φ=159～1220mm；壁厚t=4.5～12mm。螺旋縫電焊鋼管的耐壓范圍為PN≤1.6MPa。螺旋縫電焊鋼管的溫度使用范圍為：Q235鋼螺旋電焊鋼管T=-15～300℃；Q345低合金鋼螺旋縫電焊鋼管T=-40～475℃。（3）鋼板卷制直縫電焊鋼管52環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件53環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件54環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件55環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件56環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件57環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件58環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件593.2.3鑄鐵管鑄鐵管分為高硅鑄鐵管和普通鑄鐵管(簡稱鑄鐵管)。高硅鑄鐵是含碳量0.5％～1.2％、含硅量10％～17％的鐵硅合金。常用的高硅鑄鐵含硅量14.5%，它具有很強的耐腐蝕性能。隨著含硅量的增加，耐腐蝕性能也隨之增強，但脆性也隨之增加。普通鑄鐵管的材質(zhì)為灰鑄鐵，通常由生鐵、廢鋼、鐵合金等以不同比例配合，通過熔煉后澆鑄而成。鑄鐵管材質(zhì)的化學成分為：C=3％～3.3％、Si=1.5％～2.2%、Mn=0.5％～0.9％、P≤0.4%、S≤0.12％。鑄鐵管用于給排水管道工程，可分為給水鑄鐵管和排水鑄鐵管。3.2.3鑄鐵管60環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件61環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件62（1）高硅鑄鐵管高硅鑄鐵管的使用壓力為0.25MPa，試驗壓力為0.4MPa，公稱直徑為DN32～300，管子長度有150mm、200mm、300mm、400mm、500mm、1000mm、1500mm、2000mm等規(guī)格。與高硅鑄鐵管配套的三通、四通、彎頭、堵頭等高硅鑄鐵管件以及高硅鑄鐵旋塞、截止閥等閥件也已經(jīng)由專業(yè)工廠生產(chǎn)。（1）高硅鑄鐵管63(2)給水鑄鐵管給水鑄鐵管作為上水管道使用，給水鑄鐵管依據(jù)壁厚和工作壓力的不同，分為低壓管、普通管和高壓管三類。工作壓力PN≤0.45MPa，選用低壓管；工作壓力PN=0.45～0.75MPa，選用普通管；工作壓力PN=0.75～1.0MPa，選用高壓管。如果在同一條管線上壓力不同，應按高的壓力選管，同一條管線上不宜用不同壓力等級的給水鑄鐵管。給水鑄鐵管在同一公稱直徑下可能有1種外徑和3種壁厚，其管徑規(guī)格的表示方法通常以公稱直徑表示。(2)給水鑄鐵管64給水鑄鐵管的常用規(guī)格如表3-1所示。公稱直徑/mm外徑/mm承口內(nèi)徑/mm壁厚/mm低壓管普通管高壓管DN5066846.77.48.0DN80981167.47.98.6DN1001181377.58.39.0DN1251441637.98.79.5DN1501701898.39.210.0DN2002222419.210.111.0DN25027429410.011.012.0DN30032634610.811.913.0表3-l給水鑄鐵管的常用規(guī)格給水鑄鐵管的常用規(guī)格如表3-1所示。公稱直徑/mm外徑/65(3)排水鑄鐵管排水鑄鐵管作為重力流排水管道使用，溫度適用范圍取決于管道接口的材料。水壓試驗壓力值為0.1MPa。排水鑄鐵管在同一公稱直徑下只有1種外徑和壁厚，其管徑規(guī)格的表示方法通常以公稱直徑表示。排水鑄鐵管的常用規(guī)格如表3-2所示。表3-2排水鑄鐵管的常用規(guī)格公稱直徑/mm外徑/mm承口內(nèi)徑/mm插口外徑/mm壁厚/mmDN505888824DN1001091341184.5DN1501601831675(3)排水鑄鐵管表3-266環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件67環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件68環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件69環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件70無縫鋼管無縫鋼管71環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件72產(chǎn)品型號10#

20#35#45#16Mn產(chǎn)品規(guī)格10-426*1-25產(chǎn)品型號10#20#35#45#16Mn產(chǎn)品規(guī)格1073應用于石油，化工，煤氣，天燃氣，空調(diào)，低壓流體輸送管道，鋼結(jié)構(gòu)等。應用于石油，化工，煤氣，天燃氣，空調(diào)，低壓流體輸送管道，鋼結(jié)74環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件75環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件76環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件77環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件78環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件79焊接鋼管焊接鋼管80環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件81環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件82環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件83環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件84環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件85環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件86環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件87環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件88環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件89環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件90鑄鐵管鑄鐵管91環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件92環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件93環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件94環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件95環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件96環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件97鑄鐵管件鑄鐵管件98環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件99環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件100環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件101有色金屬管有色金屬管102銅管銅管103環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件104環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件105環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件106鋁管鋁管107環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件108環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件1093.3塑料管分類塑料管耐腐蝕性好、水力特性優(yōu)良，特別是大部分塑料材料便于回收利用，也是一種綠色材料。而且，它的價格比不銹鋼便宜，因此，近年來我國出現(xiàn)了“以塑代鋼”的趨勢，使塑料管的應用得到快速地推廣。塑料管道的品種非常豐富，可按管道的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)特征兩個方面對塑料管道的品種進行分類。3.3塑料管分類1103.3.1按照管材分類最通常的分類方法是按照制造管道的管材進行分類。塑料可按其受熱呈現(xiàn)的基本行為分為熱固性塑料和熱塑性塑料兩大類。

熱固性塑料是指因受熱或在其他條件下能固化成不溶性物料的塑料材料，熱固性塑料管的主要品種是玻璃鋼管，也包括交聯(lián)聚乙烯管等；

熱塑性塑料是指在特定溫度范圍內(nèi)，能反復加熱軟化和冷卻硬化的塑料。熱塑性塑料制成的管道便于回收利用。絕大多數(shù)的塑料管道都是熱塑性塑料管道，熱塑性塑料管使用量最大的三個品種為：聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)。其他如：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚丁烯(PB)、氯化聚氯乙烯(CPVC)、乙酸—丁酸纖維素(CAB)、縮醛樹脂、聚四氟乙烯(PTFE)、尼龍(PA)、等，均可用于制作用途各異的管道。3.3.1按照管材分類111(1)玻璃鋼管(GRP和RPM)

玻璃鋼管又稱玻璃纖維增強樹脂塑料管(GRP)，是主要的熱固性塑料管。這種管材通常有兩種制造工藝，即離心澆注成型法和纖維纏繞法。纖維纏繞法又分為連續(xù)纏繞法與往復纏繞法。為了提高管材的剛度，并降低成本，以上三種制管工藝均可在制管過程中加石英砂，稱之為玻璃鋼夾砂管(RPM)。玻璃鋼夾砂管管壁略厚，環(huán)向剛度較大，具有強度高、重量輕、耐腐蝕等特點，可用作承受內(nèi)、外壓的埋地管道。亦可用于化工等工業(yè)管道，尤其適用于做大口徑城市給水排水管道。(1)玻璃鋼管(GRP和RPM)112環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件113環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件114環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件115環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件116環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件117(2)交聯(lián)聚乙烯(PE-X)管交聯(lián)聚乙烯是通過化學方法或物理方法將聚乙烯分子的平面鏈狀結(jié)構(gòu)改變?yōu)槿S網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使其具有優(yōu)良的理化性能。交聯(lián)聚乙烯管的制造通常有化學交聯(lián)和物理交聯(lián)兩種方法。目前國內(nèi)交聯(lián)聚乙烯管生產(chǎn)規(guī)格為：φ0～32mm，少量生產(chǎn)到φ63mm。連接PE-X管的管件，一般采用夾緊式銅制接頭或卡環(huán)式銅制接頭，也可采用超高分子聚乙烯管件、聚甲醛管件、ABS管件。

PE-X管發(fā)展很快，主要應用于地面輻射采暖、建筑室內(nèi)熱水供應、飲用水供應和自來水供應。(2)交聯(lián)聚乙烯(PE-X)管118環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件119(3)硬聚氯乙烯(縮寫為PVC-U或UPVC)管材硬聚氯乙烯管是國內(nèi)外產(chǎn)量最大，使用最為廣泛的塑料管道。自40年代起歐洲、美國、日本等地相繼開發(fā)、推廣。我國從60年代開始使用，廣泛用于建筑和市政的排水和給水管道以及各種工業(yè)管道。硬聚氯乙烯管材是以PVC樹脂為主要原料，加入專用助劑(但不加增塑劑)，經(jīng)擠出機擠出成型而制成的。UPVC管剛性好，具有難燃性，使用壽命長。硬聚氯乙烯管的接口方式可采用粘接或膠圈柔性接口。柔性接口適應性好，安裝簡便。硬聚氯乙烯管的規(guī)格、性能詳見3．4節(jié)。(3)硬聚氯乙烯(縮寫為PVC-U或UPVC)管材120環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件121環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件122環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件123環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件124環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件125環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件126環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件127環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件128(4)丙烯腈—丁二烯—苯乙烯(ABS)管

ABS管以丙烯腈—丁二烯—苯乙烯的三元共聚物為主要原料，經(jīng)擠出而成型。用于管材和管件的ABS，其中丁二烯的最小含量為6％，丙烯腈最小含量為15％，苯乙烯或其代用物的最小含量為25％。

ABS管外徑φ15～300mm，管壁厚2.5～13.5mm，工作壓力0.6～1.6MPa。適用于生活供水、污水、廢氣輸送及灌溉系統(tǒng)等領域，也可用于輸送多種化學介質(zhì)，如水處理的加藥管道、有強腐蝕作用的工業(yè)管道等。

ABS材料的一個較大缺陷是耐候性差，在紫外線作用下，其丁二烯分子中所含的雙鍵結(jié)構(gòu)易氧化降解，產(chǎn)生變硬、發(fā)脆等老化現(xiàn)象。為克服此缺陷，可采用添加復配抗氧劑、ZnS和紫外線吸收劑的方法，以及合金化技術、單體共聚改性等。

ABS管多采用膠黏承插連接，也可采用螺紋連接等形式。(4)丙烯腈—丁二烯—苯乙烯(ABS)管129環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件130(5)聚酰胺(PA)管聚酰胺俗稱尼龍，是具有優(yōu)良綜合性能的塑料，包括高強度(特別是在較高溫度時)、低溫韌性、高硬度、耐磨損性、低摩擦系數(shù)和良好的耐化學腐蝕性。尼龍易吸濕，加工時，必須先將原料烘干，確保低含濕量。尼龍管可分為MC尼龍(澆鑄尼龍)管材和尼龍11管材兩大類。

MC尼龍管具有優(yōu)良的耐腐蝕和耐磨損性能以及較高的強度。通常用于固液混合物料和固體粉狀物料的輸送，如礦山漿料輸送管道。MC尼龍管使用壽命比鋼管長2～3倍。還可用于火電廠粉煤灰輸送、江河湖海疏浚的泥砂輸送以及用作污泥管道、吸砂管道等。此外，也可用于其他介質(zhì)，如水的輸送。(5)聚酰胺(PA)管131環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件132環(huán)境工程設備第8次-(管道和閥門-第一次課)15課件133(6)超高分子量聚乙烯(UHMWPE)管超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是指平均相對分子質(zhì)量在150萬以上的線性結(jié)構(gòu)聚乙烯(PE)，由于其相對分子質(zhì)量極高，因而具有優(yōu)異的綜合性能。超高分子量聚乙烯管的突出優(yōu)點為：自潤滑，摩擦系數(shù)低，耐磨性優(yōu)異，是碳鋼、不銹鋼的7～10倍；耐沖擊性能優(yōu)異；優(yōu)良的耐低溫性、耐化學性和耐環(huán)境應力開裂性。但是，由于UHMWPE熔融黏度極高，流動性極差，因而不能采用通常熱塑性塑料的加工方法直接進行擠出或注射成型，成型加工較困難。

UHMWPE管材在應用上最突出的優(yōu)點是優(yōu)異的耐磨、耐腐蝕性，因此可廣泛地用于冶金、礦山、電力、煤炭、建筑、環(huán)保等行業(yè)?？梢杂米龅V業(yè)礦粉氣力、水力輸送管道、火力發(fā)電廠氣力干除灰管道、水力濕排灰管道、糧食加工廠面粉、大米的風送管道、挖泥船排沙管道、環(huán)保工程中的污泥輸送、除塵系統(tǒng)管道等。(6)超高分子量聚乙烯(UHMWPE)管134(7)氯化聚氯乙烯(CPVC)管氯化聚氯乙烯(CPVC)管具有剛性高、耐內(nèi)壓強度高、耐熱性好、耐腐蝕、阻燃性能好、線性膨脹系數(shù)低等優(yōu)點，因此可用于明管排設，需要的支撐少，采用溶劑粘接，安裝方便。但CPVC管的加工難度較大，加工過程中須加入重金屬鹽穩(wěn)定劑，用于上水管時，要著重考察其衛(wèi)生性能。

CPVC管可用于建筑內(nèi)冷熱水管系統(tǒng)、化工、環(huán)保管路或電力電纜套管。(7)氯化聚氯乙烯(CPVC)管135(8)聚烯烴(PO)管聚烯烴(PO，Polyolefins)是聚乙烯、聚丙烯和聚l—丁烯及其他烯烴類聚合物的總稱。聚烯烴管道主要是指聚乙烯、聚丙烯和聚1—丁烯材料制成的管道。廣義的聚烯烴管道可以包括采用各種成型方法制造的、不同結(jié)構(gòu)特征的、管材中至少一種材料為聚烯烴的管道。狹義的聚烯烴管道，如通常所說的聚乙烯管、聚丙烯管、聚丁烯管等，往往指的是采用擠出成型方法成型的、單一材質(zhì)的實壁管。聚烯烴管是技術上最為成熟、性能最為優(yōu)良、品種最為繁多、應用最為廣泛的塑料管道之一，其使用量僅次于硬聚氯乙烯管，詳見3．5節(jié)。(8)聚烯烴(PO)管136(9)復合管復合管通常是由不同材質(zhì)的管層緊貼組成的。復合的目的是為了利用組成材料的優(yōu)點互補，達到更好的技術經(jīng)濟效果。組成復合管的材料按其主要作用的不同可大致分為以下幾種。①結(jié)構(gòu)材料決定復合管承載能力(對于內(nèi)壓管，主要是指耐內(nèi)壓強度)的管層材料。②功能材料滿足對承載能力以外的管道使用性能要求的管層材料。有時，功能材料也可以同時是結(jié)構(gòu)材料。③輔助材料除結(jié)構(gòu)材料、功能材料以外的其他材料，如鋁塑復合管中的黏合劑。很多復合管中可不需要此類材料。按照組成材料的種類，塑料復合管又可分為塑塑復合管、鋼塑復合管、鋁塑復合管以及銅塑復合管等。詳見3．6節(jié)。

(9)復合管1373.3.2按照塑料管道的結(jié)構(gòu)特征分類按截面形狀，塑料管道可分為圓管(管道截面為圓形)和異形管兩類。異形管包括矩形管道(管道截面為矩形或正方形的結(jié)構(gòu))、卵形管道(管道截面由半徑為一定比例的四個圓弧組成的卵形結(jié)構(gòu))等。圓管按照結(jié)構(gòu)特征又可分為實壁管(solid-wallpipes)和結(jié)構(gòu)壁管(structured-wallpipes)。結(jié)構(gòu)壁管是指對管材的斷面結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設計，以減少材料、增強管材結(jié)構(gòu)性能(如提高剛度)的管材品種。主要有芯層發(fā)泡管、波紋管、徑向加筋管(也稱肋管)、螺旋卷繞管等幾種。3.3.2按照塑料管道的結(jié)構(gòu)特征分類138(1)芯層發(fā)泡管內(nèi)外表面均平滑。通常為三層結(jié)構(gòu)(見圖3-2)，內(nèi)外為密實的皮層，芯層為中間發(fā)泡層(細微封閉孔狀)。最常見的是聚氯乙烯芯層發(fā)泡復合管，是采用三層共擠出工藝生產(chǎn)的，內(nèi)外兩層與普通UPVC相同，中間是相對密度0.7～0.9的一種低發(fā)泡層。這種發(fā)泡管單位長度的管材可減少17％以上的UPVC用量，同時改善了管材的絕熱、隔音和耐沖擊性能，主要應用于排水管及護套管，此外，還有ABS芯層發(fā)泡復合管、PE芯層發(fā)泡復合管等。(1)芯層發(fā)泡管的一種低發(fā)泡層。這種發(fā)泡管單位長度的管材可139(a)單壁塑料波紋管(b)雙壁塑料波紋管圖3-3塑料波紋管(2)波紋管塑料波紋管是指管壁為同心環(huán)狀中空波紋的管材，波紋為平行環(huán)型。具有用料省、剛性高的特點。最早的是單壁塑料波紋管，如圖3-3(a)，是指塑料管的內(nèi)、外壁均具有波紋的管材。主要用于農(nóng)田等的暗溝排水管，這種管材的內(nèi)表面有凹凸，阻礙流體的流動。雙壁塑料波紋管，如圖3-3(b)，是在單壁塑料波紋管的基礎上發(fā)展起來的，管壁縱截面由兩層結(jié)構(gòu)組成，內(nèi)層光滑，外層為波紋狀(波紋(a)單壁塑料波紋管140形狀可為直角、梯形、正弦形等)。雙壁波紋管是同時擠出兩個同心管再將波紋外管熔接在內(nèi)壁光滑的內(nèi)管上而制成的。由于管壁截面中間是空心的，在相同的外壓承載能力下可以比普通的實壁管節(jié)省50％以上的材料。主要用于室外埋地排水管道、污水管道、通訊電纜套管和農(nóng)用排水管。塑料波紋管的最常見的材質(zhì)是UPVC和聚乙烯(PE，通常為高密度聚乙烯HDPE)、聚丙烯(PP，多為嵌段共聚聚丙烯PP-B)。UPVC雙壁波紋管的外徑通常在800mm以下。聚乙烯雙壁波紋管目前可達到的外徑為2m。形狀可為直角、梯形、正弦形等)。雙壁波紋管是同時擠出兩個同心141(3)徑向加筋管(也稱肋管)UPVC徑向加筋管是采用特殊模具和成型工藝，由擠出機一次擠出成型的塑料管。其內(nèi)壁光滑，管外壁上帶有徑向加筋。加筋起到了提高管材環(huán)向剛度和耐外壓強度的作用。此種管材在相同的外載荷下，可比普通UPVC管節(jié)約30％左右的材料，主要用于市政工程中的排水。(3)徑向加筋管(也稱肋管)142(4)螺旋卷繞管螺旋卷繞成型的管材種類比較多。其共同特點是在纏繞芯軸上螺旋纏繞擠出的UPVC或HDPE型材而成型為整體管材。技術特點是管材口徑由螺旋纏繞芯軸直徑?jīng)Q定，而芯軸直徑可以設計得很大，因此可以用較小的擠出機生產(chǎn)口徑很大的管材。①UPVC螺旋纏繞紅外焊接管該技術是先擠出成型空心矩形材，然后在螺旋纏繞的同時進行紅外焊接而制成大口徑管材，口徑可達到1500mm。主要用于城鎮(zhèn)排水、農(nóng)田排灌和廠礦通風、排氣。(4)螺旋卷繞管143②塑料螺旋管塑料螺旋管的管材有UPVC和HDPE兩種。制管分兩階段進行，第一階段擠出成型帶有等距排列的T形肋的帶材，第二階段再通過螺旋卷管機將帶材卷制成不同直徑的管材。帶材之間由快速嵌接的自鎖機構(gòu)鎖定，即：一側(cè)球形端頭，對接在另一側(cè)球形窩槽中(見圖3-4)，當嵌接進行時，球形窩槽脹開，球形端頭進入后，窩槽立即回縮，鎖定球形端頭，同時施加膠黏劑或粘接劑固定。管材的公稱直徑以管內(nèi)徑表示。(a)HDPE管材剖面(b)UPVC管材剖面圖3-4塑料螺旋管剖面②塑料螺旋管塑料螺旋管的管材有UPVC和HDPE兩種。144

這種管材的特點是帶材工廠化生產(chǎn)，把帶材運到管道施工現(xiàn)場，現(xiàn)場卷制管材，節(jié)省運輸費用。口徑可達2.6m。缺點是管材纏繞粘接縫很長，質(zhì)量控制難度大。可以在這種纏繞嵌接的HDPE管材的外面，再嵌入軋制成型的鋼帶以增加它的強度和剛性

這種管材的特點是帶材工廠化生產(chǎn)，把帶材運到管道施工現(xiàn)145③螺旋纏繞中空壁(雙層壁或多層壁)高密度聚乙烯管這種管子先擠出方管型材坯，再通過纏繞成型臺纏繞成型。在方管型材纏繞熔接時，向方管型材間擠出工字形的填充熔料。該類型管子的優(yōu)點是管內(nèi)壁、外壁均平滑，方便連接。螺旋纏繞中空壁高密度聚乙烯(HDPE)管的管壁剖面圖見圖3-5，圖中上圖為雙層壁，下圖為或多層壁；管子外形見圖3-6，從圖中局部放大處可以看到管壁中空孔之間填充的工字形骨架。圖3-5中空壁管管壁剖面圖圖3-6中空壁管外形及管壁放大圖③螺旋纏繞中空壁(雙層壁或多層壁)高密度聚乙烯管146

管子公稱直徑為DNl50～DN3000mm，薄壁管管壁厚度9～165mm，厚壁管管壁厚度11～175mm，產(chǎn)品長度為4m、6m、8m、9m。螺旋纏繞中空壁管具有良好的耐腐蝕性，不被污水、廢水及化學藥品腐蝕，也不受土壤中腐爛物質(zhì)的侵蝕；由于管材壁采用工字型結(jié)構(gòu)，耐沖擊、耐壓、地基下沉情況下也不破裂，而且變形后復原性強，對任何地基都有很好的適應性，適于埋設于地下；耐老化、耐寒性好，在零下60℃環(huán)境中不會被凍裂及膨脹漏水；其質(zhì)量是水泥管質(zhì)量的1/8，便于運輸，施工方便；連接方便，可采用熱收縮套、電熔、螺紋連接，可加快工程進度、減少工程費用；比鋼管、水泥管耐磨，內(nèi)表面光滑、排水速度快；原材料價格低，施工、管理、維修費用低；HDPE是無毒性原料，對土地無害，并完全能再生使用。主要用于城市和工業(yè)領域的大型雨水、污水、廢水的排水管道以及農(nóng)業(yè)灌溉渠道等。管子公稱直徑為DNl50～DN3000mm，薄壁管管1473.4硬聚氯乙烯(UPVC)管

PVC管在國內(nèi)首先在建筑排水上推廣應用，目前是國內(nèi)發(fā)展較為成熟的一種塑料管道。國家已經(jīng)明文規(guī)定用PVC管取代建筑排水鑄鐵管。據(jù)最近的統(tǒng)計，UPVC管道用于排水占50％，化工管15％，穿線管15％，通訊用管5％，給水用管5％，農(nóng)業(yè)排灌用管5％，其他用管5％。聚氯乙烯樹脂(PVC樹脂)由氯乙烯聚合而成，用聚氯乙烯樹脂制作管子時，需要加入各種添加劑，如增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、著色劑和填充劑等。加入增塑劑制成的管子稱為(軟)聚氯乙烯管(PVC管)，常用作軟管、電線護套管等。不加增塑劑制成的管子稱為硬聚氯乙烯管(UPVC或UPVC管)，亦稱非塑性聚氯乙烯管。3.4硬聚氯乙烯(UPVC)管148

硬聚氯乙烯管可根據(jù)不同的使用要求，在加工過程中可添加不同的添加劑，使其具有滿足不同要求的物理和化學性能。如穩(wěn)定劑是在加工過程中起抑制分解作用的助劑；潤滑劑的作用是降低分子之間的摩擦，以及避免原料與金屬設備表面發(fā)生黏著，便于制造；著色劑是為了改善管材的外觀要求，增加管材的使用性，填充劑起增加硬度、降低成本的作用。用作給水管的UPVC管，必須采用衛(wèi)生級樹脂及符合衛(wèi)生規(guī)定的添加劑。制成的管材中鉛、鎘、錫、汞、氯乙烯單體等有毒物質(zhì)含量等指標均須符合GB/T17291-1999《生活飲用水輸配水設備及防護材料的安全性評價標準》。硬聚氯乙烯管可根據(jù)不同的使用要求，在加工過程中可添加149(1)硬聚氯乙烯管的性能特點①物理機械性能好不燃燒、無不良氣味；質(zhì)輕而堅，密度僅為鋼管的1/5，是混凝土管的1/3；具有良好的塑性，在受熱狀態(tài)下容易成型和加工；傳熱系數(shù)低，有良好的隔熱性。②耐腐蝕UPVC塑料管道具有優(yōu)良的化學穩(wěn)定性，耐腐蝕，不受酸、堿、鹽、油類等介質(zhì)的侵蝕，不需進行任何防腐處理，可用作含有鹽堿土質(zhì)的埋地給水、排水管道，也可用于化工、環(huán)保工程管道輸送酸、堿性質(zhì)的介質(zhì)。③流體阻力小塑料管管壁光滑，UPVC塑料管道的粗糙系數(shù)0.008；鑄鐵管的粗糙系數(shù)是0.013，混凝土管的粗糙系數(shù)是0.014。(1)硬聚氯乙烯管的性能特點150④造價低、使用壽命長相同管徑的UPVC管的每米單價是鍍鋅鋼管、無縫鋼管的1/2～1/3。鑄鐵管的使用壽命為30年，UPVC塑料管的使用壽命為50年，后者幾乎是前者的2倍。⑤衛(wèi)生性能好能防止水源的二次污染，且基本上不會結(jié)垢。⑥運輸和施工方便，費用低大小管徑的管子可以套裝運輸，降低運輸費用；管子容易切割，安裝方便，與傳統(tǒng)管相比，施工費用可降低30％～50％；還可制成各種顏色，免除油漆施工工序。④造價低、使用壽命長相同管徑的UPVC管的每米151UPVC管的缺點如下:①熱膨脹系數(shù)很大，鋼管的線膨脹系數(shù)α=12×10-6(℃-1)，UPVC管的線膨脹系數(shù)α=6.75×10-4(℃-1)?？梢?，在相同溫升下，塑料管的伸長值是相同長度鋼管的56倍。因此，在UPVC管的使用中，須考慮管道的熱伸縮性，采取必要的熱伸縮補償措施。②脆性高，機械強度比鋼低，只有在＜60℃時，才能保證適當?shù)膹姸取?/p>

UPVC管的缺點如下:152(2)硬聚氯乙烯管(UPVC管)的常用規(guī)格硬聚氯乙烯管的常用規(guī)格為：給水管管徑φ16～7l0mm，管壁厚1.8～20.7mm；建筑排水管徑φ90～160ram。硬聚