最新塑料管道基础知识幻灯片.ppt

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1、GF Piping Systems , 27/10/2022目目 录录1 产品与标准产品与标准2 与乔治费歇尔公司有关的标准与乔治费歇尔公司有关的标准 产品标准、应用标准3 根据标准合理选材根据标准合理选材 基本概念、压力计算、管材选择4 冷热水用塑料管道系统的比较分析冷热水用塑料管道系统的比较分析5 标准规定的检验规则标准规定的检验规则GF Piping Systems , 97/10/2022P20eCPdeSCPeedS2P：管内工作压力,bare ：管材壁厚,mm ：环应力,MPaC ：设计系数（安全系数）无量纲 3.根据标准合理选材根据标准合理选材基本概念基本概念（环应力和压力的换算

2、）（环应力和压力的换算）管道承受同样的环应力时，管道承受同样的环应力时，S值越大，承压能力越小值越大，承压能力越小同种材料：同种材料：外径相同时，壁厚越大，承压能力越大（外径相同时，壁厚越大，承压能力越大（ S值小）值小）壁厚相同时，外径越小，承压能力越大（壁厚相同时，外径越小，承压能力越大（ S值小）值小） 环应力环应力影响塑料管材使用寿命的主应力影响塑料管材使用寿命的主应力环应力环应力相同条件下不同材料环应力不同相同条件下不同材料环应力不同 GF Piping Systems , 107/10/202220C/50Y MRSlg792.71010lg396.1429 .101841454.

3、242lgTTt静液压强度参考曲线3.根据标准合理选材根据标准合理选材基本概念基本概念（静液压强度参考曲线）（静液压强度参考曲线）不同材料具有不同的静液压强度曲线，但是标准是唯一的GF Piping Systems , 117/10/20223.根据标准合理选材根据标准合理选材基本概念基本概念（50年使用寿命的推导依据）年使用寿命的推导依据）温差202530354060外推系数610183050100标准外推法标准外推法ISO 9080以高温条件下的静液压强度预测低温下的长期强度值，依据时温等效原理。外推时间极限为外推因子乘以试验的最长时间。110下一个试验超过8760h(1年)，即可外推到7

4、0条件下50年的寿命。示例：T=110-70=40，查表知Ke=50t= TKe=1（年）50=50(年) Miners规则规则: 累计破坏的计算方法，不同温度不同时间的持续作用的叠加GF Piping Systems , 127/10/20223.根据标准合理选材根据标准合理选材计算管道压力等级所必需的参数计算管道压力等级所必需的参数: Temperature 温度温度管道设计运行温度?Lifetime 寿命寿命管道设计使用年限 ? (通常为50年)Material properties 原材料性能参数原材料性能参数原材料的静液压强度?Safety Factors / Design Fact

5、ors 系统应用的总体使用系数（安全系数）? GF Piping Systems , 137/10/2022时间t一定时 温度低=应力大 温度高=应力小压力P 一定时 温度低=时间长 温度高=时间短3.根据标准合理选材根据标准合理选材影响塑料管材使用寿命的因素（影响塑料管材使用寿命的因素（P/T/t）t tPGF Piping Systems , 147/10/20223.根据标准合理选材根据标准合理选材压力计算与管材选型压力计算与管材选型(标准工况查表法标准工况查表法)使用条件级别不同材料的设计应力（参照相应的产品标准）PBPE-X+GF+ PE-RT(2型) *PE-RT(1型)*PP-R

6、1级(60热水)5.733.853.993.063.092级(70热水)5.043.543.792.152.134级(低温地板采暖)5.464.003.933.343.305级(高温散热器)4.313.243.302.021.9020/50Y10.927.607.887.366.93PSD)(5 . 9479. 3barSPD示例：以S4系列的PE-RT管材为例，应用于ISO 2级（ 70热水），允许的最大工作压力计算如下：GF Piping Systems , 157/10/20223.根据标准合理选材根据标准合理选材压力计算与管材选型（非标准工况查曲线法压力计算与管材选型（非标准工况查曲线

7、法）P=D/S查标准GB/T 19473，获得PB材料的强度参考曲线t=50年,T= 20,查曲线 =13.6 MPaD=/C设计系数 C=1.25t=50年,T= 70,查曲线=7.61 MPa设计系数 C=1.513.6/1.25=10.95.07/5=11.4(Bar)10.9/5=21.8(Bar)S 5系列7.61/1.5=5.07如果有些工况的设计温度或压力不在国际标准使用条件分级之列，可采用查曲线的方法进行计算。以S5系列的PB管材为例，设计使用年限为50年， 70和20允许的最大工作压力计算如下，示例： GF Piping Systems , 167/10/20224.冷热水用

8、塑料管道系统比较分析冷热水用塑料管道系统比较分析-概述概述聚丁烯聚丁烯(PB)是聚烯烃类材料中长期静液压强度最高的材料，同等工况下聚丁烯管材的管壁较薄，管内流量较高；相同规格的管材，聚丁烯管材的耐压能力较高，而且柔韧性好易于施工。适用于高温散热器连接系统、生活冷热水系统和地板采暖系统。可以热熔连接。耐热增强聚乙烯耐热增强聚乙烯PE-RT原材料由乙烯与辛烯共聚而成，具备卓越的抗裂性能、耐高温性能、抗静液压强度和耐低温脆裂性能，而且无需交联。根据静液压强度不同又分成PE-RT（I 型）和PE-RT（ II 型），其中II 型静液压强度在I 型的基础上提高了很多。目前只有DOW化学公司（II型和I型

9、）和SK集团（ I型）提供该原料。 PE-RT（I型）只能用于地板采暖系统， PE-RT（ II 型）适用于生活冷热水和地板采暖系统。可以热熔连接。交联聚乙烯交联聚乙烯PE-X根据交联方式不同又可以分为PE-Xa、PE-Xb和PE-Xc。交联度的大小直接决定管材的长期静液压强度和耐压能力，但是交联过程无法在线控制，因此交联的控制是管材质量的一大隐患。而且PE-X不能熔融，只能采用机械式连接。 无规聚丙烯无规聚丙烯PP-R，长期静液压强度不如PE-RT，同等工况下，壁厚较厚，流通量较小；抗低温脆性不太好；而且原材料市场混杂，管材质量也良莠不齐。可热熔连接。稳态稳态PP-R，是由PP-R管与合金铝

10、层组成的复合管，具有聚丙烯胶铝胶聚丙烯五层结构，铝层作为功能层，可以增强管材的刚性和阻氧性，铝层不承压，耐压能力与普通PP-R相同。热熔连接时必须剥去外保护层和铝层，操作复杂；管材管件为不同材质，系统相容性差。GF Piping Systems , 177/10/20224.冷热水用塑料管道系统比较分析冷热水用塑料管道系统比较分析稳态稳态PP-R与普通与普通PP-R1.管材设计应力管材设计应力按照行业标准 CJ/T 210-2005，各使用级别设计应 力稍高于PP-R，但是测试的压力水平却和PP-R的测试压力相同。2.管道系统管道系统a.系统的压力水平系统的压力水平与稳态PP-R管材配套的管件

11、为普通PP-R管件，作为系统而言，耐压能力仍为普通PP-R管道系统的压力水平。b.系统的连接技术系统的连接技术热熔连接时必须剥去外层塑料以及铝层，一般剥皮工具很难完成管材和管件的模量不同，承受温度压力变化时产生的应力不同，接头成为薄弱点GF Piping Systems , 187/10/20224.4.冷热水用塑料管道系统比较分析冷热水用塑料管道系统比较分析 ( (一览表一览表) ) 项项目材料目材料原料原料/ /工艺工艺/ /结构结构长期长期静液压静液压强度强度管材管材特性特性连接连接方式方式典型典型应用应用PB原材料来源透明挤出工艺成熟稳定优异柔韧性极好盘管供货易于施工热熔连接电熔连接机

12、械式连接活接头高温散热器地板采暖生活冷热水PE-RT 2型原材料来源透明挤出工艺成熟稳定较好柔韧性较好盘管供货易于施工热熔连接电熔连接挤压夹紧连接活接头生活冷热水地板采暖PE-X交联工艺不易控制管材强度参差不齐较好交联度不易控制机械式连接地板采暖PE-RT 1型原材料来源透明挤出工艺成熟稳定一般柔韧性较好热熔连接电熔连接挤压夹紧连地板采暖PP-R原材料参差不齐管材性能不一市场十分混杂一般模量较大无盘管易脆裂热熔连接电熔连接挤压夹紧连生活冷热水稳态PP-R挤出工艺复杂管材管件模量不一致，连接不可靠同PP-R刚性强连接过程繁琐热熔连接生活冷热水GF Piping Systems , 197/10/

13、20224.冷热水用塑料管道系统比较分析冷热水用塑料管道系统比较分析长期静液压强度曲线长期静液压强度曲线图1.PB 静液压强度参考曲线图2.PE-RT 2 静液压强度参考曲线图3.PE-X 静液压强度参考曲线GF Piping Systems , 207/10/20224.冷热水用塑料管道系统比较分析冷热水用塑料管道系统比较分析 长期静液压强度曲线长期静液压强度曲线图4.PE-RT 2 静液压强度参考曲线图5.PE-RT 1 静液压强度参考曲线图6. PP-R 静液压强度参考曲线GF Piping Systems , 217/10/20224.冷热水用塑料管道系统比较分析冷热水用塑料管道系统比

14、较分析设计应力的比较设计应力的比较GF Piping Systems , 227/10/2022使用条件不同管系列对应允许工作压力(bar)S5S4S3.2S2.5ISO 1级60 热水PB11.514.317.9-PE-RT 28.010.012.5-PE-X7.79.612.0-PE-RT 16.17.79.612.2PP-R6.27.89.712.4ISO 2级70 热水PB10.112.615.7-PE-RT 27.69.511.8-PE-X7.18.811.1-PE-RT 14.35.46.78.6PP-R4.35.36.68.4ISO 4级地面辐射采暖PB10.913.717.1-

15、PE-RT 27.99.812.3-PE-X8.010512.-PE-RT 16.78.410.4-PP-R6.68.310.3-ISO 5级高温散热器PB8.610.813.5-PE-RT 26.68.310.3-PE-X6.58.110.1-PE-RT 14.05.06.3-PP-R3.84.75.97.64.4.冷热水用塑料管道系统比较分析冷热水用塑料管道系统比较分析允许工作压力的比较允许工作压力的比较GF Piping Systems , 237/10/2022示例：ISO 2级工况 / 设计压力10Bar / 流量2.0 l/s，外径为40mm的管材：222 10RiLpvd工况和流

16、量同种的情况下，压力损失(pR) 和流速的平方(v2)成正比，与内径(di)成反比PB : PE-RT 2 : PE-X : PE-RT 1 : PP-R= 0.7 : 1 : 1 :1.3 : 1.3PBPE-RT 2PE-XPE-RT 1PP-R稳态稳态PP-RS系列53.23.22.52.5尺寸dn 403.7dn 405.5dn 405.5dn 406.7dn 406.7内径(mm)32.6292926.626.6流速v (m/s)2.43.03.03.63.64.冷热水用塑料管道系统比较分析冷热水用塑料管道系统比较分析水力特性的比较水力特性的比较优秀的材料性能意味着优秀的材料性能意味

17、着相同的外径、更大的流量、更小的压力损失相同的外径、更大的流量、更小的压力损失 GF Piping Systems , 247/10/20224.冷热水用塑料管道系统比较分析冷热水用塑料管道系统比较分析连接技术连接技术塑料-塑料系统的连接 热熔连接：热熔连接： PB、PE-RT、PP-R可以采用热熔连接的方式，简单方便，安全可靠 PE-X不能热熔，机械式连接严密性不好，而且会导致缩径，压力损失增大 稳态PP-R的热熔连接技术繁琐，而且管材管件材料不同，模量的差异也会导致接头失效 电熔连接：电熔连接： PB和PE-RT的电熔连接技术能解决其他连接方式无法解决的狭小空间作业等特殊场所的连接和修复，

18、能最大限度的减少对现场的破坏 机械夹紧式连接机械夹紧式连接 PB和PE-RT也能采用挤压夹紧式接头进行连接。GF Piping Systems , 257/10/2022项目项目定型检验定型检验出厂检验出厂检验型式检验型式检验颜色*外观*不透光性（给水管）*规格尺寸*静液压试验20/1 h*95/22 h*95/165 h*95/1000 h*纵向回缩率*热稳定性110/8760h*熔体流动速率*系统适用性 耐内压试验*弯曲试验*耐拉拔试验*热循环*循环压力冲击*真空试验* 备注：1. 型式检验型式检验- -两年一次；原料改变；停产半年恢复生产；国家质检部门要求； 2.型式检验的分组：型式检验的分组：按公称外径进行分组16dn63，75dn1605.标准规定的检验规则标准规定的检验规则GF Piping Systems , 267/10/2022内容回顾内容回顾&问与答问与答1 产品与标准2 与乔治费歇尔公司有关的标准 产品标准、应用标准3 根据标准合理选材 基本概念、压力计算、管材选择4 冷热水用塑料管材的比较分析5 标准规定的检验规则27 结束语结束语