塑料管道基础知识.ppt

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1、6/19/2023,Adding Quality to Peoples Lives,产品与标准,GF Piping Systems,2,6/19/2023,目 录,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 冷热水用塑料管道系统的比较分析5 标准规定的检验规则,GF Piping Systems,3,6/19/2023,定义（规则 文本 批准）意义（规范 促进和制约 影响市场）组织机构（SAC ISO CEN DIN BSI ASTM JIS）标识 GB/国家标准 ISO 国际标准/DIN 德国标准/ASTM 美国标准/

2、BSI英国标准分类（层次 效力 范围）GB/T 推荐性标准；GB 强制性标准 一般标准的有效期限为5年，隔5年重新审查一次,1.产品与标准,GF Piping Systems,4,6/19/2023,PE GB/T 13663-2000；Q/ILKX 3-1999；EN 12201:2003 DIN 8074-1999;DIN 8075-1999PB GB/T 19473-2004（主编单位）；ISO/FDIS 15876-2002;DIN 16868-1996;DIN 16869-1997PE-RT Q/ILKX 5-2005；CJ/T 175-2002；ONORM B 5159；ISO/D

3、IS 22391-2004 PE-X GB/T 18992-2001；ISO/DIS 15875-1999 DIN 16893-1996（尺寸）;DIN 16892-1997(一般要求)PP GB/T 18742-2003；ISO/DIS 15874-1999(含PP-R)DIN 8077-1999;DIN 8078-1999防渗氧管材 DIN 4726 DIN 4727,2.与GF有关的标准产品标准(国家标准/国际标准),GF Piping Systems,5,6/19/2023,2.与GF有关的标准ISO10508(冷热水用塑料管道使用条件分级),温度、使用年限、总体使用系数（安全系数）,

4、GF Piping Systems,6,6/19/2023,2.与GF有关的标准应用标准,给水DBJ/CT 508-2001 建筑给水聚丁烯管道工程技术规程-上海市地方标准*CJJ/T 98-2003 建筑给水聚乙烯类管道工程技术规程(PE,PEX,PE-RT)-行业标准待定 建筑给水塑料管道工程技术规程 进行中*采暖JGJ 142-2004 地面辐射供暖技术规程（起草单位）-行业标准*DBJ/T 01-49-2000 低温热水地板辐射供暖应用技术规程-北京市地方标准03K404 低温热水地板辐射供暖系统施工安装-建设部标准图*DBJ 01-605-2000 新建集中供暖住宅分户热计量设计技术

5、规程-北京市地方标准图集京01SSB1 新建集中供暖住宅分户热计量设计和施工试用图集-北京市地方标准*91SB 华北地区建筑设备施工安装通用图集（主编）-华北地区标准图*GF公司参与编写,GF Piping Systems,7,6/19/2023,3.根据标准合理选材基本概念,d,e,d管材外径,mme管材壁厚,mm,Standard Dimension Ratio标准尺寸比,Pipe Serie S管系列,Nominal Pressure PN公称压力(20/50Y）,PN=,10 sd,S,=,20 sd,SDR-1,GF Piping Systems,8,6/19/2023,ISO 40

6、65 中定义的管道设计参数.,S值：与管道结构尺寸有关，与管道种类无关。管外径相同，管壁越厚，S值越小；管壁越薄，S值越大壁厚相同时，外径越小，S值越小；外径越大，S值越大,3.根据标准合理选材基本概念,GF Piping Systems,9,6/19/2023,P：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.根据标准合理选材基本概念（环应力和压力的换算）,管道承受同样的环应力时，S值越大，承压能力越小同种材料：外径相同时，壁厚越大，承压能力越大（S值小）壁厚相同时，外径越小，承压能力越大（S值小）,环应力影响塑料管材使用寿命的主应力环应力相同条件

7、下不同材料环应力不同,GF Piping Systems,10,6/19/2023,静液压强度参考曲线,3.根据标准合理选材基本概念（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,11,6/19/2023,3.根据标准合理选材基本概念（50年使用寿命的推导依据）,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70条件下50年的寿命。示例：T=110-70=40，查表知Ke=50t=TKe=1（

8、年）50=50(年)Miners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,12,6/19/2023,3.根据标准合理选材,计算管道压力等级所必需的参数:Temperature 温度管道设计运行温度?Lifetime 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的静液压强度?Safety Factors/Design Factors 系统应用的总体使用系数（安全系数）?,GF Piping Systems,13,6/19/2023,时间t一定时 温度低=应力大 温度高=应力小,压力P 一定

9、时 温度低=时间长 温度高=时间短,3.根据标准合理选材影响塑料管材使用寿命的因素（P/T/t）,GF Piping Systems,14,6/19/2023,3.根据标准合理选材压力计算与管材选型(标准工况查表法),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,15,6/19/2023,3.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）,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

10、压力计算如下，示例：,GF Piping Systems,16,6/19/2023,4.冷热水用塑料管道系统比较分析-概述,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

11、了很多。目前只有DOW化学公司（II型和I型）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PP-R，是由PP-R

12、管与合金铝层组成的复合管，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,17,6/19/2023,4.冷热水用塑料管道系统比较分析稳态PP-R与普通PP-R,1.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a.系统的压力水平与稳态PP-R管材配套的管件为普通PP-R管件，作为系统而言，耐压能力仍为普通PP-

13、R管道系统的压力水平。b.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,18,6/19/2023,4.冷热水用塑料管道系统比较分析(一览表),GF Piping Systems,19,6/19/2023,4.冷热水用塑料管道系统比较分析长期静液压强度曲线,GF Piping Systems,20,6/19/2023,4.冷热水用塑料管道系统比较分析 长期静液压强度曲线,GF Piping Systems,21,6/19/2023,4.冷热水用塑料管道系统比较分析设

14、计应力的比较,GF Piping Systems,22,6/19/2023,4.冷热水用塑料管道系统比较分析允许工作压力的比较,GF Piping Systems,23,6/19/2023,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：,工况和流量同种的情况下，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=0.7:1:1:1.3:1.3,4.冷热水用塑料管道系统比较分析水力特性的比较,优秀的材料性能意味着相同的外径、更大的流量、更小的压力损失,GF Piping Systems

15、,24,6/19/2023,4.冷热水用塑料管道系统比较分析连接技术,塑料-塑料系统的连接 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：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，能最大限度的减少对现场的破坏 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,25,6/19/2023,5.标准规定的检验规则,GF Piping Systems,26,6/19/2023,内容回顾&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,