PE管与PVC-U管应用

PE管与PVC-U管应用

更新:2018-11-25 09:18:32      点击:
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PVC-O管道与PVC-U、PE管道的比较
PVC-O管材中的O是英文oriented的首个大写字母,意思为取向。PVC-O管材为双向拉伸取向聚氯乙烯管材,取向后的管材性能有了明显改善和提高,主要体现在以下几方面:
PVC-O管材除具有传统PVC-U、PE管材质量轻,安装方便,不结垢,内壁光滑、水力性能好,耐各种酸碱盐的腐蚀,寿命长等优点外,由于其特殊的成型工艺,赋予产品独特的片状分层结构和特殊的长期使用性能:
1、 优越的抗冲击性
太极蓝管分子双轴取向而形成的网状结构,为管材带来无与伦比的抗冲击性能,这意味着在管线安装、试水乃至运行过程中,由于外物冲击碰撞而形成的破坏降至最低。

2、 更高的输水能力
太极蓝管的材料强度与PVC-U和PE管材相比更高,使用相同压力下的同口径管材的壁厚更薄,输水能力提高20~30%,如表4所示。
管材种类
最小要求强度MRS
管材规格
管材壁厚
输水面积比
太极蓝管
40MPa
dn200,1.6 MPa
6.2mm
131
PVC-U管材
25 MPa
11.9mm
116
PE100管材
10 MPa
18.2mm
100
注:以PE100管材的输水面积为100.
太极蓝管采用内定径成型工艺,使产品的内壁更加光滑,粗糙率更低,水力性能更加优异,输水量更大。
3、 更高的刚度
特殊的取向成型工艺,赋予太极蓝管更高的刚度(弹性模量),根据弹性模量与环刚度,环刚度与负压性能的关系,如式1、式2所示,当环刚度≥4kPa时,管材能够抵抗极端条件下出现的压屈失稳现象。
式1

式中:
Scalc   计算的初始环刚度,kN/m2;
E     弹性模量:管材材料等级为355及以上,E=4.0×106kN/m2;
I     惯性矩=1/12en3,mm3/m。
式2


式中:
Pcr   无支撑下出现压屈失稳的临界压力,kPa;
ν    泊松比(0.45)。
4、 更长的使用寿命
特殊的取向结构(片状分层结构)避免了传统PVC、PE管材快速开裂和慢速裂纹增长的风险,使管材长期运行更安全,更可靠,免维护或少维护,使用寿命更长,长期寿命可达100年。


5、 更高的抗水锤冲击能力

水锤冲击压力计算公式如下:
式中P——水锤压力,MPa;
S——水锤波速,m/s;
V——水流速度,m/s;
g——重力加速度,m/s2。
由上式可知,水锤波速S越大,则水锤压力越高,而水锤波速S与管材的弹性模量有关,与管径和管壁厚度有关。管材弹性模量小,管径大,壁厚薄,均可使水锤波速减小,也就使水锤压力减小。
6、 优异的耐低温性能
特殊的取向结构,使太极蓝管具有优异的耐低温性能。在-20℃的抗冲性能仍优于PVC-U管材常温下抗冲性能。示意图如图所示。

下面就PVC-O管道与PE管道,从价格、流量、施工、维修及其它方面进行比较。
一、从成本上比较:
Ф315PVC-O、PVC-U管道与PE管道相比,PVC-O管材,壁厚6.2 ㎜;PVC-U管材,壁厚12.1 ㎜;PE 管材,壁厚18.7㎜,PE管材每米重量比PVC-U管材重1公斤左右,比PVC-O管材重9公斤,这就意味着,采用同等直径同等压力的PVC-O管材,用户每米可节省9公斤原料成本价格,那么敷设一公里长的管道,用户即可节省9吨的原料成本价格,加上PE原料价格每吨比PVC原料价格还高出7000元左右,所以用户选用PVC-O管材,可节省很大的一笔材料费用。
管材
规格
压力等级
管材壁厚
单重(公斤/米)
PVC-O管
ф315
1.0MPA
6.2MM
9.36
PVC-U管
ф315
1.0MPA
12.1mm
17.856
PE管
ф315
1.0MPA
18.7MM
18.339
二、从流量上比较:
PVC-O管道管壁薄,过水面积大,如果把这两种管道的流速同设为1米/S,选用315mm×1.0MPa的PVC-O管道与PE管道对比,PVC-O管道,其流量为258.9m3/h,6213.6m3/ d,而PE管道其流量为217.9m3/h,5229.3m3/d,从上面的一组数字对比中可以看出,采用PVC-O管道与PE管道的流量相比较,每天可多输水约984m3,一年可为用户多输送近36万方的水,无疑节省下大量的电费。
三、从施工上进行比较:
PE管道的连接方式是热熔对接,施工需要施工现场必需具备220V以上的电源。需要配备8千瓦以上的发电机组,这在我国的许多地区目前也是不现实的。由于受施工条件及焊接工艺要求的制约,PE管道风雨雪天不能焊接,即使正常天气,按每天工作8小时计算,最多可焊接10-12根管材,施工进展缓慢;而安装PVC-O管材,工具简单方便,施工条件不受天气影响,刮风下雨也可安装,每天工作8小时,可安装50-70根管材,施工进度是PE管道的6-7倍。
四、从其他方面比较:
1、 在埋深回填方面:PVC-O管道的弹性模量是4000MPa,PE管道弹性模量是800MPa,在相同的埋深条件下,因PVC-O管道的弹性模量优于PE管道,所以比PE管道能够承受更高的外压荷载,不易因较大的外压荷载造成压屈失稳而变形。
2、在管道的伸缩量方面:PVC-O管道的线膨胀系数0.07㎜/m℃,,PE管道的线膨胀系数0.15-0.2㎜/m℃,,由此可见,同等温度条件下,PE管道的伸缩量是PVC管道的两倍以上,这在夏季施工长距离管道不能及时回填的情况下,提前预留的阀门尺寸会因为管道的伸缩受到影响,阀门旁的伸缩节,有时也会由于长距离的管道夜间缩量较大造成损坏,而相对PVC-O管道而言,由于线膨胀系数较小,并采用柔性连接方式,每个接口都等于一个伸缩节,长距离管道出现较大的缩量时,可以由各个接口均匀分担,相对安全的多。
3.在管道的维修方面:PVC-O管道的弹性模量大,环刚度高,维修管件的种类和方法相对较多,比如:管道一旦出现破损,可以采用双法兰承插盘左右对接、可以采用哈夫接头维修、可以采用快速抢修接头抢修,根据需要还可以在管道上打孔增设三通等等,维修方便;而PE管道因为弹性模量小,环刚度低,哈夫节及快速抢修接头等管件,不宜在PE管道上使用,因为PE管道易发生蠕变,时间久后会发生漏水现象,只能在原管道上的两端焊接法兰盘然后对接,受施工条件及焊接工艺的限制,泥水中抢修极为不易。如果想在已经安装完毕的管道上增加一个开口,则更加困难。
通过上面的综合比较,PVC-O管道许多方面优于PE管道,由于其优异的韧性和抗冲击性能,使用更为安全,水力特性更好,是长距离输水工程的最佳选择。
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