關(guān)于我國給水用VC-U管材管件應(yīng)用及有關(guān)技術(shù)問題的體會

關(guān)于我國給水用PVC-U管材管件應(yīng)用及有關(guān)技術(shù)問題的體會摘要：化學(xué)建材是繼鋼材、木材、水泥之后，當(dāng)代新興的第四大類新型建筑材料，它在城鄉(xiāng)建設(shè)中用途十分廣泛。大力開發(fā)和推廣應(yīng)用化學(xué)建材具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

關(guān)鍵字：PVC-U管材管件技術(shù)問題一.概況：化學(xué)建材是繼鋼材、木材、水泥之后，當(dāng)代新興的第四大類新型建筑材料，它在城鄉(xiāng)建設(shè)中用途十分廣泛。大力開發(fā)和推廣應(yīng)用化學(xué)建材具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。塑料管材管件是化學(xué)建材的主要品種，而PVC-U管材管件則是塑料管的主導(dǎo)產(chǎn)品。給水用PVC-U管材管件在國家指導(dǎo)下正規(guī)的開發(fā)始于國家“七五”期間。由于它具有重量輕、不生銹、不結(jié)垢、制造能耗低(以長度計算，僅為金屬管的18.7%)，內(nèi)壁光滑，水力條件優(yōu)越(在同等水力條件下，供水能耗下降44%)，水質(zhì)衛(wèi)生，沒有管道二次污染，安裝勞動強(qiáng)度低，節(jié)約施工綜合費(fèi)用等獨(dú)特優(yōu)點，已越來越被人們所認(rèn)識?？梢哉f，它在一定的管徑范圍內(nèi)，在技術(shù)上及經(jīng)濟(jì)上是可行的。這一項目立項于1983年，1985年列入國家“七五”科研攻關(guān)項目。經(jīng)過十幾年的技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用實踐，這一新型材料已在全國城鎮(zhèn)供水管道中應(yīng)用達(dá)3000多公里，在聯(lián)合國和世行貸款的我國農(nóng)村改水工程中累計應(yīng)用已不少于10萬噸，取的了初步的開發(fā)應(yīng)用成效。國家有關(guān)部門也于88年及90年頒布了產(chǎn)品國家標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。國家一直十分重視這一新型材料的開發(fā)和應(yīng)用。于七十年末期就由建設(shè)、建材、化工、輕工等部門聯(lián)合組成了國家化學(xué)建材專業(yè)組，隨著項目由技術(shù)開發(fā)逐步轉(zhuǎn)入應(yīng)用開發(fā)，這一專業(yè)組的組長也由化工部擔(dān)任轉(zhuǎn)由建設(shè)部擔(dān)任，并于94年改名為化建協(xié)調(diào)組。建設(shè)部等五部于1997年6月23日聯(lián)合發(fā)出建科[1997]154號文件，印發(fā)了《國家化學(xué)建材推廣應(yīng)用“九五”計劃和2010年發(fā)展規(guī)劃綱要》等化學(xué)建材文件的通知，對推廣應(yīng)用“九五”計劃和2010年發(fā)展要求，加速推廣應(yīng)用、限制淘汰落后產(chǎn)品等作了明確的規(guī)定，上海市等有關(guān)省市也相應(yīng)作出了本地區(qū)具體實施規(guī)定的通知。應(yīng)該說，國家與各級政府部門推動化學(xué)建材這一技術(shù)政策的貫徹力度正在不斷加大，有關(guān)政策也正在相應(yīng)出臺并實施，各類相關(guān)人員對給水用PVC-U管材管件的認(rèn)識已從陌生、粗淺而逐步進(jìn)入了解和較深化的階段，生產(chǎn)企業(yè)的質(zhì)量和品種也正日趨穩(wěn)定、提高和完善。應(yīng)用技術(shù)在大量實踐的基礎(chǔ)上總結(jié)了正反兩方面的經(jīng)驗與教訓(xùn)已經(jīng)形成了一些具有共性的關(guān)鍵技術(shù)措施而切實可行了。目前，可以說推廣應(yīng)用的外部條件和技術(shù)基礎(chǔ)已逐步形成，前景十分良好。應(yīng)用單位迅速介入這一推廣應(yīng)用工作也不存在太大風(fēng)險，而且還有利于完成國家“九五”推廣任務(wù)并早日掌握主動權(quán)，逐步實現(xiàn)本企業(yè)的供水現(xiàn)代化。因此，根據(jù)本企業(yè)的基本情況、特點和需要，尋找適當(dāng)?shù)膽?yīng)用范圍和突破口的時機(jī)已經(jīng)成熟了。二.產(chǎn)品開發(fā)和工程應(yīng)用有關(guān)技術(shù)問題的階段性回顧：開發(fā)和應(yīng)用的12年來，我國城市供水行業(yè)在PVC-U給水管的應(yīng)用技術(shù)方面大致經(jīng)歷了以下幾個階段：

第一階段:

87-89年,國內(nèi)廠家通過引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，具備了PVC-U擴(kuò)口型(R-R)壓力管材的生產(chǎn)能力，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到了國家標(biāo)準(zhǔn)和德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求,但相應(yīng)配套的PVC-U管件尚未投產(chǎn)，工程只能使用原有的鑄鐵管件，與塑料管材的連接采用傳統(tǒng)的石棉水泥“打口”的方式，管材與管材的連接采用管材端頭的R-R擴(kuò)口膠圈密封連接，這一方式首先在青島、天津、南通等自來水公司應(yīng)用試驗，但因PVC-U管材表面光滑，與填料的咬合力不夠，接口的安全性不夠，但只要注意“打口”質(zhì)量并在有經(jīng)驗的管工操作下，接口在0.6Mpa時通過試壓，但在長期工作一段時間后，接口出現(xiàn)有漏水的地方。其缺點為：1.材質(zhì)不一致，選用鑄鐵配件不科學(xué)，特別是金屬止水栓，不能用于塑料管上，致使無法連接用戶支管。2.熱脹冷縮及沉降、震動時損壞“打口”填料。3.無形中提高了“打口”的操作難度，缺乏普遍的可操作性，接口形式不科學(xué)。但這一階段試驗證明,PVC-U(R-R)擴(kuò)口型管材在給水工程中是可行的，迫切需要加快PVC-U管件的開發(fā)，以滿足工程的要求。

第二階段:

廠家加快了PVC-U管件的開發(fā)，90年左右就備齊≤φ200的常用規(guī)格的TS接口(膠接)形式的PVC-U管件,從90-91年就逐步在上海，廣州，成都，武漢等自來水公司開展了試點工程，但由于管材與管件的膠粘接口出現(xiàn)漏水并且缺乏配水管到表池間支管部分的特殊連接專件-塑料止水栓，工程試點沒有取得滿意的效果。但這一階段的試驗使大家發(fā)現(xiàn)了按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的視水壓和水溫兩個因素選用管材公稱壓力等級為0.63Mpa作為城市供水的管道壓力等級是不夠全面的，萌發(fā)了在目前城市供水壓力的情況下選用1.0Mpa壓力等級管材的基本想法。

TS接口(膠接)連接形式在國外標(biāo)準(zhǔn)和我國標(biāo)準(zhǔn)中均屬可采用的連接形式之一。它屬于本體粘接，膠粘劑隨著溶劑的揮發(fā)而遂步固化達(dá)到粘接的目的。粘接的質(zhì)量由以下幾個因素決定：

1.被粘物的貼緊力和間隙。在管材管件上就體現(xiàn)在配合精度和膠粘承口有效長度。其間隙在0.1m/m時是最佳的，超過0.3m/m其粘接效果(搭接剪切長度)就急劇下降。

2.被粘物表面必須清理干凈。去油、去污、去水、去泥、去砂，且去掉管材管件表面成型時析出的潤滑劑。

3.最大限度的去掉膠粘層中的空氣，因此刷膠方向必須與軸向一致，且有里向外刷過端頭，以保證有效粘接面積。

4.粘接完成后必須要在空氣中養(yǎng)護(hù)24個小時左右，冬季施工時須長達(dá)48小時，（固化速度隨環(huán)境溫度變化而變化），在養(yǎng)護(hù)期間不能沾水或泡在水里。

5.合理的設(shè)置伸縮節(jié)，補(bǔ)償熱脹冷縮。

對照以上要素，目前我國管材管件的標(biāo)準(zhǔn)公差范圍，不園度、管件承口的工藝錐度以及工程的施工現(xiàn)場管理，施工環(huán)境，施工細(xì)致程度，特別是南方多雨且地下水位較高的情況下，確實很難做到，此乃粘接連接總是出問題的基本原因。

第三階段：

由于TS接口的諸多弊病，很大程度上阻礙了PVC-U管道的推廣應(yīng)用，應(yīng)此，柔性接口管件的開發(fā)被提到議事日程上來了。眾所周知，由于管道工程中管件用量少、品種多，而且PVC-U管件的R-R接口成型技術(shù)難度高，設(shè)備模具投資很大而且不容易形成規(guī)模產(chǎn)量，因此各生產(chǎn)企業(yè)受到技術(shù)和資金的制約，無一家開發(fā)生產(chǎn)柔性接口的PVC-U管件。鑒于以上情況，生產(chǎn)廠家就生產(chǎn)了鋼制噴塑的柔性接口管件，解決了≥φ100口徑的柔性接口(R-R)問題。但此類管件的缺點是：

⒈價格太貴；

⒉由于不可避免的碰撞，損壞噴塑涂層，使鋼板暴露，防腐性很差；

3.兩種不同材質(zhì)，且≤φ200管系中管件較多，使用起來總是特別別扭。但對于配水管到表池間的小口徑給水管及其配套專件仍然沒有一個很好的切實可行的解決辦法。

第四階段：

隨著外部環(huán)境的不斷形成和推廣應(yīng)用的深入，大多數(shù)自來水公司認(rèn)為在≤φ200的范圍中應(yīng)用塑料管確實在技術(shù)上經(jīng)濟(jì)上是可行的。但制約整個推廣進(jìn)程的主要原因是：管件不配套，確切地講即是現(xiàn)有的管件不能用或用上去不舒服，而需要的配件又沒有。我們上海自來水公司認(rèn)為在街坊小區(qū)內(nèi)（道路紅線外）應(yīng)用PVC-U管其范圍在≤φ200是經(jīng)濟(jì)的可靠的。

我們具體地把PVC-U管道分成兩個部分來實施研究及應(yīng)用。即：第一部分為≤DG50的用戶支管系統(tǒng)，第二部分為DG100一DG200的配水管系統(tǒng)，現(xiàn)分述如下：

第一部分≤DG50的用戶支管。這是我們深感迫切急需改革的第一課題。用戶支管我們原來一直采用傳統(tǒng)的鍍鋅管。由于采用地表水，水質(zhì)消毒后PH值較低致使鍍鋅管內(nèi)壁腐蝕結(jié)垢嚴(yán)重，直接影響水壓水質(zhì)。在水公司不斷提高服務(wù)質(zhì)量，實現(xiàn)社會服務(wù)承諾的情況下，上海水公司平均5-7年必須更換原有的鍍鋅管，每年耗資達(dá)3000-3500萬元，由水公司開支，而且相當(dāng)被動，當(dāng)然，采用PVC-U用戶支管是解決這一問題的行之有效的辦法。

我們在長期的專題研究后，認(rèn)為要采用PVC-U用戶支管代替原鍍鋅管，必須解決以下兩個技術(shù)問題：

1.必須解決配水管與進(jìn)戶管的連接專件。連接方法與接水操作方式符合上海水司原有傳統(tǒng)的接水閥（京、津水司稱銅門蕊止水栓）要求，可帶水打孔或停水開孔，還能分別用于鑄鐵配水管和塑料配水管，使配水管與支管羅紋連接在同一種材質(zhì)中實現(xiàn)轉(zhuǎn)換。

2.必須開發(fā)非TS接口的一種新型接口形式的DG50以下的PVC-U管件，要求此類管件具有密封可靠，操作簡單，不要養(yǎng)護(hù)、不受施工環(huán)境影響，在一定水壓范圍內(nèi)（1.0Mpa）自鎖管材不使管材湍動彈出而不需設(shè)置支墩但又能自動補(bǔ)償熱脹冷縮的特點。此類管件的接口形式，我們稱之為活洛連接，簡稱活接管件。

江蘇省江陰大偉塑料制品有限公司按照我公司要求及時推出了全套支管用UPVC活接管件，他們還與有關(guān)水司合作開發(fā)了塑料止水栓，這倆個系列產(chǎn)品構(gòu)成了UPVC用戶支管的敷設(shè)專件，科學(xué)地解決了相同或不同材質(zhì)配水管與用戶支管間的一種可靠的連接方法，并符合水公司傳統(tǒng)的接水和維護(hù)管理要求，徹底消除了TS粘接連接的種種弊病，實踐證明達(dá)到了預(yù)期設(shè)計效果，取得了成功。

我公司在96年進(jìn)行20多個試點工程后，于1997年1日17日發(fā)出通知，規(guī)定在紅線外全面采用≤φ50的PVC-U管道以全面革除鍍鋅管。建設(shè)部十分重視上海水司這一重大推廣舉措，1997年5月以《簡報》形式報導(dǎo)并肯定這一做法，認(rèn)為這是“在小口徑城市供水管道中開辟了一條新途徑以取代鍍鋅鋼管”。上海市建委，經(jīng)委，科委，農(nóng)委，以[1997]第1087號文件形式肯定并下達(dá)了禁止使用鍍鋅管的規(guī)定。并在1998年3月，上海市建委又一次以滬建材[98]第0141號文件下達(dá)了禁用鍍鋅管的規(guī)定。

塑料立式止水栓和PVC-U活接管件組成的給水用戶支管的系列產(chǎn)品，這一技術(shù)形式已列為了建設(shè)部中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)《PVC-U管道工程設(shè)計施工驗收規(guī)程》的規(guī)定。

經(jīng)過三年多的大規(guī)模使用實踐證明，工程效果良好，大幅度穩(wěn)定及提高了水質(zhì)，經(jīng)取樣分析，不同材質(zhì)支管中過夜水的濁度、色度相差競達(dá)70一100倍，顯示了PVC-U管道的優(yōu)越性，達(dá)到了成功的應(yīng)用效果。因此，各大中心城市水公司和采用地表水導(dǎo)致鍍鋅管腐蝕嚴(yán)重的地區(qū)水司，紛紛起動，把革除鍍鋅管而代之以PVC-U用戶支管作為本公司推廣PVC-U管道的突破口。目前有的準(zhǔn)備試點，有的正在試點，有的己經(jīng)完成試點而進(jìn)入了全面應(yīng)用階段使我國城市供水系統(tǒng)PVC-U用戶支管的推廣應(yīng)用走上了一條健康發(fā)展的道路。

第二部分DG100一DG200的配水管系統(tǒng):

我公司在大量實踐和總結(jié)測算的基礎(chǔ)上認(rèn)為，≤DG200的PVC-U管道在質(zhì)量、功能、投資效益等方面均優(yōu)于鑄鐵管。但正如前面所述，只有采用R-R型柔性接口的PVC-U管件才是工程成功的至關(guān)重要的保證。在國家《PVC-U埋地給水管道工程設(shè)計、施工驗收規(guī)程》中也己明確規(guī)定了這一管經(jīng)范圍的工程施工不得采用膠粘連接?？梢奟-R型柔性接口這一連接形式己形成了技術(shù)上的共識，得到了實踐的證明和權(quán)威的認(rèn)可。

江陰大偉塑料制品有限公司根據(jù)城市供水行業(yè)這一迫切的技術(shù)配套愿望和國家技術(shù)規(guī)范的要求，經(jīng)過近三年的努力現(xiàn)已推出了de100一de200的全套R-R型柔性接口PVC-U管件，滿足了推廣應(yīng)用的需要。我公司按照國家及上海市淘汰限制使用鑄鐵管的文件規(guī)定，在≤de200的管徑范圍及街坊小區(qū)內(nèi)全面落實，以徹底穩(wěn)定水質(zhì)和改善供水狀態(tài)，更好的服務(wù)于社會。三.結(jié)束語：在我國PVC-U管道開發(fā)推廣應(yīng)用的十幾年中，借鑒了國外先進(jìn)經(jīng)驗并結(jié)合我國國情，經(jīng)歷了風(fēng)風(fēng)雨雨，曲曲折折的過程，至今終于摸索出了一條符合我國城市供水應(yīng)用現(xiàn)狀的新的路子?；仡櫩偨Y(jié)這十幾年中的各主要階段的特點和發(fā)展過程，很有必要。在經(jīng)過實踐已認(rèn)定是失誤或不完整的東西，就沒有必要再去搞重復(fù)試驗，而可以直接借鑒成功的經(jīng)驗而不走彎路。

從上海水司和其它有關(guān)水司的文件看，其中對應(yīng)用技術(shù)規(guī)定了幾條意見，實際上它體現(xiàn)了我國城市供水在推廣PVC-U管道的實踐過程中，總結(jié)歸納出來的至關(guān)重要的科學(xué)成功的具有共性的關(guān)鍵技術(shù)措施，而且己在多次供水公司專業(yè)會議上得到了共識和認(rèn)同