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1.發(fā)展概況
自從上海市建委于1998年發(fā)布不允許鍍鋅鋼管再作給水管的決定以來,國內(nèi)眾多省市紛紛作出了類似決定。1999年國務院轉發(fā)建設部等8部委“提高住宅質量若干意見”的聯(lián)合通知,對此項決定也予以肯定。此后我國給水新型管材迅猛發(fā)展,開發(fā)引進了各種新型管材。在歐美日等先進工業(yè)國pvc、pe給水管得到充分發(fā)展,某些文獻甚至斷言,50mm及以下的給水管,pvc、pe管的使用量要占總量的80%~90%以上。在我國禁止用鍍鋅鋼管后,pvc、pe兩種管材也在國內(nèi)市場占據(jù)了很大的份額。
在我國給水管網(wǎng)中應用的塑料管主要是PVC管。pe管應用比較晚,也比較少。近十年來,隨著pe管道在歐洲供水行業(yè)的發(fā)展應用,pe管道才開始受到人們的關注。特別是近來pvc日益受到環(huán)保方面的壓力,有關pvc管中重金屬鉛、鎘的含量是否超標,這些都讓pe管越來越受到人們的關注。而這次,北京在pe管的應用方面走在了全國的前列。北京市從2003年下半年起,供水、供氣管網(wǎng)陸續(xù)采用環(huán)保型聚乙烯(pe管)。廣西從2003年起,在新建住宅管道安裝中,推廣應用已被確認為無毒無污染的給水用聚乙烯(pe管)。
2.pvc、pe管材的現(xiàn)狀和發(fā)展
從上個世紀80年代初,國家大力推廣應用upvc管,并制定了一系列的政策、制度、標準,也積累了不少經(jīng)驗。發(fā)展到今天,已經(jīng)具備了完善的產(chǎn)品標準、檢測方法標準及檢測手段、施工工程技術規(guī)范等,從而統(tǒng)一了產(chǎn)品的規(guī)格尺寸和質量指標,實現(xiàn)了產(chǎn)品的互換性。這說明了pvc給水管道的發(fā)展已經(jīng)進入了成熟期,產(chǎn)品質量和施工質量均有了保障,從而保證了pvc給水管道的使用效果。
而給水用pe管材的國際標準(ISO4427)直到1996年才正式發(fā)布。我國于1999年參照ISO4427編寫了國家標準GB/T13663,并在2000年發(fā)布實施,但至今pe管件的標準、工程技術規(guī)范等仍在繼續(xù)完善之中。這說明國內(nèi)pe管材質量還未穩(wěn)定,管材管件配套未完善,因而無法確保生產(chǎn)、施工中的質量。
3.兩種管材力學性能對比
3.1材料常溫下的強度對比
pvc材料短期、長期強度均大大高于pe材料。
3.2最小要求強度(MRS)和安全系數(shù)(C)的對比
理論和實際經(jīng)驗都說明,pvc的MRS和安全系數(shù)均大大高于pe,即長期使用的強度和安全性均高于pe。從而同為75mm的管材,采用pvc原料比采用pe原料生產(chǎn)的管材壁厚薄得多,這是由于由于pe材料常溫下強度和長期強度都不如pvc高,只能通過加大壁厚來增加強度。若取相同壁厚,則pe管達不到使用要求的強度。若取相同的管徑,則pvc管材可輸水通徑較pe管大。反之若要達到同樣的輸水量,需要直徑更大的pe管,其工程費用明顯增加。說明pvc材料的較高強度和剛性作為給水管道使用是經(jīng)濟實惠的。
3.3壽命比較
聚氯乙稀(pvc)是極性大分子,較單體氯乙烯(pe)和一些小分子較為穩(wěn)定,因此比較不容易受環(huán)境的影響。但是,現(xiàn)在交聯(lián)氯乙烯等高分子的出現(xiàn),將會在這方面有所提高。
4.衛(wèi)生性能對比
4.1pvc和pe均是環(huán)保的材料
兩者均可回收再反復利用,是節(jié)約資源利于環(huán)保的材料。
4.2pvc同pe一樣可達到衛(wèi)生無毒
塑料制品最容易引起人們誤會的是所謂“有毒和無毒”的問題。聚氯乙烯可能是這些誤會中最深的一種。科學的講,對塑料制品不存在有毒和無毒分類的問題,而是普通塑料和食品衛(wèi)生級塑料的問題。事實上,絕大多數(shù)塑料都是無毒的,它們可以制造食品包裝、醫(yī)藥用品,甚至用于制作人體中的某些骨骼和器官。
聚氯乙烯制品有普通級和食品級之分。食品衛(wèi)生級的pvc制品,對添加劑中重金屬和pvc中氯乙烯單體(vcm)含量方面進行了嚴格要求。但這并不表示普通級pvc制品有毒,而是不適合用在食品衛(wèi)生領域。更不是有人認為不能用和不能接觸。一般來說,加工pe材料添加劑少,被認為是衛(wèi)生無毒。而對聚氯乙稀的爭議正源于這兩方面,下面就做一簡單分析。
(1)關于氯乙烯(vcm)單體問題,在生產(chǎn)初期確實存在。然而經(jīng)過這么多年的努力和提高,其合成工藝日趨完善,國內(nèi)氯堿企業(yè)通過引進國外先進技術設備,改造工藝等方法都能生產(chǎn)出vcm含量低于5mg/kg的衛(wèi)生級樹脂。加之國內(nèi)大中型加工企業(yè)使用先進設備,所以最終產(chǎn)品的 vcm含量肯定不會超過1mg/kg,完全符合食品級要求。
(2)穩(wěn)定劑的爭議主要是重金屬含量問題。對給水管道中使用不同穩(wěn)定劑各國衛(wèi)生組織有不同規(guī)定。至今在仍有許多國家允許使用低鉛系列穩(wěn)定劑。他們認為現(xiàn)代加工設備先進,需添加的穩(wěn)定劑量小,最終能從管道表面被溶解而滲出的鉛非常少,使用時經(jīng)過最初的沖洗能滲出的鉛基本上不存在,完全達到安全的使用范圍。世界衛(wèi)生組織(WHO)對飲用水總的鉛含量的規(guī)定是低于0.01mg/L。隨著人們生活水平的日益提高,追求高質量的生活水準,衛(wèi)生無毒也是pvc管道發(fā)展的方向。今年來出現(xiàn)了衛(wèi)生性能更好的有機錫,稀土,鈣-鋅復合劑等穩(wěn)定劑體系,使pvc管道系統(tǒng)完全不含鉛。1998年國家新頒布了《生活飲用水輸配水設備及防護材料的安全性評價標準》,其規(guī)定鉛含量低于0.005mg/L(比WHO的規(guī)定還嚴格)。采用新型衛(wèi)生級穩(wěn)定劑生產(chǎn)pvc管道完全能達到該標準要求。
所以只要是通過國家嚴格要求,認證的企業(yè)生產(chǎn)的pvc管道,是沒有后顧之憂的。
5.施工技術難度和造價
多年的使用數(shù)據(jù)表明,upvc的整個施工費用為主要的材料的8%~10%,與pe管材相比,施工費用大體相當。由于pe管的安裝較復雜,安裝現(xiàn)場要求必須有施工電源,才能熔化接頭,技術要求高,且熔化接頭的質量要求較高,容易出現(xiàn)操作不當而引起漏水或接頭爆管。而pvc管的接頭安裝方便,安裝現(xiàn)場不需要電源,安裝方法簡單,不需要專門培訓就可安裝,很少出現(xiàn)漏水或接頭爆裂。
6.趨勢
綜上所述,目前在國內(nèi)應用的塑料管道仍然是以upvc管為主,是有其歷史原因和科學道理的。但是縱觀國際上塑料管的應用經(jīng)驗及發(fā)展情況,pe管的發(fā)展速度明顯快于upvc。而人們對于環(huán)保和衛(wèi)生的要求的日趨提高,以及國家的宏觀政策和市場環(huán)境將刺激pe管材、管件的發(fā)展,前景十分廣闊,預計在未來幾年內(nèi)的用量將逐步超過upvc管。
pe管的優(yōu)越性
(1)pe管材材質無毒,不腐蝕,不結垢,可有效的提高管網(wǎng)水質;pe管道具有良好的耐水錘壓力的能力,與管材一體的熔接接頭及pe管對地下運動和端荷載的有效抵抗能力,大大提高供水的安全可靠性。
(2)pe給水管專用材料近幾年來得到很大發(fā)展,pe材料早期得不到發(fā)展的一個重要原因就是由于其的不經(jīng)濟性。然而高性能的聚乙烯管材專用料開發(fā)出來之后,增強了pe管的使用優(yōu)勢,擴大了pe管的應用領域。
(3)pe管具有很好的柔韌性和可熔接性使其鋪設時更加方便經(jīng)濟和更加安全可靠。pe管的鋪設速度快,損壞費用和維護費用低,只要接頭良好就可承受軸向負荷而不發(fā)生泄漏和脫開。因此在鋪設時在接合處和彎曲處不需要進行費用不小的錨點,支墩,費用可降低。pe管道具備獨特的柔韌性,其斷裂伸長率均超過500%,彎曲半徑可以達到管道直徑的20~25倍,還有優(yōu)良的耐刮傷痕的能力。因此鋪設時很容易移動,彎曲和穿插,適用于非開挖頂管等多種施工方式。而且pe管對于管道基礎的適應能力強,一方面對于管基的要求降低,另一方面鋪設后管基發(fā)生變化,也不容易損壞。
7.結束語
pvc管在一定時期內(nèi),還有一定的市場優(yōu)勢和應用優(yōu)勢。但是pe管的發(fā)展最終將迎頭趕上,甚至超越pvc管,這也是大勢所趨。對我們公司來說,在完善使用pvc管的過程當中,要不斷提高工藝水平,提高工作效率。另一方面,我們也要學習pe管的相關知識,培養(yǎng)相關人才,在pe管的推廣應用方面,也將不甘落后,取的更加顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。