宋建良

目前,普通给排水管材在我国建筑工程中的应用仍比较普遍,但是这些管材存在不耐腐蚀,易锈蚀、易结垢、易冻裂、保温性能差、连接质量难以保证等缺陷。20世纪90年代初在欧洲开发出一种新型绿色环保管材——无规共聚聚丙烯管材,它又被称为三型聚丙烯,英文简称PP-R管,主要用于建筑冷热水系统、饮用水系统和板式采暖系统等,该管材具有无毒、耐腐蚀、质轻、抗冻、安装简易等特性,具有节能、保护生态环境、提高建筑功能与质量等优越性,近几年在建筑工程中应用越来越广泛,具有显著的经济效益和社会效益。

1 材料介绍

PP-R无规共聚聚丙烯管是一种新型的塑料管材,适用于DN20 mm～DN110 mm的建筑给水管(冷热水)及DN16 mm～DN110 mm的室内供热和地板辐射采暖管道。该管材除具有韧性好、耐冲击、低噪声等特点外,还具有以下特性:1)无毒、卫生、可回收利用,属绿色建材、PP-R原料属聚烯烃高分子化合物,其分子是由碳、氢元素组成,无有害、有毒元素存在,卫生性能可靠。2)耐热保温、属节能产品,PP-R管的维卡耐热温度为131.3℃,最高使用温度为95℃,使用寿命为50年,可满足建筑给排水设计规定的热水系统使用。该产品的导热系数为0.37 W/(m·℃),故具有良好的保温性能,与金属管相比,其用于热水及采暖系统(包括地板低温辐射采暖系统),可节约大量的保温材料及能源。3)PP-R管道的安装和连接的方式简单、可靠,称为一体化管道,PP-R管材、管件采用热熔方式连接,且操作简单、速度快、成本低,无须考虑在长期使用过程中连接处是否发生渗漏。4)耐腐蚀:PP-R管材和管件不会被一般化学物质腐蚀,且有很好的耐腐蚀性能,且内壁光滑,水流阻力小,不易结垢。5)防冻裂、弹性模量小:PP-R管材具有很好的弹性,可使其随冻胀的介质一起膨胀,从而吸收冻胀介质的体积而不被冻裂,而且该管材弹性模量小,随温度变化产生的膨胀力较小,适合嵌墙或地坪内暗装敷设。6)质量轻:在20℃的环境里,PP-R管的密度是钢材的1/9,重量轻,可大大降低搬运、安装时的劳动强度。缺点:PP-R管材的刚性性能比管道差,在存放、运输、施工时应注意加强保护,抗紫外线性能差,不宜在阳光下长久直接照射。

2 施工工艺

2.1 施工准备

施工图纸及其他技术文件齐全,现场土建条件满足施工要求,对施工人员进行PP-R管道安装的技术培训,施工机具齐全,施工前准备好专用管子剪、管道切割机、热熔机、电锤、棉纱布、角尺、笔等物品,安装前应复核冷、热水管道的压力等级和使用场所是否正确。

2.2 管材下料

1)根据技术交底中的配管图决定管子的长度,然后选择对应规格的管材进行加工。2)管材的长度量取后,用管子剪或管道切割机进行切割,切割时必须使端面垂直于管轴线,必要时可用锋利的钢锯锯断,但切割后管材断面应去除毛边和毛刺。3)清理管材与管件,使两者接触面必须清洁、干燥、无油污。4)用卡尺和色笔在管端面测量并绘出热熔曲线变化,此浓度应等于接头的套入深度。

2.3 管道连接与敷设

2.3.1 热熔法连接

热熔法连接是将管端与接头分别插入加热套和加热头,不要移动或旋转管子,当管子接头完全插入加热套和加热头后,加热过程便开始,加热后,慢慢将管子从加热元件中移出,不要旋转加热部分,立即将管接头与管子往一起压,严格遵守保持时间和冷却时间,熔接工序即完成。

2.3.2 丝扣连接

丝扣连接适合PP-R管道与金属管道或管件的连接。采用带金属嵌件的PP-R管件作为过渡,该管件与PP-R管道采用热熔连接,与金属管道或是卫生洁具五金配件采用丝扣连接。

2.3.3 法兰连接

当PP-R管道与金属管道连接时可采用法兰连接方式。

先把法兰盘套在PP-R管道上,再把PP-R过渡头与PP-R管道热熔连接起来,校正两边对应的连接件,使连接的两片法兰垂直于管道轴线,且两片法兰表面要互相平行,法兰的衬垫应采用橡胶垫或是石棉垫,法兰连接部位应设置支架。应采用同一规格的螺栓,螺母应采用镀锌件,紧固好的螺栓应露出螺母外并齐平。

2.3.4 管道的敷设

1)管道暗敷。管道暗嵌墙敷时应该在敷设前配合土建预留凹槽,尺寸无规定时,墙槽尺寸的深度为(DN+20)mm,宽度为(DN+40)mm,凹槽表面必须平整不得有尖锐凸出物,防止管道膨胀表面划伤。管道试压合格后,凹槽用M7.5级的水泥砂浆补密实,表面抹灰应大于30 mm,防止管道膨胀导致墙面开裂,管道应严格按照图纸定位,防止装修时将管子损坏。暗装时露在外面的敞口一定要临时封堵好防止堵塞。2)管道明装。室内管道明装应在土建粉饰完成以后进行,安装前应配合土建正确预留孔洞或预埋套管。管道安装时不得轴向扭曲,穿墙或楼板时不得强制校正,管道与其他金属管道平行敷设时就应有100 mm的保护距离并且在金属管道的内侧,这样可以起到对管道的保护作用。

2.3.5 支吊架的安装

管道安装前必须按不同管径和要求设置管卡或吊架,位置应准确,埋设要牢固,管卡与管道应紧密接触,不得损伤表面。当明管敷设的支吊架做防膨胀的措施时应按固定要求施工。管道的配水点、受力点以及穿墙支管节点处,应采取可靠的固定措施。由于PP-R管膨胀系数大(≤1.5×10-4/℃),为此安装固定时在折脚处应考虑自由臂补偿管道的伸缩,当不能自然补偿时用暗袋或固定卡、托板等,此时管材易受损,应注意保护。

2.3.6 管道试压

1)强度试压:冷水管道试验压力应为管道系统工作压力的1.5倍,但不能小于1.0 MPa,热水管道试验压力应为管道系统工作压力的2倍,但不能小于1.5 MPa,时间不少于1 h,压力表设在系统最底处,热熔连接管道水压试验应在连接完成24 h后进行。

2)严密性实验:试验前管道应固定,接头需明露,管道注水时应排出管道内的空气,灌满水后进行水密性试验检查,加压应采用手动加压泵,升压时间不少于10 min,压力表精度不小于0.01 MPa,升压至规定压力,稳压1 h,测试压力降不得超过0.06 MPa,在30 min内允许两次补压,升至规定压力,在工作压力1.15倍的状态下,稳压2 h,压力降不能超过0.03 MPa,同时检查各连接处不能有渗漏现象。直埋管道试压工序必须在隐蔽前进行,试压合格后土建才能继续施工。

2.3.7 管道清洗、消毒

1)给水管道系统在验收前应进行通水冲洗,清洗时水流速度应大于2 m/s,冲洗时应不留死角,每个配水点用水器具都应该打开,系统最低点设泄水口。冲洗时间控制在当冲洗出水口处的水质与进水口的一样为止。2)如果是生活饮用水系统则还要用20 mg/L～30 mg/L的氯水满管道进行消毒,氯水在管道内应停留24 h以上,然后用饮用水冲洗,经过民事行政技术监督部门的检验符合国家标准后才能交付使用。

3 质量控制措施

1)施工前应选择质量优良的管材、管件并对管材、管件的外观质量、规格尺寸按比例进行抽样检查,内外壁应平整无气泡、裂口、裂纹和明显痕纹等,检查结果应符合国际(ISO/DIS 15874.2-1999冷热水塑料管道系统-PP第二部分:管材,ISO/DIS 15874.3-1999冷热水塑料管道系统-PP第三部分:管件)。把好材料关,避免不合格材料进场。2)施工操作人员必须经过严格的专业培训,熟悉PP-R管的基本性能和各种技术参数并能熟练的操作专用焊接机。严禁盲目施工而造成隐患。3)施工前应测量放出控制线,在施工时严格按照技术人员下发的技术交底组织施工,在施工过程中严格执行“三检”制度(自检、互检、交接检),做好质量评定工作,严把质量关。

4 经济效益分析

1)管材采用热熔连接,施工工具少,重量轻,便于运输和安装,操作简单,缩短了工期,降低了人力、物力和财力。2)维修简单,维护费用低,使用热熔机加套管即可达到维修使用的效果,克服了传统的镀锌给水管维修时带来的一系列麻烦。3)环保性好不会使卫生用具产生污染,无传统钢管带来的锈水,水质不会被污染。4)PP-R管明装时线条明快,管身的白色与墙饰浑然一体,加上较之其他管道的优点特别是优良的施工质量得到了大家的公认,将逐步替代现有的其他种类水管,在给水和采暖工程中应该前景很广。

[1] 孟红宇.浅析硬聚氯乙烯输配水管道故障的原因[J].山西建筑,2009,35(3):191-192.