《塑料管道基礎(chǔ)知識》PPT課件.ppt

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1、8/31/2020,Adding Quality to Peoples Lives,產(chǎn)品與標(biāo)準(zhǔn),GF Piping Systems , 2,8/31/2020,目 錄,1 產(chǎn)品與標(biāo)準(zhǔn) 2 與喬治費(fèi)歇爾公司有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn) 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn) 3 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)合理選材 基本概念、壓力計(jì)算、管材選擇 4 冷熱水用塑料管道系統(tǒng)的比較分析 5 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢驗(yàn)規(guī)則,GF Piping Systems , 3,8/31/2020,定義 （規(guī)則 文本 批準(zhǔn)） 意義 （規(guī)范 促進(jìn)和制約 影響市場） 組織機(jī)構(gòu)（SAC ISO CEN DIN BSI ASTM JIS） 標(biāo)識 GB/國家標(biāo)準(zhǔn) ISO 國際標(biāo)準(zhǔn)/ D

2、IN 德國標(biāo)準(zhǔn)/ ASTM 美國標(biāo)準(zhǔn)/ BSI英國標(biāo)準(zhǔn) 分類 （層次 效力 范圍） GB/T 推薦性標(biāo)準(zhǔn)；GB 強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn) 一般標(biāo)準(zhǔn)的有效期限為5年，隔5年重新審查一次,1.產(chǎn)品與標(biāo)準(zhǔn),GF Piping Systems , 4,8/31/2020,PE GB/T 13663-2000；Q/ILKX 3-1999；EN 12201:2003 DIN 8074-1999;DIN 8075-1999 PB GB/T 19473-2004（主編單位）；ISO/FDIS 15876-2002; DIN 16868-1996; DIN 16869-1997 PE-RT Q/I

3、LKX 5-2005； CJ/T 175-2002； ONORM B 5159；ISO/DIS 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 防滲氧管材 DIN 4726 DIN 4727,2.與GF有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)(國家標(biāo)準(zhǔn) / 國際標(biāo)準(zhǔn)),GF Piping System

4、s , 5,8/31/2020,2.與GF有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)ISO10508 (冷熱水用塑料管道使用條件分級),溫度、 使用年限 、總體使用系數(shù)（安全系數(shù)）,GF Piping Systems , 6,8/31/2020,2.與GF有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn),給水 DBJ/CT 508-2001 建筑給水聚丁烯管道工程技術(shù)規(guī)程-上海市地方標(biāo)準(zhǔn)* CJJ/T 98-2003 建筑給水聚乙烯類管道工程技術(shù)規(guī)程(PE,PEX,PE-RT)-行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 待定 建筑給水塑料管道工程技術(shù)規(guī)程 進(jìn)行中* 采暖 JGJ 142-2004 地面輻射供暖技術(shù)規(guī)程（起草單位）-行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)* DBJ/T 01-49-200

5、0 低溫?zé)崴匕遢椛涔┡瘧?yīng)用技術(shù)規(guī)程-北京市地方標(biāo)準(zhǔn) 03K404 低溫?zé)崴匕遢椛涔┡到y(tǒng)施工安裝-建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)圖* DBJ 01-605-2000 新建集中供暖住宅分戶熱計(jì)量設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程-北京市地方標(biāo)準(zhǔn) 圖集 京01SSB1 新建集中供暖住宅分戶熱計(jì)量設(shè)計(jì)和施工試用圖集-北京市地方標(biāo)準(zhǔn)* 91SB 華北地區(qū)建筑設(shè)備施工安裝通用圖集 （主編）-華北地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)圖* * GF公司參與編寫,GF Piping Systems , 7,8/31/2020,3.根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)合理選材基本概念,,,,,,d,,,,,e,d管材外徑,mm e管材壁厚,mm,Standard Dimension

6、Ratio 標(biāo)準(zhǔn)尺寸比,Pipe Serie S 管系列,,,Nominal Pressure PN 公稱壓力(20/ 50Y）,,PN =,,10 sd,S,=,,20 sd,SDR -1,,,,GF Piping Systems , 8,8/31/2020,ISO 4065 中定義的管道設(shè)計(jì)參數(shù).,S值：與管道結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)，與管道種類無關(guān)。 管外徑相同，管壁越厚，S值越小；管壁越薄，S值越大 壁厚相同時，外徑越小，S值越??；外徑越大，S值越大,,3.根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)合理選材基本概念,GF Piping Systems , 9,8/31/2020,P：管內(nèi)工作壓力,bar e ：管材壁厚,mm ：環(huán)

7、應(yīng)力,MPa C ：設(shè)計(jì)系數(shù)（安全系數(shù)）無量綱,3.根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)合理選材基本概念（環(huán)應(yīng)力和壓力的換算）,管道承受同樣的環(huán)應(yīng)力時，S值越大，承壓能力越小 同種材料： 外徑相同時，壁厚越大，承壓能力越大（ S值?。?壁厚相同時，外徑越小，承壓能力越大（ S值?。?環(huán)應(yīng)力影響塑料管材使用壽命的主應(yīng)力 環(huán)應(yīng)力相同條件下不同材料環(huán)應(yīng)力不同,GF Piping Systems , 10,8/31/2020,,,靜液壓強(qiáng)度參考曲線,3.根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)合理選材基本概念（靜液壓強(qiáng)度參考曲線）,不同材料具有不同的靜液壓強(qiáng)度曲線，但是標(biāo)準(zhǔn)是唯一的,GF Piping Systems , 11,8/31/2020,3.根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

8、合理選材基本概念（50年使用壽命的推導(dǎo)依據(jù)）,標(biāo)準(zhǔn)外推法ISO 9080 以高溫條件下的靜液壓強(qiáng)度預(yù)測低溫下的長期強(qiáng)度值，依據(jù)時溫等效原理。外推時間極限為外推因子乘以試驗(yàn)的最長時間。,110下一個試驗(yàn)超過8760h(1年)，即可外推到70條件下50年的壽命。 示例： T=110-70=40，查表知Ke=50 t= TKe=1（年）50=50(年) Miners規(guī)則: 累計(jì)破壞的計(jì)算方法，不同溫度不同時間的持續(xù)作用的疊加,GF Piping Systems , 12,8/31/2020,3.根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)合理選材,計(jì)算管道壓力等級所必需的參數(shù): Temperature 溫度 管道設(shè)計(jì)運(yùn)行溫度? Lif

9、etime 壽命 管道設(shè)計(jì)使用年限 ? (通常為50年) Material properties 原材料性能參數(shù) 原材料的靜液壓強(qiáng)度? Safety Factors / Design Factors 系統(tǒng)應(yīng)用的總體使用系數(shù)（安全系數(shù)）?,GF Piping Systems , 13,8/31/2020,時間t一定時 溫度低=應(yīng)力大 溫度高=應(yīng)力小,壓力P 一定時 溫度低=時間長 溫度高=時間短,3.根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)合理選材影響塑料管材使用壽命的因素（P/T/t）,GF Piping Systems , 14,8/31/2020,3.根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)合理選材壓力計(jì)算與管材選型(標(biāo)準(zhǔn)工況查表法),,示例：

10、 以S4系列的PE-RT管材為例，應(yīng)用于ISO 2級（ 70熱水），允許的最大工作壓力計(jì)算如下：,GF Piping Systems , 15,8/31/2020,3.根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)合理選材壓力計(jì)算與管材選型（非標(biāo)準(zhǔn)工況查曲線法）,如果有些工況的設(shè)計(jì)溫度或壓力不在國際標(biāo)準(zhǔn)使用條件分級之列，可采用查曲線的方法進(jìn)行計(jì)算。 以S5系列的PB管材為例，設(shè)計(jì)使用年限為50年， 70和20允許的最大工作壓力計(jì)算如下，示例：,GF Piping Systems , 16,8/31/2020,4.冷熱水用塑料管道系統(tǒng)比較分析-概述,聚丁烯(PB)是聚烯烴類材料中長期靜液壓強(qiáng)度最高的材料，同等工況下聚丁烯管材的管壁較

11、薄，管內(nèi)流量較高；相同規(guī)格的管材，聚丁烯管材的耐壓能力較高，而且柔韌性好易于施工。適用于高溫散熱器連接系統(tǒng)、生活冷熱水系統(tǒng)和地板采暖系統(tǒng)?？梢詿崛圻B接。 耐熱增強(qiáng)聚乙烯PE-RT原材料由乙烯與辛烯共聚而成，具備卓越的抗裂性能、耐高溫性能、抗靜液壓強(qiáng)度和耐低溫脆裂性能，而且無需交聯(lián)。根據(jù)靜液壓強(qiáng)度不同又分成PE-RT（I 型）和PE-RT（ II 型），其中II 型靜液壓強(qiáng)度在I 型的基礎(chǔ)上提高了很多。目前只有DOW化學(xué)公司（II型和I型）和SK集團(tuán)（ I型）提供該原料。 PE-RT（I型）只能用于地板采暖系統(tǒng)， PE-RT（ II 型）適用于生活冷熱水和地板采暖系統(tǒng)?？梢詿崛圻B接。 交聯(lián)聚乙烯

12、PE-X根據(jù)交聯(lián)方式不同又可以分為PE-Xa、PE-Xb和PE-Xc。交聯(lián)度的大小直接決定管材的長期靜液壓強(qiáng)度和耐壓能力，但是交聯(lián)過程無法在線控制，因此交聯(lián)的控制是管材質(zhì)量的一大隱患。而且PE-X不能熔融，只能采用機(jī)械式連接。 無規(guī)聚丙烯PP-R，長期靜液壓強(qiáng)度不如PE-RT，同等工況下，壁厚較厚，流通量較小；抗低溫脆性不太好；而且原材料市場混雜，管材質(zhì)量也良莠不齊?？蔁崛圻B接。 穩(wěn)態(tài)PP-R，是由PP-R管與合金鋁層組成的復(fù)合管，具有聚丙烯膠鋁膠聚丙烯五層結(jié)構(gòu)，鋁層作為功能層，可以增強(qiáng)管材的剛性和阻氧性，鋁層不承壓，耐壓能力與普通PP-R相同。熱熔連接時必須剝?nèi)ネ獗Ｗo(hù)層和鋁層，操作復(fù)雜；管材

13、管件為不同材質(zhì)，系統(tǒng)相容性差。,GF Piping Systems , 17,8/31/2020,4.冷熱水用塑料管道系統(tǒng)比較分析穩(wěn)態(tài)PP-R與普通PP-R,1.管材設(shè)計(jì)應(yīng)力 按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) CJ/T 210-2005，各使用級別設(shè)計(jì)應(yīng) 力稍高于PP-R，但是測試的壓力水平卻和PP-R的測試壓力相同。,2.管道系統(tǒng) a.系統(tǒng)的壓力水平 與穩(wěn)態(tài)PP-R管材配套的管件為普通PP-R管件，作為系統(tǒng)而言，耐壓能力仍為普通PP-R管道系統(tǒng)的壓力水平。 b.系統(tǒng)的連接技術(shù) 熱熔連接時必須剝?nèi)ネ鈱铀芰弦约颁X層，一般剝皮工具很難完成 管材和管件的模量不同，承受溫度壓力變化時產(chǎn)生的應(yīng)力不同，接頭成為薄弱點(diǎn),GF

14、Piping Systems , 18,8/31/2020,4.冷熱水用塑料管道系統(tǒng)比較分析 (一覽表),GF Piping Systems , 19,8/31/2020,4.冷熱水用塑料管道系統(tǒng)比較分析長期靜液壓強(qiáng)度曲線,GF Piping Systems , 20,8/31/2020,4.冷熱水用塑料管道系統(tǒng)比較分析 長期靜液壓強(qiáng)度曲線,,GF Piping Systems , 21,8/31/2020,4.冷熱水用塑料管道系統(tǒng)比較分析設(shè)計(jì)應(yīng)力的比較,GF Piping Systems , 22,8/31/2020,4.冷熱水用塑料管道系統(tǒng)比較分析允許工作壓力的比較,GF Piping S

15、ystems , 23,8/31/2020,示例：ISO 2級工況 / 設(shè)計(jì)壓力10Bar / 流量2.0 l/s，外徑為40mm的管材：,,工況和流量同種的情況下， 壓力損失(pR) 和流速的平方(v2)成正比，與內(nèi)徑(di)成反比,,PB : PE-RT 2 : PE-X : PE-RT 1 : PP-R = 0.7 : 1 : 1 :1.3 : 1.3,,4.冷熱水用塑料管道系統(tǒng)比較分析水力特性的比較,優(yōu)秀的材料性能意味著相同的外徑、更大的流量、更小的壓力損失,GF Piping Systems , 24,8/31/2020,4.冷熱水用塑料管道系統(tǒng)比較分析連接技術(shù),塑料-塑料系統(tǒng)的連接

16、 熱熔連接： PB、PE-RT、PP-R可以采用熱熔連接的方式，簡單方便，安全可靠 PE-X不能熱熔，機(jī)械式連接嚴(yán)密性不好，而且會導(dǎo)致縮徑，壓力損失增大 穩(wěn)態(tài)PP-R的熱熔連接技術(shù)繁瑣，而且管材管件材料不同，模量的差異也會導(dǎo)致接頭失效 電熔連接： PB和PE-RT的電熔連接技術(shù)能解決其他連接方式無法解決的狹小空間作業(yè)等特殊場所的連接和修復(fù)，能最大限度的減少對現(xiàn)場的破壞 機(jī)械夾緊式連接 PB和PE-RT也能采用擠壓夾緊式接頭進(jìn)行連接。,GF Piping Systems , 25,8/31/2020,5.標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢驗(yàn)規(guī)則,GF Piping Systems , 26,8/31/2020,內(nèi)容回顧&問與答,1 產(chǎn)品與標(biāo)準(zhǔn) 2 與喬治費(fèi)歇爾公司有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn) 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn) 3 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)合理選材 基本概念、壓力計(jì)算、管材選擇 4 冷熱水用塑料管材的比較分析 5 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢驗(yàn)規(guī)則,