常用塑料上水管的优化选择

吴平
中南建筑设计院

　　目前市面上较成熟的塑料上水管有：硬聚氯乙烯(UPVC)管，聚乙烯(PE)管，交联聚乙烯(PEX)管，聚丙烯类(PP)管，铝塑复合管，聚丁烯(PB)管等。塑料上水管具有重量轻、不生锈、不结垢、制造能耗低(以长度计，仅为金属管道的18.7％)、内壁光滑、水力条件优越、水质卫生、没有管道二次污染、安装劳动强度低、节约综合施工费用等优点，已被越来越多的人所认识利用。
　　但是，这些上水管材各有优劣，并非可用于各种不同的场合。而有些使用者对管材的特性并不十分了解，使得这些管材不能物尽其用，甚至发生误用，给工程造成危害。故此我们有必要对它们进行综合分析比较，以便优化选择，合理利用。
　　在此之前，我们首先对PP类上水管进行分析比较。
　　PP类上水管有：聚丙烯(PP)管，共聚聚丙烯(PP—C)管。PP—C管按共聚方式及乙烯单体含量的不同又分为均聚聚丙烯PP—H(一型)，嵌段共聚聚丙烯PP—B(二型)和无规共聚聚丙烯PP—R(三型)三种。PP管有一显著的缺点，即耐低温性差，普通PP料生产的管材在5℃以下因脆性太大而难以正常使用。聚丙烯(PE)具有良好的低温性能，但其耐高温性和耐冲击性差。PP—C正是PP与PE共聚而成的结晶，它具有PP和PE共同的优点。但是在PP—C类上水管中，由于PP—B、PP—R的适用范围涵盖了PP—H，故PP-H逐步退出了管材市场。PP—B、PP—R的物理特性基本相似，应用范围基本相同。工程之中可替换使用。但同时PP—B和PP—R也存在一定的差别，当液体介质温度≤5℃时，优先选用PP—B管；当液体介质温度≥65℃时，优先选用PP—R管；当液体介质温度在5℃--65℃时，PP—B与PP—R的使用基本一致。故此在实际选用PP类上水管时应以PP—B和PP—R管为主，在南方地区则以PP—R为首选。
　　现就从基本性能，卫生条件，安装可靠性，综合费用等方面对UPVC管，PE管PP—R管，PEX管，铝塑复合管，PB管进行分析比较。
　　在基本性能上，这六种管材都具有镀锌管所无与伦比的优点，但在耐高温高压，抗冻、防震和使用寿命等方面是有一定的区别的。
　　在长期耐高温方面，性能最佳当数PEX管和阳管，其耐温可达110℃，长期使用温度为95℃，这主要得益于PEX管和PB管的高度氧化稳定性能对很高的高分子材料的热氧化分解发挥有效的抑制作用的结果。抗冻方面，PEX管和PB管的抗脆裂性亦很强，在-30℃温度时，管于也不会冻裂，而白铁管在—5℃时就会冻裂。耐压大小由管材壁厚决定，不过PEX管和PB管一般也可达10公斤／平方厘米以上，且具有良好的耐热抗蠕变性能；长期工作也不会造成宏观形变。不过，这两种管树特别是管径较大时，相对其他几种管材而言其热膨胀性较大，故在施工安装时，应严格按施工规定设置固定环。而PP-R管、PE管、铝塑复合管则较适合于冷水及中温热水的输送。同时铝塑复合管只有在其内层为PEX材料时才能用于热水输送。由于FEX材料与普通的PE材料从外观上很难区分，在选择铝塑复合管用于热水供应时应十分留意，有些不法商贩更是以次充好，在安装定货时可用烘箱试验加以区别。将管材放置于130—140℃的烘箱中一小时左右，如管层无熔融变形的即为PEX材料，反之则为普通PE材料，只能用于冷水供应。至于UPVC上水管，其耐温性能较低，且其粘接胶水的耐温也存在问题，故一般用于冷水供水中。在防震性方面，UPVC管由于采用胶水粘接，抗震性能较差，明显不及以其他方式连接的各类塑料上水管。
　　从卫生条件来看，上水管提供的是用户的直接用水，它不仅要求不锈蚀，不结垢，而且还要求无毒卫生，对水质无影响。传统的镀锌管是完全不符合上述要求的，经取样分析不同支管中过夜水的浊度、色度，镀锌管竞可比塑料管高出70--100倍，这充分显示了塑料管的优越性。可是UPVC管在生产过程中由于加了入重金属添加剂，同时PVC本身残存的单体氯乙烯和一些小分子在应用时转移至水中成为水中细菌的营养剂，使残留细菌加速繁殖，造成水质污染。另外UPVC管采用TS(胶接)接口，所用的粘接剂很难保证无毒，同时粘接剂内可能还会含有有利于微生物生长的物质，对饮用水的味、嗅及水质都有一定的影响，故UPVC管不应作为直饮水供水管。PEX管由于其在结构上组成了立体三维网络，所有分子被连接至网络中，已不存在单一分子，因此没有小分子溶出的问题。PB管是一种高惰性的聚合物材料，具有很高的化学稳定性，微生物不能寄生滋长。另外，得到批准的INSTAFLEX的使用，具有热能灭菌的能力，故在管材的内部和外部均无军团菌和细菌繁殖的条件。PP—R管材无任何添加剂，是完全无毒的纯石油产品，铝塑复合管内层为PE(或PEX)材料，皆对水质无影响，可用作直饮水的供水管。
　　从安装可靠性来看，各类上水管材由于连接方法不尽相同，在温度变化时其密封的可靠性也不尽相同。一般而论，只有当连接部位的抗渗透性高于管材的耐压时，才能达到最高的连接可靠性，如采用挤压式连接的四管、PEX管、铝塑复合管就完全能达到这点。
　　至于采用热熔或电熔方法连接的PP—R管、PE管，它解决了管材连接处由于塑料变形、密封胶或橡胶圈老化而出现的渗漏问题，从安装角度来说是较可靠的。不过，这种连接方式得把握住一个“度”的问题，热度过低，连接不牢3热度过高，管壁厚度变薄，管材在管配件处变形，发生漏水现象。UPVC管采用粘接，它属于本体粘接，胶粘剂随着溶剂的挥发而逐步固化达到粘接的目的。而粘接的质量好坏由以下几个因素决定：
　　1.被粘物的贴紧力和间隙，在管材管件上就体现在配合精度和胶粘承口的有效长度。其间隙在0.2M／M时是最佳的，超过0.3M／M，其粘接效果就急剧下降。
　　2.最大限度地去掉胶粘层中的空气。故此涂胶毛刷必须保持清洁，刷胶方向必须与轴向一致，且由里向外刷过端头，以保证最大粘接面。
　　3.粘接处必须清洁。在粘接前可用于布蘸丙酮或其他清洁剂擦拭，以除去管材上的油质、污质和水质。
　　4.粘接完成后必须在空气中保持规定的套紧时间。在此期间不得粘水，更不可浸泡水中。同时如气温较低，套紧时间得随之延长。
　　对照以上几点，目前我国管材管件的标准公差范围、不圆度、管件承口的工艺锥度以及施工现场的管理力度，要做到上述几点，的确很难。这就是粘接容易出现渗水的原因。基于此，有些厂家生产了钢制喷塑的柔性接口管件，解决了DN≥100MM口径的柔性接口(R—R)问题，但价格偏高。配件不全等因素也制约了其在给水领域的广泛应用。
　　知晓了塑料管的基本性能、适用范围以及各自的优缺点，能使我们在选择管材时作到合理，但并不一定经济，只有经济合理才能称之为优化选择。下面我们就从综合造价对它们作最后的分析比较。
　　尽管各种塑料上水管每米单价在市场上都有一个初步的定势，同样Φ32MM的管材， UPVC管6.0元／米；PE管7.5元／米；PP—R管22.0元／米；PEX管28.0元／米；铝塑复合管34.0元／米；四管45.0元／米(以最新零售价为例)，但在经济上作综合比较并非易事。
　　这是因为塑料上水管的综合价格不仅指管材本身的价格，还包括管件、连接工具、安装工时费用、管材损耗比例以及安装可靠性的维护期限等因素在内，故使用者应根据以上综合指标来作经济分析选定。
　　从理论上讲，如果使用条件完全符合管材性能，与建筑物同步使用是可以达到的，如UPVC管在45℃、PP—R管在75℃以下的条件介质中使用。一旦超过这一使用限定，就会极大程度地影响管材的寿命，甚至出现短期内就要维修的可能，无谓地增加基建投资。因材施用，何等重要。
　　考虑到管件和连接工具，铜接头由于原料价格偏高，所以价格较高3熔接型连接则较为便宜，考虑到专门的连接工具，则综合价格适中3至于胶水粘接，则最为经济实惠。
　　从安装方便与可靠性来讲，插入式钢接头最为方便，耐压最可靠。熔融连接的安装难度及耗时要明显高于金属机械式连接。至于胶水连接，由于这些年UPVC管的普及，以为大多数人所掌握，施工容易但如前所述可靠性较差。
　　管材的损耗比例完全取决于管材的供货方式，盘管可以最大限度地降低损耗。按施工经验而言，直管在剪断时损耗为5％—10％，而盘管损耗则可在1％以下。另外，盘管的使用还可尽量减少接头的使用，降低成本。同时，接头数量的减少也意味着漏水可能性的降低，使管材的维修周期更进一步的延长。
　　管材虽然在工程总造价中所占份额很小，但其作用正如人体的血管不容忽视。只有选择了一个合适的产品，经过严格的施工，精心的管理，才能发挥其应有的作用，经济合理，造福人类。

常用塑料上水管实用性能比较表 管材种类 UPVC管 PP-R管 PE管 PEX管 铝塑复合管 PB管 工作温度
（℃） -5≤t≥45 -20≤t≥95 -50≤t≥65 -50≤t≥110 -40≤t≥95 -30≤t≥110 最大使用年限
（年） 50 50 50 50 50 70 主要连接方式 粘接 热熔 电熔（挤压） 热熔 电熔 挤压 挤压 挤压（热熔电熔） 接头可靠性 一般 较好 较好 好 好 好 产生二次污染 可能有 无 无 无 无 无 管材种类 UPVC管 PP-R管 PE管 PEX管 铝塑复合管 PB管 最大管径
（MM） 400 125 400 110 110 50 综合费用 约占镀锌管的60%左右 高出镀锌管50%左右 高出镀锌管20%左右 高出镀锌管一倍左右 高出镀锌管一倍以上 高出镀锌管二倍以上

注：1、本表格资料系根据各类管材正牌厂家说明书及相关资料而作。
2、综合费用列入的夹紧式连接配件以及铸铜配件为准。
3、以上数据仅供参考。