塑料管道基础知识

S＝
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s
D
P
3.79 P＝ ＝ 9.5(bar ) S 4
D
s
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3.根据标准合理选材—压力计算与管材选型（非标准工况查曲线法）
如果有些工况的设计温度或压力不在国际标准使用条件分级之列，可采用查 曲线的方法进行计算。 以S5系列的PB管材为例，设计使用年限为50年， 70℃和20℃允许的最大工 作压力计算如下，示例：
PN =
10 sd S
=
20 sd
SDR -1
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3.根据标准合理选材—基本概念
ISO 4065 中定义的管道设计参数.
S - Class S2 S 2.5 S 3.2 S4 S5 S 6.3 S8 S 10
dxe d32 x 6.5 d32 x 5.4 d32 x 4.4 d32 x 3.6 d32 x 2.9 d32 x 2.4 d32 x 1.9 d32 x 1.6
1
60
49
80
1
95
100
供应热水 （60℃） 供应热水 （70℃）
2
70
49
80
1
95
100
3
30 40 20 40 60 20 60 80
50
50 4.5 65 3级已基本上不采用
100
低温地板采 暖
4
2.5 20 25 14 25 10
70
2.5
100
100
地板采暖 低温散热器
5
90
1
100
100
1.产品与标准
•定义 （规则
•意义 （规范 •标识
文本 批准）
促进和制约 影响市场） ISO CEN DIN BSI ASTM JIS）
•组织机构（SAC
GB/国家标准 ISO 国际标准/ DIN 德国标准/ ASTM 美国标准/ BSI英国标准
•分类
（层次 效力 范围）
GB/T 推荐性标准；GB 强制性标准
t
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3.根据标准合理选材—压力计算与管材选型(标准工况查表法)
不同材料的设计应力（参照相应的产品标准）
使用条件级别
PB 1级(60℃热水) 2级(70℃热水) 4级(低温地板采暖) PE-X
+GF+ PE-RT (2型) * 3.99 3.79 3.93
采暖
JGJ 142-2004 地面辐射供暖技术规程（起草单位）-行业标准* DBJ/T 01-49-2000 低温热水地板辐射供暖应用技术规程-北京市地方标准
03K404 低温热水地板辐射供暖系统施工安装-建设部标准图* DBJ 01-605-2000 新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程-北京市地方标准
查标准GB/T 19473，获得PB材料的强度参考曲线
t=50年,T= 70℃,查曲线 σ=7.61 MPa 设计系数 C=1.5 7.61/1.5=5.07 t=50年,T= 20℃,查曲线
σ
σD=σ/C
S 5系列 P=σD/S
σ =13.6 MPa 设计系数 C=1.25 13.6/1.25=10.9
d
Standard Dimension Ratio 标准尺寸比 Pipe Serie S 管系列 Nominal Pressure PN 公称压力(20℃/ 50Y）
d 2S 1 e 如dn110 10 SDR 110 SDR 11 10
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d e S 2e 如dn 25 2.3 25 2.3 S 4.9 5 2 2.3
图集
京01SSB1
91SB
新建集中供暖住宅分户热计量设计和施工试用图集-北京市地方标准*
华北地区建筑设备施工安装通用图集 （主编）-华北地区标准图*
* GF公司参与编写
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3.根据标准合理选材—基本概念
e
d e 管材外径,mm 管材壁厚,mm
产品与标准
Adding Quality to People's Lives
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目
录
1 产品与标准
2 与乔治费歇尔公司有关的标准
产品标准、应用标准
3 根据标准合理选材
基本概念、压力计算、管材选择
4 冷热水用塑料管道系统的比较分析 5 标准规定的检验规则
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5.07/5=11.4(Bar)
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10.9/5=21.8(Bar)
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4.冷热水用塑料管道系统比较分析-概述
聚丁烯(PB)是聚烯烃类材料中长期静液压强度最高的材料，同等工况下聚丁烯管材的管壁较薄， 管内流量较高；相同规格的管材，聚丁烯管材的耐压能力较高，而且柔韧性好易于施工。适用 于高温散热器连接系统、生活冷热水系统和地板采暖系统。可以热熔连接。 耐热增强聚乙烯PE-RT原材料由乙烯与辛烯共聚而成，具备卓越的抗裂性能、耐高温性能、抗 静液压强度和耐低温脆裂性能，而且无需交联。根据静液压强度不同又分成PE-RT（I 型）和 PE-RT（ II 型），其中II 型静液压强度在I 型的基础上提高了很多。目前只有DOW化学公司 （II型和I型）和SK集团（ I型）提供该原料。 PE-RT（I型）只能用于地板采暖系统， PE-RT （ II 型）适用于生活冷热水和地板采暖系统。可以热熔连接。 交联聚乙烯PE-X根据交联方式不同又可以分为PE-Xa、PE-Xb和PE-Xc。交联度的大小直接决 定管材的长期静液压强度和耐压能力，但是交联过程无法在线控制，因此交联的控制是管材质 量的一大隐患。而且PE-X不能熔融，只能采用机械式连接。 无规聚丙烯PP-R，长期静液压强度不如PE-RT，同等工况下，壁厚较厚，流通量较小；抗低 温脆性不太好；而且原材料市场混杂，管材质量也良莠不齐。可热熔连接。 稳态PP-R，是由PP-R管与合金铝层组成的复合管，具有聚丙烯—胶—铝—胶—聚丙烯五层结 构，铝层作为功能层，可以增强管材的刚性和阻氧性，铝层不承压，耐压能力与普通PP-R相 同。热熔连接时必须剥去外保护层和铝层，操作复杂；管材管件为不同材质，系统相容性差。
防渗氧管材 DIN 4726 DIN 4727
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2.与GF有关的标准—ISO10508 (冷热水用塑料管道使用条件分级)
温度、 Hale Waihona Puke 用年限 、总体使用系数（安全系数）
使用 条件 级别 TD ℃ TD下的 使用时间 年 Tmax ℃ Tmax下的 使用时间 年 Tmal ℃ Tmal下的 使用时间 h 典型 应用范围
ISO 5 1.90 2.19
2.管道系统 a.系统的压力水平 与稳态PP-R管材配套的管件为普通PP-R管件，作为系统而言，耐压能力仍为普通PP-R管道 系统的压力水平。 b.系统的连接技术 热熔连接时必须剥去外层塑料以及铝层，一般剥皮工具很难完成 管材和管件的模量不同，承受温度压力变化时产生的应力不同，接头成为薄弱点
DIN 16868-1996; DIN 16869-1997
Q/ILKX 5-2005； CJ/T 175-2002； ONORM B 5159；ISO/DIS 22391-2004
PE-X
PP
(含PP-R)
GB/T 18992-2001；ISO/DIS 15875-1999 DIN 16893-1996（尺寸）; DIN 16892-1997 (一般要求) GB/T 18742-2003；ISO/DIS 15874-1999 DIN 8077-1999;DIN 8078-1999
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4.冷热水用塑料管道系统比较分析——稳态PP-R与普通PP-R
1.管材设计应力 按照行业标准 CJ/T 210-2005<无规共聚聚丙烯(PP-R)塑铝稳态复合管>，各使用级别设计应 力稍高于PP-R，但是测试的压力水平却和PP-R的测试压力相同。
原材料的静液压强度?

Safety Factors / Design Factors
系统应用的总体使用系数（安全系数）?
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3.根据标准合理选材—影响塑料管材使用寿命的因素（P/T/t）
时间t一定时 温度低=>应力大 温度高=>应力小
P
压力P 一定时 温度低=>时间长 温度高=>时间短
一般标准的有效期限为5年，隔5年重新审查一次
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2.与GF有关的标准—产品标准(国家标准 / 国际标准)
PE PB PE-RT
GB/T 13663-2000；Q/ILKX 3-1999；EN 12201:2003 DIN 8074-1999;DIN 8075-1999 GB/T 19473-2004（主编单位）；ISO/FDIS 15876-2002;
标准外推法ISO 9080
以高温条件下的静液压强度预测低温下的长期强度值，依据时温等效原理。 外推时间极限为外推因子乘以试验的最长时间。 温差 外推 系数 ≥20 6 ≥25 10 ≥30 18 ≥35 30 ≥40 50 ≥60 100
110℃下一个试验超过8760h(1年)，即可外推到70℃条件下50年的寿命。 示例： ΔT=110℃-70℃=40℃，查表知Ke=50 t= ΔT×Ke=1（年）×50=50(年)