塑料管材的选择
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273 附录B 塑料管材的选择
B.1 热塑性塑料管材的选择
B.1.1 确定管材的使用条件等级
应根据工程使用性质,参照表B.1.1确定管材的使用条件等级。地板辐射采暖系统应采用使用条件等级4,供水温度在85℃以下的散热器采暖系统应采用使用条件等级5,生活热水系统采用等级1或等级2。
表B.1.1 使用条件级别
级别 正常操作温度 工作温度 故障温度 应用举例 温度(℃) 时间(Y) 温度(℃) 时间(Y) 温度℃ 时间(h)
20 50 冷水
1 60 49 80 1 95 100 生活热水(60℃)
2 70 49 80 1 95 100 生活热水(70℃)
3 30
40 20
25 50 4.5 65 100 地板下的低温供热
4 40
60
20 20
25
2.5 70 2.5 100 100 地板下供热和低温采暖
5 60
80
20 25
10
14 90 1 100 100 较高温度采暖
注:1 本表摘自《冷热水系统用热塑性塑料管材和管件》GB/T 18991-2003。
2 表中所列的使用条件级别的管道系统同时应满足20℃、1.0MPa下输送冷水具有50年使用寿命的要求。
3 北京地区每年采暖时间至多为半年,其采暖供水温度随室外气温进行调节,在50年中各种水温下的采暖时间为25年。不采暖季节的水温均取20℃,累积也为25年。
4 北京地区低温热水地板辐射采暖系统供水温度范围与使用条件等级4基本相同,但使用时间累积只有25年,与等级4在正常操作温度40℃和60℃时,累积使用时间为45年相比,使用条件非常有利,故按4级条件选择管材是非常安全的。3级已基本上不被采用。
5 使用条件等级5,是在正常操作温度80℃时使用时间为10年,60℃时为25年。北京地区,散热器采暖系统设计供回水温度为85/60℃时,正常操作温度时的使用年限如下:85℃—6年、80℃—3年、60℃—7年;经换算,相当于80℃-9.6年,60℃-25年,20℃-14.4年;这种使用条件下与使用条件等级5基本相同。
B.1.2 材质选择
应根据系统使用情况选择适宜的管材,各种管材特性如下:
1 许用环应力值从大至小,依此为PB、PE-X、PE-RT 和 PP-R(见表B.1.3-1~B.1.3-4),
2 管材PB、PP-R和PE-RT可以采用热熔连接,PE-X 一般采用机械接头连接。。
B.1.3管材系列S的一般选用方法
管材系列S值应小于管材Scalc.max值。Scalc.max应取σD/PD和σcold/PD·cold中的较小值。管材Scalc.max值和管材系列S可按表B.1.3-1~B.1.3-4直接查取。
其中: σD ——管材许用环应力(MPa);
PD ——系统工作压力(MPa);
σcold ——20℃冷水,50年的设计应力(MPa); 274 PD·cold ——输送冷水时的设计压力,规定取1.0MPa。
注:S值是管材环应力与管内壁承受压力的比值,仅与管道尺寸有关,可用下式表示:
eeDPS2
式中 σ——环应力(MPa);
P——管内压力(MPa);
D——管外径(mm);
e——管壁厚(mm)。
表B.1.3-1 管系列 S 选用表(PB 管)
系统工
作压力
PD(MPa) 使用条件等级 20℃、50年
PD=1.0MPa 1 2 4 5
许用环应力σD(MPa) 10.92 5.73 5.04 5.46 4.31
0.4 Scalc.max值 10.9 10.9 10.9 10.9 10.9
应选用的管系列 S 10 10 10 10 10
0.6 Scalc.max值 10.9 9.5 8.4 9.1 7.2
应选用的管系列 S 10 8 8 8 6.3
0.8 Scalc.max值 10.9 7.1 6.3 6.8 5.4
应选用的管系列 S 10 6.3 6.3 6.3 5
1.0 Scalc.max值 10.9 5.7 5.0 5.4 4.3
应选用的管系列 S 10 5 5 5 4
注:1 σD和Scalc.max取自《冷热水用聚丁烯(PB)管道系统》国家标准报批稿。
2 PD<0.4MPa时,可按0.4MPa取值。
表B.1.3-2 管系列 S 选用表(PE-X管)
系统工
作压力
PD(MPa) 使用条件等级 20℃、50年
PD=1.0MPa 1 2 4 5
许用环应力σD(MPa) 7.6 3.85 3.54 4.00 3.24
0.4 Scalc.max值 7.6 7.6 7.6 7.6 7.6
应选用的管系列 S 6.3 6.3 6.3 6.3 6.3
0.6 Scalc.max值 7.6 6.4 5.9 6.6
5.4
应选用的管系列 S 6.3 6.3 5 6.3 5
0.8 Scalc.max值 7.6 4.8 4.4 5.0 4.0
应选用的管系列 S 6.3 4 4 5 4
1.0 Scalc.max值 7.6 3.8 3.5 4.0 3.2
应选用的管系列 S 6.3 3.2 3.2 4 3.2
注:1 σD和Scalc.max取自《冷热水用交联聚乙烯(PE-X)管道系统》GB/T 18992.1-2003。
2 PD<0.4MPa时,可按0.4MPa取值。
表B.1.3-3 管系列 S 选用表(PE-RT管)
系统工
作压力
PD(MPa) 使用条件等级 20℃、50年
PD=1.0MPa 1 2 4 5
许用环应力σD(MPa) 7.36 3.06 2.15 3.34 2.02
0.4 Scalc.max值 7.36 7.36 5.4 7.36 5.1
应选用的管系列 S 6.3 6.3 5 6.3 5 275 0.6 Scalc.max值 7.36 5.1 3.6 5.6 3.4
应选用的管系列 S 6.3 5 3.2 5 3.2
0.8 Scalc.max值 7.36 3.8 2.7 4.2 2.5
应选用的管系列 S 6.3 3.2 2.5 4 2.5
1.0 Scalc.max值 7.36 3.1 2.15 3.3 2.0
应选用的管系列 S 6.3 2.5 —— 3.2 ——
注:1 σD和Scalc.max取自《冷热水用耐热聚乙烯(PE-RT)管道系统》CJ/T 175-2002。
2 PD<0.4MPa时,可按0.4MPa取值。
表B.1.3-4 管系列 S 选用表(PP-R 管)
系统工
作压力
PD(MPa) 使用条件等级 20℃、50年
PD=1.0MPa 1 2 4 5
许用环应力σD(MPa) 6.93 3.09 2.13 3.30 1.9
0.4 Scalc.max值 6.93 6.9 5.3 6.9 4.8
应选用的管系列 S 6.3 5 5 5 4
0.6 Scalc.max值 6.93 5.2 3.6 5.5 3.2
应选用的管系列 S 6.3 5 3.2 5 3.2
0.8 Scalc.max值 6.93 3.9 2.7 4.1 2.4
应选用的管系列 S 6.3 3.2 2.5 4
2
1.0 Scalc.max值 6.93 3.1 2.1 3.3 1.9
应选用的管系列 S 6.3 2.5 2 3.2 -----
注:1 σD和Scalc.max取自《冷热水用聚丙烯管道系统》GB/T 18742.2-2002。
2 PD<0.4MPa时,可按0.4MPa取值。
注:1 表B.1.3-1~B.1.3-4中各种管材在各使用条件分级时的许用环应力值,已经将正常操作温度下的环应力值考虑了1.5倍的使用系数。
2 各种管材的S系列范围见下表:
管道名称 S10 S8 S6.3 S5 S4 S3.2 S2.5 S2
PB ∨ ∨ ∨ ∨ ∨ ∨
PE-X ∨ ∨ ∨ ∨
PE-RT ∨ ∨ ∨ ∨ ∨
PP-R ∨ ∨ ∨ ∨ ∨
注:∨表示有此系列。
B.1.4 管材系列S和管壁厚的确定
考虑施工中的附加压力和磨损,以及系统的水击、安装使用的刚性和连接要求等因素,宜按下列要求,提高按表B.1.3-1~B.1.3-4选择的管材S系列和确定壁厚:
1 散热器采暖系统管材宜将S值提高1档。
2 室内生活给水管材宜将S值提高1~3档,PP-R 和PE-X推荐用于系统工作压力不大于0.8MPa的系统,系统工作压力≤0.6MPa的室内生活给水管材宜按表B.1.4确定。采用其他塑料管材给水系统的工作压力和工作温度不得大于产品标准标定的允许工作压力和工作温度。
3 对应于不同管系列S的热塑性塑料管材通用壁厚和内径见表A.1.1-3。
4 地板采暖系统管材最小壁厚不得小于1.7mm。
5 散热器采暖、给水、生活热水等系统,考虑管道的热熔连接和非埋地管道的刚性要求时,应符合表A.1.1-3注释的要求。 276 表B.1.4 系统工作压力≤0.6MPa的室内生活冷热水管系列S
管道名称 使用条件
60℃生活热水 70℃生活热水 冷水(≤40℃)
PP-R S3.2; S2.5 S2.5; S2 S5; S4
PE-X S4; S3.2 S4; S3.2 S6.3; S5
注:摘自《给水塑料管安装》02SS405-1~4。
B.2 铝塑复合管的选择
B.2.1 铝塑管按复合组分材料分类,其形式如下:
1 搭接焊式:
PAP—— 聚乙烯 / 铝合金 / 聚乙烯
XPAP—— 交联聚乙烯 / 铝合金 / 交联聚乙烯
2 对接焊式:
XPAP1——聚乙烯 / 铝合金 / 交联聚乙烯(一型铝塑管)
XPAP2——交联聚乙烯 / 铝合金 / 交联聚乙烯(二型铝塑管)
PAP3——聚乙烯 / 铝 / 聚乙烯(三型铝塑管)
PAP4——聚乙烯 / 铝合金 /聚乙烯(四型铝塑管)
B.2.2 冷水用和热水用铝塑复合管的区别:
1 铝塑复合管通常采用以下颜色,识别不同用途:
1) 冷水用铝塑管:黑色、蓝色或白色;
2) 热水用铝塑管:橙红色。
2 PAP管产品部分标记示例::
搭接焊式:
PAP·20HA-L·GB/T18997.1
PAP·20RA-R·GB/T18997.1
冷水 热水
搭接 搭接
高密度聚乙烯 乙烯与辛烯共聚物
对接焊式:
PAP3·20MD-L·GB/T18997.2 PAP4·20HD-R·GB/T18997.2
冷水 热水
对接 对接
中密度聚乙烯 高密度聚乙烯
3 冷水用与热水用铝塑复合管除了用途代号、长期工作温度、外层颜色不同外,这两种管道在选用的聚乙烯材质和对管材和管件的试验要求上也有区别。
B.2.3 铝塑复合管的允许工作压力和壁厚
1 可根据管材的长期工作温度,按照表B.2.3确定其允许工作压力。
2 可按表A.1.1-4和表A.1.1-5根据管径确定管道壁厚。
表B.2.3 不同工作温度时铝塑复合管的允许工作压力
管材类型 流体类别 用途代号 铝塑管代号 长期工作温度T(℃) 允许工作压力Po(MPa)
搭接焊式 冷水 L PAP 40 1.25
热水 R PAP 60 1.00
75a 0.82