硬质聚氯乙烯排水管简称UPVC排水管，作为一种新型的建筑材料，越来越受到人们的重视和关注。它质轻、光洁、美观、水阻小、组配灵活、安装省时省力，很受设计、施工单位及用户青睐。所以使用UPVC排水管代替传统的铸铁排水管，正以不可逆转之势，在全国很快普及开来。

然而，正因为UPVC排水管是新型的建筑材料，有它独特的施工安装要求。这几年，笔者在参与并了解一些施工安装工程后，感到一些施工人员并不熟悉UPVC管的安装特性，将安装铸铁管的工艺要求套用来施工UPVC排水管，这样不仅糟蹋了材料，浪费了工时，质量也受到影响。为此，笔者就目前安装中的一些问题，谈谈自己的看法，供同行们参考。

1  塑料管的伸缩和固定问题

1.1  塑料管的伸缩

改性硬聚氯乙烯排水管的管材两端为插头，管件均为承口，多数采用承插粘接法连接，属不可变的永久性连接，而塑料制品的线膨胀系数较大，管道受环境温度和污水温度变化引起的伸缩长度，可按下式计算：

ΔL=L·α·Δt

式中：

ΔL——管道温伸长度,m；

Δt——温差，℃；

L——管道长度，m；

α——线膨胀系数，采用7×10-5m/m℃。

我们计算3 m长管道在△t＝50℃时的温伸长度为10.5 mm，那么这10.5 mm的伸长或收缩就必须依靠伸缩节这个专用配件来解决，尤其在我国北方地区，环境温差较大，伸缩节是非装不可的，不然就有拉坏或胀坏弯管的可能。但在安装工艺上常犯的毛病是不按当时的环境温度，在管材插口处做插入深度记号，安装后则不知道插入多深，质检人员也无法检查，容易造成天冷时插口脱出橡胶密封圈的保护范围。臭气外泄；天热时管材又无处可伸，胀坏接口。还有的是把伸缩节倒着安装，也就是把橡胶密封圈一侧作为朝下的承口，造成不应有的渗漏。

1.2  塑料管的固定

聚氯乙烯管道表面硬度不如钢铁，所以一般采用镀锌扁钢冲压成形的抱卡和吊卡，尽量避免使用圆钢制成的Ｕ型螺丝卡子，因为它与管道是线接触，而不是面接触。按照安装规程【1】第3.1.1条规定，“支承件的内壁应光滑，与管身之间应留有微隙”，这无疑是给管身的伸缩留有活动余地。若将伸缩节上的抱卡固定太紧，实际上限制了管身的伸缩，这样做是适得其反的。笔者认为，一般楼层立管中部设的那只抱卡，只起一个定位作用，不能将管身箍的太紧。对于长大管道，要计算出总伸缩量，按每只伸缩节允许的伸缩量选择伸缩节的数量和确定安装位置，根据管道伸缩方向再定每个支承件安装的松紧度。这样安装出来的管道才能保证质量。

2  排水管的噪音及其消减措施

人们认为聚氯乙烯排水管的噪音较大，这也是该产品在推广中的障碍之一。经测试，UPVC排水管的噪音在底层比铸铁排水管大2至3个分贝，并没有超过国家对生活噪音规定的标准，但为什么用户在这个问题上反映较大呢其原因一是人们对新环境有一个适应过程，新建楼房由于空屋的回音作用使声音放大；二是设计采用的技术措施不周。为此，笔者认为，首先在设计时要尽量使排水立管远离居室和客厅；在施工时要特别注意立管与底层排出管交接处的技术要求，按规定【1】：“此弯头要用两只45°弯头连接并在立管底部设支墩，防止沉降。”笔者认为塑料管支墩必须位于立管轴线下端，并将整个弯头部分包裹起来，使立管中的水流落在实处，这样冲击声也就降低了，这种支墩不仅起防止沉降的作用，还具有消除噪音的作用，当然要比铸铁排水管底部的支墩做得大些。为了减轻底层的噪音，在底层立管的抱卡内侧还可以垫入一些毡子或橡皮垫子适当收紧，以不防碍立管的伸缩为准，这样可以消除部分管道的空鸣声。

3  塑料管与楼板结合部的防漏问题

硬聚氯乙烯管的管内外壁表面光洁度较高，因此水阻小、不易发生堵塞，这作为排水管是很有利的。但管道穿过楼层的结合部时常因细石砂浆与管道外壁结合不好，而使上下层之间顺管皮漏水。特别是穿过顶层的塑料管常使楼顶层面封闭不严造成漏水。一般的做法是用砂布将立管外皮在结合部位打毛，使外皮粗糙，这种做法因工作量较大而且打磨不均匀，轻重深浅难以掌握。笔者认为用另一种办法也可以达到外皮粗糙的目的，在立管结合部做好记号后，刷上一层塑料粘结剂，待塑料外皮形成一层薄薄的溶结层时，滚上一层中砂，凝固后，在塑料管外形成粗糙表面，然后再树管并用细石混凝土吊洞。这种做法用在钟型地漏的外表面，效果也是很好的。注意，塑料管外皮的多余粘结剂一定要擦干净，吊洞时最好把下面已装好的管子用塑料薄膜或废纸包起来，这既能减轻工程完毕后的清洗工作，又保持了原管的光洁度。对于一些要求较高的施工部位，最好采用止水环，把止水环粘在立管上，一并打入混凝土中，增加结合面和水泄漏的爬行距离，一般是可以起到水密作用的。

4  塑料管的组配和存水弯问题

塑料排水管的组配很灵活，配接尺寸也很紧凑。因此施工时，更应照章办理，不要随意改变原设计。例如有一种90°三通在其两侧各有一个50 mm的敲落孔，就可以变成立体四通或五通，这对配接一些排水量小的卫生器具是很有利的，但必须掌握敲落这孔的方法，不然很可能使整个三通报废，而且插口深度较浅，粘结时稍一疏忽，就会造成漏水。笔者认为，施工时一定要严格按要求进行操作。

另外，排污系统是靠水封来防止臭气上冒的，而塑料排水管由于水阻小，在管道的抽吸作用下水封容易被破坏，我国北方气候干燥，蒸发作用很强，水封高度应保持在50～100 ｍｍ之间，所以在配接P型或S型存水弯时中间套接的一截短管的长度要经过计算才能决定。太长会造成水封过深，水流不畅，易发生沉淀堵塞；太短又保证不了水封高度，造成臭气上冒，因此，对保证水封高度应有一定的认识。

硬聚氯乙烯排水管的安装工程是一项工艺独特、专业技术较强的工作，有条件的单位最好对施工人员进行专门的技术培训，待掌握塑料管的特性和安装技巧后再上岗，这样便会收到事半功倍的效果。

摘要： 介绍了UPVC管在给水管道工程方面的应用，对UPVC管材的特性及安装、使用方法作了说明。与传统金属管材及其它塑料管比较，UPVC管材管件在技术上和经济上更趋合理，值得在给水管道工程方面推广使用。

引言

硬质UPVC管是以PVC树脂为主要原料，添加稳定剂、润滑剂等后加热，在制管机中挤压而成的不同压力等级、各种规格型号的硬质管材。由于其具有重量轻、耐腐蚀、强度较高等优点，因而在供水管道工程的应用方面具有广阔的前景。

我国于1988年制订了给水用硬聚氯乙烯管材件的国家标准，1996年又进行了修订；1990年制订了设计、施工及验收规程，经过近十年的工程试点，目前也在修订中。这些国家标准和技术规程的实施，对UPVC管产品的标准化和应用的规范化，起到了积极的促进作用，为全面推广使用UPVC管奠定了基础。

我国早期引进UPVC管生产线时，管材标准多种多样，有日本标准、德国标准、英国标准等。目前多数生产企业已可生产符合国家标准的管材（出口产口例外）。在管件方面，十余年来，经过铸铁管配件、自制钢配件、钢塑配件及手工粘接R-R全塑管件、直至近二三年开发出的De200 mm及其以下的一次性全注塑R-R接口管件及活络管件等几个阶段，目前De200 mm及其以下的管件已基本齐全配套，满足了工程应用的需要。

相对于其它塑料管及钢管，UPVC管的施工安装较简单，施工条件、施工环境要求不苛刻，操作要领、施工机具较简单，施工人员容易掌握。

1 UPVC管材的特性

1.1 质量轻、耐腐蚀性能好、使用寿命长

UPVC的密度为1.4～1.6 g/cm3，是同样尺寸钢管的1/3～1/5，因而运输、安装方便，施工效率高。UPVC管材耐各种酸、碱、盐等化学药品的侵蚀，正常情况下，使用寿命一般可达30～50年。

1.2 糙率系数小，摩擦阻力小

UPVC管材内壁光滑，流体摩擦阻力小，克服了铸铁管因生锈、结垢而影响流量的缺陷，可提高输送能力43.7 %.使用温度范围在-15～60 ℃之间。

1.3 机械强度较低，膨胀系数大

UPVC的机械强度相当于钢管的1/4，因而施工时易受锐物损伤。UPVC的膨胀系数为5.9×10-5/K，即温度每升高1 ℃，每米UPVC管增长0.059 mm，因此长距离管道安装时，必须注意受温度或气候影响所引起的伸缩性，每隔一定长度应考虑温度补偿装置。对于地下管道，若口径较小、地温变化不大，可以不用安全补偿装置，但管路最好能有一些弯曲；若口径≥160 mm时，也可选用柔性接头起伸缩作用。

2 管材压力等级及管径的选择

2.1 根据管道压力选择管材

UPVC管材的压力等级一般分为四种：Ⅰ型0～0.5 MPa，Ⅱ型0.5～0.63 MPa，Ⅲ型0.63～1.0 MPa，Ⅳ型1.0～1.6 MPa.

2.2 管径的确定

选择管径时，必须按压力等级、流量、流速、自然条件、地理环境等方面因素综合加以设计。通常以经济流速选择管径。

dj=1.13（Q ）1/2 （1）

式中：dj-管道的计算内径，m；

Q-管道的流量，m3/s；

v-管道的经济流速，m/s.

UPVC管的经济流速一般为1.0～1.8 m/s，通常取v=1.5 m/s，则（1）式简化为：

dj =0.015Q1/2 （2）

2.3 管道水头损失计算

沿程和局部水头损失之和为总水头损失：

hw=hf+hj （3）

式中：hw-管道的总水头损失，m；

hf-管道沿程水头损失，m；

hj-管道局部水头损失，m.

UPVC管材的沿程水头损失计算常采用谢才公式：

hf =（L/c2R）v2 （4）

式中： L-管道的长度，m；

c-谢才系数；

R-管道的水力半径，m.

局部水头损失计算公式为：

hj=ε（v2/2g） （5）

式中：ε-管道局部阻力系数；

g-重力加速度，9.81 m/s2.

3 UPVＣ管道的安装及使用

3.1 UPVC管道的安装

（1）粘接剂使用前必须摇匀。

（2）管道和承插口部位必须清理干净，承插的间隙越小越好。

（3）用砂布或锯条把结合面打毛，承口内较薄地均匀刷一遍胶，插口部位外刷两次胶，待胶干40～60 s后插入到位，同时应注意根据气候变化适当增减胶干时间。

（4）粘接时严禁沾水，管道到位后必须平放在沟内，待接头干后24 h开始回填，回填时用沙土将管道四周填紧，留出接头部位再进行大批回填。

（5）UPVC管与钢管套接时，必须将钢管连接处擦净涂胶，将UPVC管加热变软（但不得烧焦）后承插在钢管上并降温处理，如有条件加上管箍更好。

3.2 UPVC管道的使用

UPVC管道主要有三种连接形式，即橡胶接口（R-R）、粘接（T-S）和法兰连接。若施工后发生漏水时，可采用换管、套补粘接法、玻璃纤维法、焊接等方法修补。

（1）对管材大面积损坏的需更换整段管材，可采用双承口连接件更换管材的办法。

（2）对溶剂粘接处渗漏的处理，可采用溶剂法。此时先排干管内的水，并使管内形成负压，然后将粘接剂注在渗漏部位的孔隙上。由于管内呈负压，粘接剂会吸入孔隙中而达到止漏的目的。

（3）套补粘接法主要是针对管道穿小孔和接头的渗漏。此时选用长15～20 cm的同一口径管材，将其纵向剖开，按粘接接头的方法将套管内面和被补管材的外表面打毛，涂胶后套在漏水处贴紧。

（4）玻璃纤维法是用环氧树脂加固化剂配成树脂溶液，用玻璃纤维布浸渍树脂溶液后，均匀缠绕在管道或接头渗漏处的表面，经固化后成为玻璃钢。由于该方法施工简单、技术易掌握、堵漏效果好且成本低，在防渗补漏中具有很高的推广使用价值。

3.3 管道系统的试压及验收

（1）管道或管网系统的水压试验，必须在粘接干燥24 h后才能进行。

（2）管道的水压试验必须遵守国家规定的非金属管道的试压规则。对于无节点连接的管道试压长度≯1.5 km，有节点的管段试压长度≯1 km.

（3）管道或管网试验压力不得超过设计工作压力的1.5倍，最低≮0.5 MPa，并保持试验压力2 h或者满足设计的特殊要求，无渗漏现象为合格。

工程应用表明，给水管在使用UPVC管材时，只要选用质量可靠的管材管件，而且设计施工严格按规程操作，投入运行后使用效果良好。而且维护量小，维护方法简单，消耗工时也少。

4 结语

UPVC管的管径范围很宽，符合给水管的需求，其管材管件价格较目前其它的塑料管及钢管低，且其它塑料管的管材管件大多只限于小口径，而且有的配件不是全塑的。同时，UPVC管具有质量轻、不生锈、不结垢、制造能耗低（以长度计仅为金属管的18.7 %）、内壁光滑、水力条件优越（在同等水力条件下，供水能耗下降44 %）、水质卫生、没有管道二次污染、安装的劳动强度低、节约施工综合费用等独特优点，因此，UPVC产品在经济上和技术上相对更为合理和成熟，更符合我国的产业政策和国情。随着UPVC管产品标准及设计、施工及验收规程的完善，必将在给排水工程中得到更广泛的应用。

四氟乙烯/乙烯共聚物 ETFE（F40）
适用介质：强酸、强碱、强氧化剂等； 使用温度：-60~180℃；
特点：具有优异的化学稳定性，有很高的耐热性、耐寒性，不为溶剂溶解和溶胀；摩擦系数很低，是极好的自润滑材料，对金属具有较强粘结性。

聚四氟乙烯 PTFE（F4）
适用介质：强酸、强碱、强氧化剂等； 使用温度：-200~180℃；
特点：具有优异的化学稳定性，有很高的耐热性、耐寒性；摩擦系数很低，是极好的自润滑材料，但机械性能较低，流动性差，热膨胀大。

聚全氟乙丙烯FEP（F46）
适用介质：任何有机溶剂或试剂、稀或浓无机酸、碱、酮、芳烃、氧化烃等；
使用温度：-85~150℃；
特点：力学、电性能和化学稳定性基本与F4相同，但突出优点是动击韧性高，有极好的耐侯性和辐射性。

聚三氟乙烯PCTEF（F3）
适用介质：各种有机溶剂，无机腐蚀液（氧化性酸类）；
使用温度：-195~120℃；
特点：耐热性、电性能和化学稳定性仅次于F4，机械强度、蠕变性能、硬度比F4好些。

聚偏氟乙烯PVDF（F2）
适用介质：耐大多数化学药品和溶剂；
使用温度：-70~120℃；
特点：拉伸强度与压缩强度比F4好，耐弯折、耐侯、耐辐射、耐光和老化等，最大特点是韧性好，易成型。

聚苯硫醚（PPS）
适用介质：无机酸、有机酸、碱、盐、氧化剂等； 使用温度：-70~150℃；
特点：具有优良的耐热性、阻燃性、电能性和粘结性，耐腐蚀性能仅次于聚四氟乙烯，在200℃以下无任何化学溶剂可以溶解它。

聚丙烯（PP、RPP）
适用介质：无机盐类的水溶液，无机酸类、碱类的稀或浓溶液；
使用温度：-14~100℃；
特点：最轻的塑料之一，其屈服、拉伸和压缩强度、硬度均优于低压聚乙烯，有很突出的刚性；耐热性好，易成型，优廉。改性后动击性、流动性、弯曲弹性模数提高。

聚烯烃（PO、PE）
适用介质：各种浓度的酸碱盐及某些有机溶剂；
使用温度：-58~80℃；
特点：是目前世界上最理想的防腐材料，已广泛用于旋转成型的大型设备和管道件内衬。

聚氯乙烯（硬质）PVC
适用介质：耐水、浓碱、非氧化性酸、链烃、油和臭氧等；
使用温度：0~55℃；
特点：机械强度较高，化学稳定性及介电性能优良，耐油性和抗老性也较好，易熔接及粘合，价格较低。

各类衬里管道阀门其同公称通径的壳体和连接尺寸都相同，但其衬里材料根据不同介质，可采用以上不同衬里材料。

1　搅拌系统的设计

　　在污水处理厂中潜水搅拌器有多种用途。在活性污泥工艺中采用潜水搅拌器可防止污泥沉积在池底部，将污水与回流和再循环水流混合在一起使悬浮固体均匀分布，从而使微生物与污水之间有充分的接触。在污泥处理中它们可以执行其他类似的功能。
　　搅拌器设计中通常需要考虑的因素是能量密度(W/m³)和整体流速(m/s)，特别是在污水处理中。由于已经出现了新的高效的搅拌系统，故能量密度标准已经转而用来表示最大能耗了。
　　有效的搅拌是在整体流动条件下获得的，水池中的介质整体都在发生运动，并且成为搅拌工艺的一部分。整体流速通常为0.15～0.35m/s，现在往往被用作搅拌程度的设计参数。由于无循环通道的水池也存在着如何正确定义和测量所需流速的问题，故只在学术上规定一个整体流速是不够的。直到今天，整体流速仍是污水处理中最可行的对通用搅拌状态进行定量分析的方法，而以沉积量、活体积、污泥分布均匀度等参数来定量表示搅拌度的工作正在进行之中。
　　整体流动是由搅拌器射流的动量驱动的，其根本上就是搅拌器的反应推力，它与搅拌器的位置共同决定着所产生的流动形式。如果搅拌器的位置和某一应用中所需要的推力以及搅拌器的推力数据已知，就可据此进行设备选型了。

2　流量的计算

　　最近的一篇报道显示，使用计算机流体动力学(CFD)可以准确地预测潜水搅拌器所产生的流量。为了计算流量，必须解出纳维—斯托克斯方程，这可依靠计算机的帮助并采用雷诺数平均的方法，还需要正确选择湍流、搅拌器型式以及计算中所采用的计算网格。解纳维—斯托克斯方程时所施加的力必须包括在内，如射流冲力(即搅拌器推力，单位：牛顿)。另外，与搅拌器力矩(角动量通量)也有一定的关系，但没有那么重要。
　　依照搅拌器推力和搅拌器位置，正确使用CFD可以进一步增进搅拌器系统 设计工具的准确性。在这些设计中，搅拌器推力是最重要的定量因素，由于ITT飞力系列各种搅拌器所产生的推力是已知的，因此搅拌器选型过程就完成了。

3 测量推力的试验台

　ITT飞力试验台如图1所示，包括一个专门设计的容器、一个带导杆的框架和所需的负载单元及与计算机相连的推力测量设备。框架使得搅拌器所产生的推力可以施加在负载单元上，除了推力以外还有其他的仪表记录电机输入功率(采用3W计法)和电流。
　　该试验台具有的导流板系统和安装在罐中的有孔板保证了回流水不会影响搅拌器的性能，其目的是为了获得稳定的、与无限液体体积中相类似的试验条件。这些条件在设计搅拌系统时可作为基准点，而搅拌器性能还要根据周围的流动情况加以修正。
　　试验装置(装有搅拌器和推力测量设备)在1∶10的试验模型中共进行了40多次试验，最终是将搅拌器放置在与前中心板上的一个孔相对的地方，前中心板与两个成一定角度的侧导流板相连，几乎到达了罐的边缘，形成一个“A”字形状。在流量大的情况下这两个流量收缩(一个位于“A”与罐壁之间，另一个位于“A”的入口)可大大提高系统的稳定性。放置在“A”的入口上方的一个带孔的板阻断了返混，更进一步提高了系统稳定性。

4　搅拌器推力测量标准化

　　因为以牛顿表示的搅拌器推力正逐渐成为被广为接受的潜水搅拌器选型参数，所以各搅拌 器供应商所提供的数值必须是直接可比的。在这方面，ITT飞力已经在ISO发起了有关搅拌器性能测量的标准化工作。在EuroPump中由ITT飞力召集了一个推力测量标准小组，而美国水力委员会(ITT飞力是其成员)也开始了同一领域的工作——除ISO内部外，还自己独立进行工作。标准化工作大量采用了ITT飞力十几年来在推力测量方面所获得的知识和经验。
　　用于潜水搅拌器的搅拌器推力标准能够保证更为透明的搅拌器选型程序，将大大造福于工业。ITT飞力愿向任何感兴趣的各方提供全套试验台图纸，希望以此加快推力标准引入的进程。

5　结语 

如果系统设计师和工程师接受搅拌器推力作为潜水搅拌器选型的首要参数，那么在行业内进行搅拌器推力测量标准化就显得尤为重要了。

常用筛网目数与粒径对照表

粒径目数换算表