聚丙烯給水管道施工技術

宋建良

目前,普通給排水管材在我國建筑工程中的應用仍比較普遍,但是這些管材存在不耐腐蝕,易銹蝕、易結垢、易凍裂、保溫性能差、連接質量難以保證等缺陷。20世紀90年代初在歐洲開發出一種新型綠色環保管材——無規共聚聚丙烯管材,它又被稱為三型聚丙烯,英文簡稱PP-R管,主要用于建筑冷熱水系統、飲用水系統和板式采暖系統等,該管材具有無毒、耐腐蝕、質輕、抗凍、安裝簡易等特性,具有節能、保護生態環境、提高建筑功能與質量等優越性,近幾年在建筑工程中應用越來越廣泛,具有顯著的經濟效益和社會效益。

1 材料介紹

PP-R無規共聚聚丙烯管是一種新型的塑料管材,適用于DN20 mm～DN110 mm的建筑給水管(冷熱水)及DN16 mm～DN110 mm的室內供熱和地板輻射采暖管道。該管材除具有韌性好、耐沖擊、低噪聲等特點外,還具有以下特性:1)無毒、衛生、可回收利用,屬綠色建材、PP-R原料屬聚烯烴高分子化合物,其分子是由碳、氫元素組成,無有害、有毒元素存在,衛生性能可靠。2)耐熱保溫、屬節能產品,PP-R管的維卡耐熱溫度為131.3℃,最高使用溫度為95℃,使用壽命為50年,可滿足建筑給排水設計規定的熱水系統使用。該產品的導熱系數為0.37 W/(m·℃),故具有良好的保溫性能,與金屬管相比,其用于熱水及采暖系統(包括地板低溫輻射采暖系統),可節約大量的保溫材料及能源。3)PP-R管道的安裝和連接的方式簡單、可靠,稱為一體化管道,PP-R管材、管件采用熱熔方式連接,且操作簡單、速度快、成本低,無須考慮在長期使用過程中連接處是否發生滲漏。4)耐腐蝕:PP-R管材和管件不會被一般化學物質腐蝕,且有很好的耐腐蝕性能,且內壁光滑,水流阻力小,不易結垢。5)防凍裂、彈性模量小:PP-R管材具有很好的彈性,可使其隨凍脹的介質一起膨脹,從而吸收凍脹介質的體積而不被凍裂,而且該管材彈性模量小,隨溫度變化產生的膨脹力較小,適合嵌墻或地坪內暗裝敷設。6)質量輕:在20℃的環境里,PP-R管的密度是鋼材的1/9,重量輕,可大大降低搬運、安裝時的勞動強度。缺點:PP-R管材的剛性性能比管道差,在存放、運輸、施工時應注意加強保護,抗紫外線性能差,不宜在陽光下長久直接照射。

2 施工工藝

2.1 施工準備

施工圖紙及其他技術文件齊全,現場土建條件滿足施工要求,對施工人員進行PP-R管道安裝的技術培訓,施工機具齊全,施工前準備好專用管子剪、管道切割機、熱熔機、電錘、棉紗布、角尺、筆等物品,安裝前應復核冷、熱水管道的壓力等級和使用場所是否正確。

2.2 管材下料

1)根據技術交底中的配管圖決定管子的長度,然后選擇對應規格的管材進行加工。2)管材的長度量取后,用管子剪或管道切割機進行切割,切割時必須使端面垂直于管軸線,必要時可用鋒利的鋼鋸鋸斷,但切割后管材斷面應去除毛邊和毛刺。3)清理管材與管件,使兩者接觸面必須清潔、干燥、無油污。4)用卡尺和色筆在管端面測量并繪出熱熔曲線變化,此濃度應等于接頭的套入深度。

2.3 管道連接與敷設

2.3.1 熱熔法連接

熱熔法連接是將管端與接頭分別插入加熱套和加熱頭,不要移動或旋轉管子,當管子接頭完全插入加熱套和加熱頭后,加熱過程便開始,加熱后,慢慢將管子從加熱元件中移出,不要旋轉加熱部分,立即將管接頭與管子往一起壓,嚴格遵守保持時間和冷卻時間,熔接工序即完成。

2.3.2 絲扣連接

絲扣連接適合PP-R管道與金屬管道或管件的連接。采用帶金屬嵌件的PP-R管件作為過渡,該管件與PP-R管道采用熱熔連接,與金屬管道或是衛生潔具五金配件采用絲扣連接。

2.3.3 法蘭連接

當PP-R管道與金屬管道連接時可采用法蘭連接方式。

先把法蘭盤套在PP-R管道上,再把PP-R過渡頭與PP-R管道熱熔連接起來,校正兩邊對應的連接件,使連接的兩片法蘭垂直于管道軸線,且兩片法蘭表面要互相平行,法蘭的襯墊應采用橡膠墊或是石棉墊,法蘭連接部位應設置支架。應采用同一規格的螺栓,螺母應采用鍍鋅件,緊固好的螺栓應露出螺母外并齊平。

2.3.4 管道的敷設

1)管道暗敷。管道暗嵌墻敷時應該在敷設前配合土建預留凹槽,尺寸無規定時,墻槽尺寸的深度為(DN+20)mm,寬度為(DN+40)mm,凹槽表面必須平整不得有尖銳凸出物,防止管道膨脹表面劃傷。管道試壓合格后,凹槽用M7.5級的水泥砂漿補密實,表面抹灰應大于30 mm,防止管道膨脹導致墻面開裂,管道應嚴格按照圖紙定位,防止裝修時將管子損壞。暗裝時露在外面的敞口一定要臨時封堵好防止堵塞。2)管道明裝。室內管道明裝應在土建粉飾完成以后進行,安裝前應配合土建正確預留孔洞或預埋套管。管道安裝時不得軸向扭曲,穿墻或樓板時不得強制校正,管道與其他金屬管道平行敷設時就應有100 mm的保護距離并且在金屬管道的內側,這樣可以起到對管道的保護作用。

2.3.5 支吊架的安裝

管道安裝前必須按不同管徑和要求設置管卡或吊架,位置應準確,埋設要牢固,管卡與管道應緊密接觸,不得損傷表面。當明管敷設的支吊架做防膨脹的措施時應按固定要求施工。管道的配水點、受力點以及穿墻支管節點處,應采取可靠的固定措施。由于PP-R管膨脹系數大(≤1.5×10-4/℃),為此安裝固定時在折腳處應考慮自由臂補償管道的伸縮,當不能自然補償時用暗袋或固定卡、托板等,此時管材易受損,應注意保護。

2.3.6 管道試壓

1)強度試壓:冷水管道試驗壓力應為管道系統工作壓力的1.5倍,但不能小于1.0 MPa,熱水管道試驗壓力應為管道系統工作壓力的2倍,但不能小于1.5 MPa,時間不少于1 h,壓力表設在系統最底處,熱熔連接管道水壓試驗應在連接完成24 h后進行。

2)嚴密性實驗:試驗前管道應固定,接頭需明露,管道注水時應排出管道內的空氣,灌滿水后進行水密性試驗檢查,加壓應采用手動加壓泵,升壓時間不少于10 min,壓力表精度不小于0.01 MPa,升壓至規定壓力,穩壓1 h,測試壓力降不得超過0.06 MPa,在30 min內允許兩次補壓,升至規定壓力,在工作壓力1.15倍的狀態下,穩壓2 h,壓力降不能超過0.03 MPa,同時檢查各連接處不能有滲漏現象。直埋管道試壓工序必須在隱蔽前進行,試壓合格后土建才能繼續施工。

2.3.7 管道清洗、消毒

1)給水管道系統在驗收前應進行通水沖洗,清洗時水流速度應大于2 m/s,沖洗時應不留死角,每個配水點用水器具都應該打開,系統最低點設泄水口。沖洗時間控制在當沖洗出水口處的水質與進水口的一樣為止。2)如果是生活飲用水系統則還要用20 mg/L～30 mg/L的氯水滿管道進行消毒,氯水在管道內應停留24 h以上,然后用飲用水沖洗,經過民事行政技術監督部門的檢驗符合國家標準后才能交付使用。

3 質量控制措施

1)施工前應選擇質量優良的管材、管件并對管材、管件的外觀質量、規格尺寸按比例進行抽樣檢查,內外壁應平整無氣泡、裂口、裂紋和明顯痕紋等,檢查結果應符合國際(ISO/DIS 15874.2-1999冷熱水塑料管道系統-PP第二部分:管材,ISO/DIS 15874.3-1999冷熱水塑料管道系統-PP第三部分:管件)。把好材料關,避免不合格材料進場。2)施工操作人員必須經過嚴格的專業培訓,熟悉PP-R管的基本性能和各種技術參數并能熟練的操作專用焊接機。嚴禁盲目施工而造成隱患。3)施工前應測量放出控制線,在施工時嚴格按照技術人員下發的技術交底組織施工,在施工過程中嚴格執行“三檢”制度(自檢、互檢、交接檢),做好質量評定工作,嚴把質量關。

4 經濟效益分析

1)管材采用熱熔連接,施工工具少,重量輕,便于運輸和安裝,操作簡單,縮短了工期,降低了人力、物力和財力。2)維修簡單,維護費用低,使用熱熔機加套管即可達到維修使用的效果,克服了傳統的鍍鋅給水管維修時帶來的一系列麻煩。3)環保性好不會使衛生用具產生污染,無傳統鋼管帶來的銹水,水質不會被污染。4)PP-R管明裝時線條明快,管身的白色與墻飾渾然一體,加上較之其他管道的優點特別是優良的施工質量得到了大家的公認,將逐步替代現有的其他種類水管,在給水和采暖工程中應該前景很廣。

[1] 孟紅宇.淺析硬聚氯乙烯輸配水管道故障的原因[J].山西建筑,2009,35(3):191-192.