美尔固给水聚丙烯.docx
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美尔固给水聚丙烯
美尔固给水聚丙烯
设计施工技术规程
（XC/JS02-2008）
编写：
上海新臣塑胶科技进展技术部
日期：
二○○七年八月
前言
本规程在参照国家标准GB/T18742-2002《冷热水用聚丙烯管道系统》和国际标准化组织制定的ISO/DIS15874-1999《冷热水用塑料管道系统------聚丙聚》等国内外有关资料，并结合安装施工实践体会编制而成。
内容包括总则、术语、质量、设计、施工安装、验收等。
由于我们体会有限，难免存在不足之处，有待在实践中完善。
在执行中如有意见或建议请与我公司联系，以便以后改进。
申明事项：
1、本规程依据现有信息和技术手段作为编制内容，如有更换恕不另行通知。
2、本公司在编写本手册时已尽最大努力保证其内容准确可靠，但我们不对本规程中的遗漏、偏颇或错误导致的缺失和损害承担责任。
上海新臣塑胶科技进展
2007年8月
一、总则
1.1为了使宽敞从事给排水工程设计、施工、验收人员对我公司生产的新臣牌冷热水用三型聚丙烯（PP-R）管材及管配件能有一个初步的了解，以便能够把握正确的技术与方法，使三型聚丙烯（PP-R）管道工程的设计、施工更加经济合理、安全卫生，确保安装工程的质量。
1.2适用于民用和工业建筑内的冷、热给水系统；公共场所（学校、医院），体育场所（游泳池、运动场）；饮用水系统和食品工业管道系统；花园和温室的灌溉系统；传统的采暖加热系统及中央空调系统。
适用于输送温度不超过95℃的水。
不适用于灭火系统和不使用水作为加热介质的加热系统。
1.3本规程不适用于建筑物外的埋地管道，给水聚丙烯管不得用于消防给水，不得在建筑物内与消防管道相连。
1.4我公司生产的冷热水用三型聚丙烯（PP-R）管材的规格尺寸及要紧性能指标，采纳国家标准GB/T18742-2002《冷热水用聚丙烯管道系统》中的第二部份规定；管件的差不多尺寸及要紧性能采纳国家标准GB/T18742-2002《冷热水用聚丙烯管道系统》中的第三部的规定。
1.5在三型聚丙烯（PP-R）管道工程的设计、施工及验收中，除了本指导手册外，还应符合国家和各所在省市现行的有关标准、规范和规定。
二、术语
2.1热熔连接
由相同热塑性塑料制成的管材与管件互相连接时，采纳热熔工具将连接部位表面加热，直截了当对其进行热熔和承插，冷却后连接成为一体。
2.2工作压力
为确保给水系统长期安全运行，设计中对选用的公称压力等级管道在承诺压力基础上，附加一定的安全余量后所采纳的设计压力。
2.3承诺压力
在某一介质温度下，确保一定的使用寿命，管道系统能够承担的最大压力。
给水聚丙烯管道的承诺压力与水温、使用寿命有关。
2.4公称压力
管材在使用水温为20℃、使用寿命50年，以MPa为单位的承诺压力
2.5自然补偿
利用管道敷设中的自然弯曲（如L型、Z型等）吸取管道因温差产生的变形，称为自然补偿。
2.6自由臂
自然补偿时，利用折角管段的悬臂位移，吸取管道自固定点起到转弯处的伸缩变形，该对应的转弯管段称为自由臂。
三、性能与质量
3.1性能
3.1.1三型聚丙烯管及管配件是由专门的无规共聚聚丙烯（PP-R）制成，该聚丙烯具有良好的物理机械性能、化学稳固性、耐老化性和突出的耐应力蠕变开裂性，是一种高强度的材料。
其要紧性能参数如下：
项目
参数
密度
0.9g/cm3
熔点
140-150℃
熔体流淌速率
0.5g/10min
最大拉伸强度
40N/mm2
拉伸变形量
800%
E-弹性模量（20℃）
800N/mm2
导热系数：
0.24W/mm℃
3.1.2由三型聚丙烯（PP-R）管及管配件连接而成的管道系统具有以下特点：
a.无毒，无锈蚀，永不结垢，符合GB/T17219-1998生活饮用水标准；
b.耐热（管道输送的水温最高可达95℃），耐压（耐压力试验强度可达5MPa以上）；
c.采纳热熔连接技术而不要求有任何附加的材料，管及管配件同质熔化为一体，没有可拆开的嵌入式接头，杜绝了漏水的隐患；
d.产品色彩柔和，外形美观，可明装；
e.重量轻（比重仅为金属管的八分之一），易于安装、搬运及连接，节约劳动力成本；
f.耐腐蚀，在建筑地点可防止水和化学物质中的离子对管子内、外的腐蚀作用。
g.内壁光滑，系统压力缺失小，水流速度快；
h.保温节能（导热系数仅为金属管的二百分之一），一样情形下不需要做隔热保温处理；
i.拉伸模量较小，因温度变化产生的膨胀力也较小，适合用嵌墙和地坪面的直埋暗敷方式；
j.使用寿命长，在压力为1.25MPa和60℃的温度条件下连续操作时，使用寿命为50年；
k.刚性和抗冲击性能比金属管道差，因此在贮运、施工等过程中应注意文明施工、安全生产；
l.线膨胀系数较大，在设计、施工时应重视管道的正确敷设，支吊架的设置，伸缩器的选用等因素；
m.阻燃性差，在安装、贮存及使用过程中严禁与明火接触；
n.抗紫外线性能差，在阳光的长期直截了当照耀下容易老化。
3.2质量
3.2.1管和管配件的外观质量符合下列规定：
a.管子外壁光滑、平坦，不承诺有气泡、裂纹及明显的沟槽、凹陷、杂质等缺陷。
管端应切割平坦，且与轴线垂直。
b.管配件表面光滑，或呈磨砂状，不承诺存在裂纹、气泡、脱皮和严峻的缩形、明显的杂质以及色泽不匀、分解变色等缺陷。
3.2.2管子规格用S（管系列）+dn（公称外径）+en（公称壁厚）表示，管子的公称外径、壁厚及标准尺寸率符合表3.2.2的规定。
表3.2.2：
管子规格、尺寸及壁厚mm
公称外径de
管系列S
5
4
3.2
2.5
2
壁 厚 e
20
2.3
2.8
3.4
4.1
25
2.3
2.8
3.5
4.2
5.1
32
2.9
3.6
4.4
5.4
6.5
40
3.7
4.5
5.5
6.7
8.1
50
4.6
5.6
6.9
8.3
10.1
63
5.8
7.1
8.6
10.5
12.7
75
6.8
8.4
10.3
12.5
15.1
90
8.2
10.1
12.3
15.0
18.1
110
10.0
12.3
15.1
18.3
22.1
供货长度为4m+10mm,也可依照供需双方协商确定。
3.2.3管配件规格用S（管系列）+dn（公称外径）表示，其承口尺寸、承口长度、不圆度符合表3.2.3的规定。
表3.2.3：
热熔 承插连接管件承口尺寸与相应公称外径mm
公称外径dn
最小承口深度L1
最小承插深度L2
承口的平均内径
最大不圆度
最小通径D
dm1
Dm2
最小
最大
最小
最大
20
14.5
11.0
18.8
19.3
19.0
19.5
0.6
13
25
16.0
12.5
23.5
24.1
23.8
24.4
0.7
18
32
18.1
14.6
30.4
31.0
30.7
31.3
0.7
25
40
20.5
17.0
38.3
38.9
38.7
39.3
0.7
31
50
23.5
20.0
48.3
48.9
48.7
49.3
0.8
39
63
27.4
23.9
61.1
61.7
61.6
62.2
0.8
49
75
31.0
27.5
71.9
72.7
73.2
74
1.0
58.2
90
35.5
32.0
86.4
87.4
87.8
88.8
1.2
69.8
110
41.5
38.0
105.8
106.8
107.3
108.5
1.4
85.4
注：
此处的公称外径dn指与管件相连的管材的称外径。
3.2.4与金属管道及用水器连接的管配件，带有耐腐蚀的铜制（镀镍）或不锈钢螺纹嵌件，其材料符合GB5232-85的要求，其螺纹符合GB7306-87的规定。
3.2.5管及管配件物理力学性能符合表3.2.5。
表3.2.5：
管及管配件的物理力学性能试验
项目
试验参数
指标
试验温度℃
试验时刻h
环应力MPa
管材
纵向回缩率
135±2
120±2
／
≤2%
摆锤冲击试验
0±2
／
／
试样的＜10%
液压试验
20
1
16
无破裂
无渗漏
95
22
4.2
熔体流淌速率g/10min 230℃/2.16kg
≤0.65
四、设计
4.1不同使用条件级别管材的选取
通常使用的公称压力PN，仅仅是指20℃、50年使用寿命下的最大工作压力。
由于聚丙烯塑料管道随着使用温度的升高，其承诺的设计环应力σD下降，故其工作压力和使用寿命随之下降。
因而，为科学地选用管材，国家标准（GB/T18742）规定了依据不同使用条件下的σD，经运算决定的管系列S，来选取不同壁厚的管材。
使用条件级别
使用级别
TD℃
在TD下的时刻/年
Tmax℃
在Tmax下的时刻/年
Tmal℃
在Tmal下的时刻/小时
典型的应用范畴
级别1
60
49
80
1
95
100
供应热水（60℃）
级别2
70
49
80
1
95
100
供应热水（70℃）
级别4
204060
2.52025
70
2.5
100
100
地板采暧和低温散热器采暧
级别5
206080
142510
90
1
100
100
高温散热器采暧
注：
1.表中TD表示设计压力，Tmax表示最高设计温度，Tmal表示故障温度
2.表中所列各使用条件级别的管道系统同时满足20℃、1Mpa条件下输送冷水50年使用寿命的要求。
设计应力σD
使用级别
1
2
4
5
20℃/50年
设计应力（MPa）
σD
3.09
2.13
3.30
1.90
6.93
通过以下公式选取不同管系列S（壁厚）的管材
Scalc,max
＝
σD
PD
式中：
σD—许用设计应力，以Mpa为单位。
同一种原料，关于不同使用类别，有不同的σD值；PD—设计压力，以MPa为单位，它能够依照实际应用的需要任意选定。
Scalc,max对应可满足要求的最薄壁厚，在国家标准中规定的管系列S5、S4、S3.2、S2.5、S2中，选择小于Scalc,max且最靠近Scalc,max的管系列S的管材，此管材的壁厚即可满足该使用级别下50年使用寿命要求。
例如：
60℃热水系统，要求长期使用压力PD为0.6MPa，选择满足50年使用寿命要求的管材。
解：
因为60℃热水系统为“使用级别1，其对应的σD为3.09MPa，因此,
Scalc,max＝σD÷PD＝3.09MPa÷0.6MPa＝5.15
在国家标准中规定的管系列S5、S4、S3.2、S2.5、S2中，全部都小于“5.15”，其中管系列S5，最靠近“5.15”。
故选取管系列S5的管材，其壁厚即可满足50年使用寿命要求。
4.2膨胀特性、膨胀力和外装式管网膨胀量的补偿
4.2.1膨胀特性
所有的材料在受热时，体积和（或）长度都会变化。
关于PP-R管道来说，能够忽略它在径向的变化，只考虑它长度的变化。
膨胀量的运算方法：
△L=△T.L.α；
△T=0.65△ts+0.10△tg；
式中：
△L---自固定点起管道伸缩长度（mm）
△T—运算温差（℃）；
△ts—管道内水的最大变化温差（℃）；
△tg—管道外空气的最大变化温差（℃）；
L—管道长度（m）；
α—线膨胀系数（mm/m.℃），取0.15。
膨胀量只取决于管道的长度和温度，与管径大小无关。
4.2.2膨胀力
运算公式：
Ft=E·A·α·Δt
式中：
Ft–膨胀力（N）
E–弹性模量（N/m2）
A–管道截面积（m2）
α–膨胀系数 （mm/m℃）
Δt–使用平均温度与安装温度之差值（℃）
三型聚丙烯（PP-R）管的膨胀力是专门小的，在一定的长度范畴内，能够采纳机械手段加以限制。
在实际应用当中，多数管道系统是埋设于地板或砖石结构中；这时，自然产生的摩擦力，就会抵消它们的膨胀，而无须专门地预防它（仅指DN≤32mm）。
但关于外装式管网（明敷）一定要进行补偿。
4.2.3外装式管网膨胀量的补偿
膨胀量的补偿通常能够在两个锚接点之间进行，或者在一个锚接点和管网的一个方向变化处之间进行（膨胀支管）。
补偿臂的最小长度用下面公式运算。
Ls=K.
式中：
Ls-----最小自由臂（mm）；
K------材料比例系数；取15；
dn-----管道公称外径（mm）
Ls–补偿臂的最小长度，关于U型接头而言，是指从90°拐弯的点到下一个结合处之间的距离；关于T型接头而言，是指从90°拐弯的点到下一个锚接点之间的距离。
设置自由臂示意图
五、管道布置、敷设和施工
5.1在管道井中安装管道
公共场所部位的给水管宜设置在管道井中。
假如在主管的两个支管的邻近各装一个锚接物，如此，主立管就能够在两个楼板之间竖直产生膨胀或收缩。
竖井中两个锚接点之间的距离不能超过3.0米。
也能够用其它方法来补偿膨胀现象。
例如从主管的分管中装设“膨胀支管”：
（1）要先运算出线膨胀度，然后在穿墙前预留出此长度；
（2）通过不固定方式使其吸取线性膨胀；
（3）通过不同的弯头或补偿环来限制线膨胀。
5.2暗敷管道
埋嵌到墙壁、楼板、样板等处的管道是能够防止膨胀的。
压力和拉伸应力都被吸取而又不损坏各种材料。
假如管道有隔离材料（要符合标准）,这些隔离材料能承诺更多的膨胀。
管道外径不宜超过De25，连接方式应采纳热熔连接。
5.3外装式管网（明敷）
5.3.1用机械约束的方法防止膨胀d20-50；支撑管网也常常采纳槽钢，吊钩固定在槽上，槽又固定管道（使用电缆夹），这种施工方法能把塑料管的膨胀量降低到和钢管一样。
5.3.2用膨胀回路补偿膨胀d63-d110；管网方向改变的各处均可利用来补偿线膨胀量，然而，在某些情形下，要用一种膨胀回路（“U”回路），这种方法要紧用于d50以上的管道。
在安装锚接物的位置时，要注意把管道分开成各个部分，而膨胀力又能被导向所需的方向。
5.3.3用密集管卡约束方法防止膨胀
将聚丙烯给水管道因工作温度的升高产生的变形，用密集的管卡约束其变形。
立即整体的变形化为局部变形，从而起到不阻碍工程外观质量成效。
依照施工实践总结，不同外径的管道，其管卡支撑中心距离见下表：
聚丙烯给水管道的管卡支撑中心距离（mm）
管材外径（mm）
20
25
32
40
50
63
75
90
110
冷水管（mm）
480
550
650
720
800
1020
1160
1320
1620
热水管（mm）
300
350
420
500
550
600
700
800
900
5.3.4管道安装时必须按不同管径和要求设置管卡，位置应准确，埋设要平坦，管卡与管道接触应紧密，但不得损害管道表面。
5.3.5采纳金属管卡时，金属管卡与管道之间用塑料带或橡胶等软物隔垫，在金属管配件与给水聚丙烯管道连接部位，管卡应设在金属管配件一端。
5.3.6明敷的给水立管宜布置在靠近用水量大的卫生器具的墙角、墙边或立柱旁。
5.3.7明敷的给水管不得穿越卧房、贮藏室以及烟道、风道。
给水管道应远离热源，立管距热水器或灶边净距不得小于400mm，当条件不具备时，应加隔热防护措施，但最小净距不得小于200mm。
5.3.8布置在地坪层内的管道，应有定位尺寸，宜沿墙敷设。
当有可能遭到损坏时，局部管道应加套管爱护。
5.3.9管道穿越地下室外壁等有防水要求处，应设刚性或柔性钢制防水套管，并应有可靠的防渗和固定措施。
5.3.10水池、水箱连接浮球阀或其它进水设备时，应有可靠的固定措施，浮球阀等进水设备的重量不应作用在管道上。
5.3.11水平干管与水平支管连接，水平干管与立管连接，立管与每层支管连接，应考虑管道互相伸缩时不受阻碍的措施。
5.3.12每一种约束管道变形的方法，关于固定支架（管卡）的要求都专门高，设计时需慎重考虑固定支架（管卡）因素。
5.4防冻、隔热、保温
5.4.1建筑物埋地引入管，覆土深度不得小于300mm。
5.4.2给水管在室外明露敷设时，以及在室内有可能有冰冻时应采取防冻措施，做法可参见《住宅给水管道工程防冻保温技术规程》（DBJ08-33-93）；由于PP-R给水管耐紫外线较差，因此受阳光直截了当照耀的明敷管道，应采取遮挡措施。
5.4.3直埋在地坪层或墙体内的热水管，当墙体材料耐温不大于50℃时，应采取隔热措施。
假如在热水流通时没有要求，则关于25毫米或更少的管道一样能够不隔热。
5.3.4由于管道外界温度高于管内温度并可能阻碍管内水质的情形下，应采取隔热措施。
5.3.5由于PP-R管道导热系数小，用于热水一样不须保温。
5.3.6PP-R管道用于低温度空调系统时，要注意冷凝作用，当可能冷凝时应采纳保温材料进行隔热处理。
5.4管道连接
5.4.1同种材质的管及管配件之间，应采纳热熔连接，安装应使用专用热熔工具。
暗敷墙体、地坪面层内的管道不得采纳丝扣或法兰连接。
5.4.2给水聚丙烯管与金属管件连接，应采纳带金属嵌件的聚丙烯管件作为过渡，该管件与塑料管采纳热熔连接，与金属管件或卫生洁具五金配件采纳丝扣连接。
5.4.3当管道采纳法兰连接时，应符合下列规定：
（1）法兰盘套在管道上；
（2）PP-R过渡接头与管道热熔连接步骤应符合5.4.4条；
（3）校直两对应的连接件，使连接的两片法兰垂直于管道中心线，表面相互平行；
（4）法兰的衬垫，应采纳耐热无毒橡胶圈；
（5）应使用相同规格的螺母，安装方向一致。
螺栓应对称紧固。
紧固好的螺栓应露出螺母之外，宜齐平。
螺栓螺帽宜采纳镀锌件；
（6）连接管道的长度应精确，当紧固螺栓时，不应使管道产生轴向拉力；
（7）法兰连接部位应设置支吊架。
5.4.4焊接步骤
（1）为防止可能显现的细小裂纹和管道的损害，我们强烈建议在操作前，一定要将管材两端各切下4-5厘米，以去掉受损的端口；
（2）管材和管件的焊接表面要保证平坦、清洁、无油；
（3）在管道插入深度处做记号（等于接头的套入深度）；
（4）把热熔焊机接通电源（220伏）并等待片刻，当绿灯闪耀说明已达到焊接温度，开始工作；
（5）把整个嵌入深度加热，包括管材和管件，在焊接工具上进行；
（6）当加热时刻完成后（见表），把管道平稳而平均地推入接头，形成牢固而完美的接合。
（7）在管道和接头焊接后的几秒钟之内，能够调剂接头位置（见下表）；
（8）在短时刻之后（见表），接头就完全能够承担负荷；
（9）焊接设备必须接地。
（10）熔接操作技术参数：
管道外径
（mm）
热熔深度
（mm）
受热
（s）
调剂
（s）
冷却
（min）
20
25
32
14
15
16.5
5
7
8
4
3
3
4
40
50
63
18
22.5
24
12
18
25
6
4
5
6
75
90
30
33
30
40
10
8
8
110
38.5
50
15
10
（11）若环境温度小于5℃，加热时刻应延长50％。
5.4.5由于材料重量轻，有挠曲性，所有焊接可在工作台上进行，基于这一优点节约工时。
有时要在墙内进行某些连接，要注意在这种接合地点有足够的操作空间。
5.4.6墙上用水点之间的距离能够利用样板在水平方向或垂直方向进行安装（按各种标准距离）样板装有水平仪。
5.4.7不要不记得按规定隔离管道，安装之前管道能够套上弹性隔离管，这些隔离也能够在以后来完成，假如管子装在墙内时则更困难。
5.4.8为了正确地安装管道系统，购置工具是必要的。
为了用户自身的安全，我们建议使用本公司提供的热熔工具。
5.5试压
5.5.1压力试验
管道系统试压分为强度试压和严密性试压两个步骤。
强度试压时，冷水管和热水管分别按照1.5倍和2倍的最大作压力试压，时刻许多于1小时，压力表设在系统最低处；严密性试验的时刻为2小时，试验压力为最大压力的1.15倍。
考虑到PP-R管道的特性，对最低强度试验压力，冷水管规定不小于1.0Mpa，热水管不小于1.5Mpa。
须注意的是：
系统强度试压时，不包括用水设备，如水嘴、浮球阀等，试压时这些带金属嵌件连接部位，可用耐压的塑料堵头临时封堵。
还须注意装卸时不要用力过猛，以免损害丝扣配件，造成连接处渗漏。
严密性试压时，应当把水嘴等用水设备全部装上，以检查整个系统的可靠性。
冷水管试验压力，应为管道系统工作压力的1.5倍，但不得小于1.0Mpa。
热水管试验压力，应为管道系统工作压力的2.0倍，但不得小于1.5Mpa。
5.5.2管道水试验应符合下列规定
（1）热熔连接管道，水压试验时刻应在24h后进行；
（2）水压试验之前，管道应固定，接头须明露；
（3）管道注满水后，先排出管道内空气，进行水密性检查；
（4）加压宜用手动泵，升压时刻许多于10min，测定仪器的压力精度应为0.01Mpa；至规定试验压力，稳压1h，测试压力下降不得超过0.06Mpa。
（5）在工作压力的1.15倍状态下，稳压2h，压力下降不得超过0.03Mpa，同时检查各连接处有无渗漏。
5.5.3直埋在地坪面层和墙体内的管道，试压工作必须在面层浇捣或封堵前进行，达到试压要求后，在进行挠捣或封堵。
5.6冲洗、消毒
5.6.1在进行压力试验之后，必须把饮用水管道进行冲洗。
要依次冲洗每根上水管（管道的长度不能超过100米），从最低的用水点开始，连续往上工作到最高的用水点。
在正常条件下，所有的用水点应该打开，不留死角。
冲洗时刻取决于管的长度。
每一米长度管的冲洗时刻不能少于15秒。
每个用水点的冲洗时刻至少要用2分钟。
在管道最后的一个用水点冲洗后的2分钟左右，按打开排水点的相反顺序把各个排水点都关闭起来。
5.6.2生活饮用水系统经冲洗后，还应用含20-30mg/l的游离氯的水灌满管道进行消毒。
含氯水在管道中应滞留24小时以上。
5.6.3管道消毒后，用饮用水冲洗，并经卫生监督治理部门取样检验，水质符合现行的国家标准《生活饮用水卫生标准》后，方可交付使用。
5.7注意事项
5.7.1当用于输送热水时管道的膨胀特性差不多早有说明，在打算和安装过程中一定要考虑这种膨胀特性。
假如管道埋装在墙中，就不必进行补偿，而外露的长管道的膨胀就非考虑不可要利用管道的方向改变点来适应这种膨胀。
用细心选择锚接点的方法把长管道分成不同的膨胀区。
在管道的夹紧点，墙架、隐装式阀门和不隔离的嵌入管差不多上各种锚接点。
5.7.2一样都要对焊接部分作一些小纠正，化正角度可达5度，在焊接完成之后要进行修正。
假如修正不及时就会导致缺陷的产生。
5.7.3管件接头中的金属
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