PVC-O新技术

Rollepaal BV Rob G. Spekreijse

（翻译：福建亚通新材料科技股份有限公司 陈建福 陈晓梅 校对：河北建投宝塑管业有限公司 周少鹏）

摘 要：虽然PVC-O技术已有40多年历史，但这项技术规范被广泛接受,通过各种标准并得到更好发展还是最近10年的事情。随着对环境问题关注度的提升，人们出现了节约材料，降低能耗和减少碳排放量等要求，未来几年PVC-O管将成为满足这些要求的管道系统解决方案，尤其是用于供水，饮用水及废水等领域。PVC-O相对于非聚合物管材具有明显的优势，不仅碳排放量远低于像球墨铸铁管这样的传统产品，还不存在腐蚀问题。此外，PVC-O的其他优势也逐渐被列举和讨论。最新信息表明，PVC-O管材在给水管道的安装上甚至优于聚烯烃（PO）类管道，如PE100管道。众所周知，在过去的40年里，形成了4种不同的生产PVC-O管道的技术方法：2种离线式和2种在线式。本文将对这4种不同方法分别介绍并进行比较。作为一种可持续和可靠的解决方案，PVC-0将会更好的发展。

1 引言

PVC-O从普通PVC-U提高产生，即PVC-O的配方成分与普通PVC-U相同，这表明PVC-O的生产与稳定剂无关。因PVC-U并无标准配方，故而PVC-O的生产也无标准配方。PVC-O的生产在玻璃化温度之上，具有与PVC-U相同的稳定温度，即在75℃以上PVC-O可恢复到初始尺寸（拉伸后尺寸）。PVC-U和PVC-O管道输送介质的正常使用温度是45℃～50℃，并都可以回收利用。生产PVC-O管道要先制造成PVC-U管道，从一个方向进行拉伸，被称为单轴取向PVC-O，从两个方向进行拉伸被称为双轴取向PVC-O。

2 PVC-O国际标准ISO 16422

PVC-O进入市场后，许多国家和组织都试图制订规范使PVC-O在本国甚至国际市场被接受。从20世纪80年代早期至今，许多国家制订了本国产品规范，例如ASTM 1483-05、ANSI/AWWA C909-02、AFNOR XP T54-948、AS 4441、ABTN NBR 15750、CSA B137.3.1-9、SANS 1808-85等。为使PVC-O得到广泛认可，制定符合各国相关规范的国际标准十分重要，2006年发布实施的国际标准ISO 16422（标准而不是规范），使其更容易标准化，并更容易理解其作为一种产品的制造。作为新技术，ISO标准的制订有助于PVC-O在市场上被更广泛地接受。规范要求产品必须遵守，标准则具有指导性，通过指导可以得到规范的结果，即指导可以变为可能的规范。有时通过一项标准可以制定多项规范。

从表1可见，2006年ISO发布的ISO 16422^[1]对理解PVC-O十分重要。将PVC-U取向，最终得到PVC-O产品的过程中，有3个重要因素：材料级别（MRS等级值）、总体使用或设计系数（系数C）和所生产管道的公称压力，即公称压力（PN）。MRS等级值（不是MRS）是一个或多或少反映取向程度的值。PVC-U标准中有一个250的MRS等级值（MRS等级值是PVC-U的MRS为25MPa时的10倍）。PVC-U取向程度越大，MRS等级值就越高，PVC-O的MRS也越高。MRS等级值从250逐渐升高为315、355、400、450和500，因此，对应的MRS也从25.0MPa逐渐提升到31.5MPa，最高升至50MPa。结合设计系数C（也被称为安全系数）对材料强度（称为设计应力）进行定义。当材料的强度根据设计应力定义时，结合公称压力等级（取向后管材的公称压力），推出管材的SDR值。管材的SDR值是管材公称直径（管材的外径）与任一点壁厚的标准尺寸比。

如上所述，MRS等级值反映取向程度，值越高，材料强度越大。一些规范规定，MRS等级值越高，所拉伸管材的百分比越大，在DVGW制定的DVGW^[2]规范中，MRS等级值为315，其轴向拉伸至少达到10%和径向拉伸至少达到40% 。而MRS等级值为450，其轴向拉伸至少达到20%和径向拉伸至少达到80% 。MRS等级值越高的管材越节省材料：

表1 安全系数1.6的PN16，Ø200mm PVC-O管材节省材料情况

所有规格都选择最高的MRS等级值是不可能的。某些国家的规范中规定了MRS等级值。荷兰仅承认MRS等级值为315的管材，德国仅承认MRS等级值为355、400和450的管材。主要的限制因素来自于PVC-O产品的SDR值。如果SDR值太高，就会出现PVC-O管材壁厚变薄，管道连接出现问题（在ISO 16422中SDR值最大为65）。因此，世界上大多数通过不同技术生产的PVC-O管材的MRS等级值都在450或以下（≈97%）。

在国家规范中通常会规定设计系数或安全系数。对于MRS等级值450或更高的PVC-O管材，美国使用的安全系数为2.0（在美国称为安全系数0.5），法国和西班牙使用的安全系数为1.4。有理由相信，在不久的将来，PVC-O管材将使用1.25的安全系数，将比上述的安全系数更加节约材料（至少节约15%～20%或更多）。欧洲PE管道已在使用的安全系数为1.25。世界上大多数国家PVC-O管材使用的安全系数是1.6（≈88%）。