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PVC-O新技术(二)



PVC-O新技术(二)


3 与球墨铸铁管比较,PVC-O管道是可靠与可持续的产品

除了PVC管道外,世界上用于输水的管道还有球墨铸铁管(以下称DI)。关于PVC-ODI不同的对比报告,主要结论均为DI的强度高于PVC-O(见Bonds[3])。但实际研究得出的结果是:尽管DI的拉伸强度、冲击强度和刚度确实比PVC-O更大,但没有任何标准规定这样高的强度是输水管道必须的。DI必须满足大量标准是因为它存在重大的问题:腐蚀。大部分独立研究输水主管道的文献证明DI材料比PVC-U差(因目前市场应用较少,PVC-O还未有这方面的研究)(见Folkman[4])。Folkman2个国家做过关于铸铁、球墨铸铁、PVC和石棉水泥(其他材料使用较少)的对比研究(见表2)。Folkman报告中包括某些管道材料在一些国家安装的百分比和管道破坏率。PVC-U是迄今为止使用在输水管道中最佳的材料,那就意味着PVC-O材料更加优越。

2 美国和加拿大各种材料给水管道的破坏率比较

材料

CI

DI

PVC-U

AC

在美国安装百分比%

29

28

23

11

在加拿大安装百分比%

28

25

27

3

美国管道破坏率/100英里/

23.9

4.3

2.9

7.0

加拿大管道破坏率/100英里/

35.0

15.3

0.7

7.5

总之,PVC-U材料能被用于输水主干管道的原因是非常清楚的。下文我们将证明和介绍PVC-O材料比PVC-U具有更优越的性能。为表明一种产品的可持续性,大多可以通过LCA(生命周期评价)或LCA中的一个主要部分:碳排放量(也被称为影响全球变暖的二氧化碳排放kg当量)完成。众多比较得出了相同的结论。本文我们参考了Davidovski[5]介绍的Teppfa调查研究。

PVC-ODI更具吸引力。通常MRS等级值450PVC-OLCA影响只有DI12%.这意味着PVC-ODI负担的对环境变化造成破坏因素低88%PVC-O对我们的下一代将更有益处。

4 PVC-OPVC-UPE的比较

有几个特性来说明PVC-OPVC-UPE之间的不同。

4.1 机械性能抗冲击性

PVC-OPVC-U具有更好的抗冲击性。特别是在较低温度下,传统PVC-U5℃以下易脆,PVC-O则未显示出这个问题。在较低温度下,PVC-O的抗冲击性甚至高于正常工作条件(温度> 20ºC)下的PVC-U

PVC-OPE之间也有不同,时间是这种差异的一个至关重要的因素:如何长期抵抗裂纹扩展的影响。由于PVC-O具有层状结构,因此出现的裂纹几乎不能通过管壁扩展,能够阻止裂纹开裂,所以,PVC-O耐冲击性更高。虽然市场上出现了一些昂贵的专门抗开裂的PE产品,但PE材料依然遭受慢速裂纹扩展的困扰。尤其是慢速裂纹扩展的差别,导致在开挖沟槽施工中PVC-O对回填材料的要求更少(抗冲击性更好)。

4.2 力学性能—PVC-OPVC-U具有较低的抗弯曲性

由于较低的抗弯曲性,所以在弯曲≤15°时不必或完全不需要管材与配件连接时做简单的弯曲。PVC-U材料是较不易弯曲的。因为PVC-O壁厚薄,因此抗弯曲性较低。PE本身更加柔韧,但是其抗弯曲性较高,因为同等压力等级的PE管道需要更厚的壁厚。

4.3 MRS强度提高,因此设计应力提高

MRS值为25MPaPVC-U,假设上面提到的SDR17管材(Ø200mmPN16)的重量为10kg/mPE100MRS值仅为10MPaPE80只有8MPaSDR11管材重量10.5kg/mPVC-OMRS45MPa最为常用。因此,PVC-O的壁厚要薄得多,SDR 37管材重量仅为4.7kg/mPE100的材料体积是PVC-U1.5倍,是PVC-O3倍多。

4.4 MRS强度提高,设计应力提高其壁厚更薄

相同管径、同等压力,仅管壁粗糙度不同的条件下,PVC-O管材输送流体量约比PE管材大34%,即可假设多输送约34%的水。而在输水量相等的条件下,与PE管材比较,PVC-O管材可选择更小的直径。

PE100为例,如使用MRS50C=1.4PVC-O管就会有很大的差异(其输水量会比PE10046%以上)。

4.5 PVC-O的碳排放量比PEPVC-U低很多

PEPVC-U相比,生产相同公称外径的PVC-O管道使用材料更少。PVC-0/PVC-U仅使用43%不可再生的石油燃料,而PE接近100% PEDI碳排放量低很多,但PVC-O更有优势(碳排放量比PE35%)。

PVC-0PVC-UPE相比,使用材料更少,能源消耗和碳排放量更低,更是可持续发展的材料。

5 生产PVC-04项技术

生产PVC-0主要有2项不同的加工技术。在线或模具抽取(die drawn)方法和离线或管模(pipe mould)方法。ISO 16422前言中描述了在线法和离线法(见ISO[6])。此外,还可将离线法中的管材模具放置在生产线上,但通常看作是在线技术,一部分即芯棒用来扩张管材,另一部分直接连接在机头上。除了在线离线的差别外,第二项差别是在PVC-0生产中使用的介质不同。将PVC-U拉伸成PVC-02种不同的介质:液体(主要是水)和空气。

PVC-U拉伸成PVC-0过程中的温度有3个特殊要点,与在线或离线生产无关:

用于生产PVC-0管的管坯须要有优异的超重控制性(最低波动和尽可能的最小直径)和最低的偏心率。

整个拉伸管段的温度分布要均匀。

拉伸管材的每个方向的力相同,导致每个方向的MRS等级值相同。







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时间:2014-11-4 17:25:57 | 阅读共4348次 | 打印本文 | 关闭窗口
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