PVC-O比DI更具吸引力。通常MRS等级值450的PVC-O的LCA影响只有DI的12%.这意味着PVC-O比DI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-O、PVC-U及PE的比较
有几个特性来说明PVC-O、PVC-U及PE之间的不同。
4.1 机械性能—抗冲击性
PVC-O比PVC-U具有更好的抗冲击性。特别是在较低温度下,传统PVC-U在5℃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-O与PE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-O比PVC-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25MPa的PVC-U,假设上面提到的SDR17管材(Ø200mm,PN16)的重量为10kg/m。PE100的MRS值仅为10MPa(PE80只有8MPa)SDR11管材重量10.5kg/m。PVC-O的MRS值45MPa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/m。PE100的材料体积是PVC-U的1.5倍,是PVC-O的3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。
以PE100为例,如使用MRS50,C=1.4的PVC-O管就会有很大的差异(其输水量会比PE100多46%以上)。
4.5 PVC-O的碳排放量比PE和PVC-U低很多
与PE和PVC-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% 。PE比DI碳排放量低很多,但PVC-O更有优势(碳排放量比PE低35%)。
PVC-0与PVC-U和PE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-0的4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”和“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-0有2种不同的介质:液体(主要是水)和空气。
将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。