几种常见排水管材的比较

钢带增强聚乙烯螺旋波纹管与几种常见管材的比较生产厂家名称：江苏双腾管业有限公司（“双腾”牌）随着我国对塑料管道需求的快速发展，形成以PVC管、PE管及其它复合材料管共驾齐驱，百家争鸣的态式。各种材质的塑料管通过不同的工艺和特性既保持某一行业相对优势，同时又交叉相互竞争。随着近年来我国PE产业的健全和规模化，PE管以其环保、寿命长、优良的物理特性，极佳的耐腐蚀和耐酸碱能力、自重轻、施工方便和较好的接口连接方式，发展喜人，在给排水领域，PE管材已成为大口径管材的首选。本文将针对在排水领域几种管材进行比较，为用户选型提供参考。项目钢带增强螺旋波纹管HDPE双壁波纹管HDPE中空壁管UPVC双壁波纹管玻璃钢管混凝土和钢筋混凝土排水管执行标准CJ/T225-2011GB/T19472.1-2004GB/T19472.2-2004GB/T18477-2001HGJ534-1991GB/T11836-1999成型工艺钢带增强聚乙烯（PE）螺旋波纹管以聚乙烯为基体材料，以表面涂敷高性能粘结树脂，并弯曲成型的钢带波形体为主要支撑结构，在生产线上通过缠绕、挤塑复合成整体的螺旋波纹管材。管壁结构由三层构成：内层是一个连续实壁PE内层管，内层管外缠绕有(用钢板成形为“U”型的)环形波状钢带增强体，在波状钢带增强体外复合有聚乙烯的外层，从而复合成整体的螺旋波纹管。HDPE双壁波纹管是通过直接挤出两个同心管胚，并经吸塑成型的管材。属挤出成型工艺。HDPE中空壁管是由两台挤出机共同完成的，主挤出机挤出圆管，经过真空定型和水冷却使之成为方管，然后将方管缠绕到成型机上，同时辅挤出机挤出辅料，将缝隙填充上，在焊缝过程中，必须不断采用水冷却，以保持管胚不因受热变形UPVC双壁波纹管是通过直接挤出两个同心管胚，并经吸塑成型的管材，采用挤出成型。排污用玻璃钢管主要用掺粉料，采用短玻璃纤维离心或长纤维缠绕工艺制成。属于早期传统管材类，国内大中口径钢筋混凝土排水管生产工艺主要有离心、悬辊、立式振捣、芯模振动四种工艺。材料水泥、砂子、石子、外加剂等。外观内壁光滑，外壁为螺旋状加强肋（内含钢带）结构壁。适用国家标准规定B形结构壁管。内壁光滑，外壁为环状波纹壁。内外壁光滑，管材壁轴向剖面为工字形结构。适用国家标准规定A形结构壁管.内壁光滑，外壁为环状波纹壁。内外壁光滑。内壁粗造，输送阻力大。特点工艺及结构特点1、采用挤出成型，管材的外观性较好，管材壁厚均匀。2、采用缠绕成型方式连续生产，可以生产大口径管材，长度可调。3、生产方式灵活，可通过改变钢带厚度、宽度和波形，生产不同环刚度的产品，环刚度超过20KN/m2。4、管道外壁肋管和回填土共同作用，可有效抑制管道系统的纵向移位，防止管道在两端头发生应力集中，破坏与检查井的连接。1.采用挤出成型，管材的外观性较好。2.可以生产长度12m的管材3.受工艺设备和挤出模头，所生产管材的口径较小，主要以生产DN1200mm以下管材。4.HDPE双壁波纹管的环刚度相对缠绕增强管低很多，主要以S1和S2两种等级，当口径大于等于DN800以上时，环刚度难以达到8KN/m2。1、采用缠绕成型和水冷方式，结构壁之间存在应力，实际使用中存在隐患。2、在冷态进行焊接，焊缝长，焊缝质量难以保证。3、外壁光滑，无法有效抑制因PE材料热胀冷缩引起的纵向位移，经常造成在管道两端形成应力集中，破坏接头或管道与检查井的连接，形成漏水。4、昀大环刚度为8KN/m2。5、管道端口为平口，经水冷后出现端口缩径现象。1.采用挤出成型，管材的外观性较好。2.可以生产长度12m的管材3.受工艺设备和UPVC材料熔体流动速率的影响，所生产管材的口径较小，主要生产DN500mm以下管材。4.UPVC双壁波纹管的环刚度相对缠绕增强管低很多，主要以S1和S2两种顶级。1、掺粉料、采用短纤维离心或长纤维缠绕。管壁为复合材料壁，由外壁（树脂、砂、纤维构成）、增强层（树脂、纤维构成）、结构层（树脂、砂、纤维）、内衬层（树脂）复合材料构成。2、管壁采用复合材料构成、管材内壁和外壁采用不饱和聚脂树脂，容易受到破坏，玻璃纤维混入水流，污染水源。采用短纤维离心管，管材脆性大，并且刚度大，当在运输和施工过程中受到碰、刮等损伤无法修复，并且创口容易撕裂延伸。在实际生产使用中存在隐患。质量事故及造成的严重财产损失和人员伤亡平繁出现。1.离心工艺自动化程度低、劳动强度大、能耗高，生产过程中产生废浆液污染环境。2.悬辊工艺自动化程度低、劳动强度大、能耗高。3.立式振捣工艺自动化程度低、劳动强度大、生产效率低。4.芯模振动工艺管体混凝土采用干硬性混凝土，通过芯模振动，管口挤压成型。管材口径DN300mm-DN2600mm主要生产DN600mm以下管材，国内现有少数厂家可生产DN1200mm以下的管材，但实际应用案不多。DN3000mm以下DN500以下采用离心或缠绕成型，管材可生产较大的口径。一般直径≤2200mm，也可以生产较大口径的。材料1、管道专用高密度聚乙烯2、优质高强度的冷轧钢带和镀锌钢带3、聚乙烯为基体的专用热熔胶。挤出工艺影响，再生料可以超过70%，采用再生料将改变管材的柔性、和熔体质量流动速率，造成管材外观不光滑，并且焊缝拉伸强度降低，容易在有地下水或不均匀沉降地区造成裂管。同双壁波纹管一样，再生料可以超过70%UPVC管在生产过程中必须加入碳酸钙以提高管材刚度，但这往往使管材变脆，降低使用年限。内层外层采用不饱和聚脂树脂作保护层，并且必须达到规定的厚度。为了降低成本，采用饱和树脂代替不饱和聚脂树脂或不饱和聚脂树脂厚度小于国家规定是现在市场上玻璃钢管常见的质量问题。采用石子、砂子、水泥和掺和料及外加剂，生产工艺稳定性不佳。连接方式根据切割的端口形状不同，可采用多种连接方式：1、热熔挤出焊接连接2、电热熔带焊接连接3、热收缩管（带）连接4、卡箍连接5、平面形端口法兰机械压紧连接6、平面形端口法兰端热熔对接连HDPE双壁波纹管连接方式主要有单层承口+密封圈连接、外固哈夫块+密封圈连接、套筒管件+密封圈连接。1、不管是欧州标准还是国家标准都明确规定采用承插口连接方式，承口和插口的厚度，例如DN500，标准规定接口处承口壁和插口壁的厚度均必须≥11.4mm，但目前所有双壁波HDPE中空壁管道系统主要有对口式电熔接方式（BEF）、电热熔带（E/F-S）连接方式、热收缩套方式（h/s-s）、扣带式等连接方式。中空壁四种连接方式有几个共同特点，对接的两根端口为平口、连接的方式为都强掉在两根管的外壁浅层焊接、热收缩及扣紧，忽略了管道接头的应力。1、中空壁管由于采用平口对接方式，不论哪一种连接方UPVC管的连接主要以承插式密封圈连接，接头处为活动点，接头抗沉降能力极低，D500口径的UPVC允许沉降必须≤1°。大于1°，管道系统就要漏水，一般在存在软基或地质条件较为恶劣或地震频发地区都不推荐使用。另外采用密封圈连接，管道在10到15年间需要进行维护。排污用玻璃钢管也主要采用承插式密封圈连接，管材抗承降能力极小，D500口径允许沉降度小于1°。对于地质条件或管道埋设基础要求较高。另外管材的脆性大，在接口处容易形成损失并延伸，破坏管材的密封性。水泥管的密封性很差，容易发生移位。国内平接口混凝土管在连接处仅靠抹一圈混凝土密封，承插连接的因地势有所限制。施工中难以保证不泄漏，加之混凝土管系刚性管，稍有移动(如土壤不均匀沉降,在软基或滩涂等地质状况复杂地区，地基经常发生不均匀沉降)就可造成连接处破坏。另外，水泥管使用硫化橡胶圈密封,在地震多发地区，频繁重载荷作用的埋地敷设,会发生断裂或泄漏。接7、锥形承插式电熔连接8、承插式橡胶密封圈连接9、柔性套筒连接特别是承插电熔连接，优势更明显：1、承插口完全熔合，接口处刚度和强度与管材本体一致，属于本体连接。当管道受力产生变形，变形将顺畅通过接头分散到整段管上不会在接头出形成应力集中。2、在软基或滩涂等地质状况复杂地区，地基经常发生不均匀沉降，采用承插式电熔连接钢带增强螺旋波纹管就如一根天然管一样充分发挥其柔性特点，适应地质变化。3、在地震多发地区，频繁重载荷作用的埋地敷设，采用承插式电熔连接的HDPE钢带增强螺纹管单层承口连接方式都无法满足要求。现在出现了双层承口连接方式，由于无法有效解决双壁粘接问题，即使在DN400mm以下的小口径管材加工成双层扩口技术也成品率极低，以致生产厂家都不愿采用此类连接。2、采用哈夫块+密封圈连接，此种连接采用了聚乙烯以外的材料，使得管道系统的有较大温差的情况下，接头处因膨胀系数的差别可能出现漏水、或塑性变形，影响管道系统的通流能力和密封性。3、采用套管管件+密封圈连接此种连接施工方便，但由于其接头的强度较低，在荷载式，在连接时要求管道必须在同一轴线上，稍有错位将导致接头的密封性降低。2、对口熔接方式焊接面主要局限在管道端口截面，焊接率极低。电热熔带、热收缩套及扣带式连接，采用的材料厚度远远低于管道壁厚，管道又是平口对接。上述四种连接方式在发生弯曲拉伸变形和扭转剪切变形时，接口将无法避免地成为应力集中点，造成接头破裂，而这两种变形和管道纵向变形是埋地管道昀常见的问题。3、由于工艺特点，中空壁管会出端口缩径现象，使得管道的密封性不可靠。4、中空壁管由于两层壁之间存在应力，且采用的接头方式在接头点容易出现应力集中，所以不能应用于软基或存在不均匀沉降地旋波纹管有极强的抗冲击能力。4、采用承插式电熔连接的钢带增强螺旋波纹管是真正能够让施工快捷，做到边开挖边敷管边回填。作用下或地基不均匀沉降下都容易造成漏水甚至接头脱落。但由于现有HDPE双壁波纹管接头都采用橡胶密封圈，橡胶材料的耐老化能力及寿命远远低于聚乙烯材料，且橡胶材料耐腐蚀及耐酸碱能力都很差，老化后表现为硬化无弹性或橡胶圈糜烂，将大大降低聚乙烯管道系统运行质量和聚乙烯管道系统的寿命。区。5、中空壁管接头受力能力差，当管道局部承受应力发生变形时，变形无法通过接头分散到整段管上，所以抗冲击能力极差，不能在存在地震地区和重载荷频繁作用的地区埋地敷设。昀大环刚度SN16≥16KN/m2钢带增强螺旋波纹管的惯性矩是连续可调的且昀大值可达19.8,所以管材环刚度高，DN1200的环刚度可以达到29KN/m2。S2≥8KN/m2，HDPE双壁波纹管在D600以下口径环刚度可以达到S2级，D800以上口径环刚度只能达到S1级（≥4KN/m2）中空壁管的惯性矩较小只能达到5，所以管材的环刚度较低，当管材大于DN1000以上时其环刚度为SN4（≥4KN/m2）S2≥8KN/m2，UPVC双壁波纹管基本上只生产D500以下口径的管材，管材环刚度可分S2和S1两个等级。玻璃钢管采用掺粉（一般为石英砂），其环刚度较高，但脆性大，抗撕裂能力差。通流能力(曼宁0.0090.0090.009(当管材出现缩径时,曼宁系数将加大,影响通流能力)0.00960.0096系数)正常使用寿命高密度聚乙烯材料抗腐蚀、抗老化，采用电熔连接和热熔连接，管道系统寿命达到50年。主材寿命超过50年,管道系统寿命受以下因素决定：连接需要辅助材料(例如世界上昀好的密封圈寿命也只有15年),所以管道系统寿命随辅助材料寿命决定,管道系统需维护。对外宣传可以达到50年。100%主材寿命超过50年。对外宣传可以达到50年。15年,需维护15年,需维护寿命只有15年。生活污水、雨水等通常具有腐蚀性，工业污水的腐蚀性更大，使用金属、水泥埋地排水管输送，耐腐蚀性比塑料管差。环保优势绿色产品，不会被污水、废水及化学药品腐蚀，不会被土壤中腐烂物质而腐蚀，也不会被植物根系破坏。另一个显著的优势就是节省材料成本。与其它相同直径和环刚度的塑料管相比钢带增强聚乙烯螺旋波纹管可节省近一半的材料。以DN800以下较多一般以D500以下为主，较多近几年使用较少几乎没有（生产中产生环境污染），泄露后会造成土壤污染。运输笨重，安装费用高，不方便施工。图片：钢带增强螺旋波纹管（外观）HDPE双壁波纹管（外观）HDPE中空壁管（外观）钢带增强螺旋波纹管（剖面）HDPE双壁波纹管（