PVC-O管材中的O是英文oriented的..大寫字母,意思為取向。PVC-O管材為雙向拉伸取向聚氯乙烯管材,取向后的管材性能有了明顯改善和提高,主要體現(xiàn)在以下幾方面:
PVC-O管材除具有傳統(tǒng)PVC-U、PE管材質(zhì)量輕,安裝方便,不結(jié)垢,內(nèi)壁光滑、水力性能好,耐各種酸堿鹽的腐蝕,壽命長等優(yōu)點外,由于其特殊的成型工藝,賦予產(chǎn)品獨特的片狀分層結(jié)構(gòu)和特殊的長期使用性能:
1、優(yōu)越的抗沖擊性
太極藍管分子雙軸取向而形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),為管材帶來無與倫比的抗沖擊性能,這意味著在管線安裝、試水乃至運行過程中,由于外物沖擊碰撞而形成的破壞降至.低。
2、更高的輸水能力
太極藍管的材料強度與PVC-U和PE管材相比更高,使用相同壓力下的同口徑管材的壁厚更薄,輸水能力提高20~30%,如表4所示。
太極藍管采用內(nèi)定徑成型工藝,使產(chǎn)品的內(nèi)壁更加光滑,粗糙率更低,水力性能更加優(yōu)異,輸水量更大。
3、更高的剛度
特殊的取向成型工藝,賦予太極藍管更高的剛度(彈性模量),根據(jù)彈性模量與環(huán)剛度,環(huán)剛度與負壓性能的關(guān)系,如式1、式2所示,當環(huán)剛度≥4kPa時,管材能夠抵抗極端條件下出現(xiàn)的壓屈失穩(wěn)現(xiàn)象。
式1
式中:
Scalc 計算的初始環(huán)剛度,kN/m2;
E 彈性模量:管材材料等級為355及以上,E=4.0×106kN/m2;
I 慣性矩=en3,mm3/m。
式2
式中:
Pcr 無支撐下出現(xiàn)壓屈失穩(wěn)的臨界壓力,kPa;
ν 泊松比(0.45)。
4、更長的使用壽命
特殊的取向結(jié)構(gòu)(片狀分層結(jié)構(gòu))避免了傳統(tǒng)PVC、PE管材快速開裂和慢速裂紋增長的風險,使管材長期運行更安全,更可靠,免維護或少維護,使用壽命更長,長期壽命可達100年。
裂紋終止示意圖
管材的片狀分層結(jié)構(gòu)
5、更高的抗水錘沖擊能力
水錘沖擊壓力計算公式如下:
式中P——水錘壓力,MPa;
S——水錘波速,m/s;
V——水流速度,m/s;
g——重力加速度,m/s2。
由上式可知,水錘波速S越大,則水錘壓力越高,而水錘波速S與管材的彈性模量有關(guān),與管徑和管壁厚度有關(guān)。管材彈性模量小,管徑大,壁厚薄,均可使水錘波速減小,也就使水錘壓力減小。
6、優(yōu)異的耐低溫性能
特殊的取向結(jié)構(gòu),使太極藍管具有優(yōu)異的耐低溫性能。在-20℃的抗沖性能仍優(yōu)于PVC-U管材常溫下抗沖性能。示意圖如圖所示。
下面就PVC-O管道與PE管道,從價格、流量、施工、維修及其它方面進行比較。
一、從成本上比較:
Ф315PVC-O、PVC-U管道與PE管道相比,PVC-O管材,壁厚6.2 ㎜;PVC-U管材,壁厚12.1 ㎜;PE 管材,壁厚18.7㎜ ,PE管材每米重量比PVC-U管材重1公斤左右,比PVC-O管材重9公斤,這就意味著,采用同等直徑同等壓力的PVC-O管材,用戶每米可節(jié)省9公斤原料成本價格,那么敷設(shè)一公里長的管道,用戶即可節(jié)省9噸的原料成本價格,加上PE原料價格每噸比PVC原料價格還高出5000元左右,所以用戶選用PVC-O管材,可節(jié)省很大的一筆材料費用。
二、從流量上比較:
PVC-O管道管壁薄,過水面積大,如果把這兩種管道的流速同設(shè)為1米/S,選用315mm×1.0MPa的PVC-O管道與PE管道對比,PVC-O管道,其流量為258.9m3/h,6213.6m3/ d,而PE管道其流量為217.9m3/h,5229.3m3/d,從上面的一組數(shù)字對比中可以看出,采用PVC-O管道與PE管道的流量相比較,每天可多輸水約984m3,一年可為用戶多輸送近36萬方的水,無疑節(jié)省下大量的電費。
三、從施工上進行比較:
PE管道的連接方式是熱熔對接,施工需要施工現(xiàn)場必需具備220V以上的電源。需要配備8千瓦以上的發(fā)電機組,這在我國的許多地區(qū)目前也是不現(xiàn)實的。由于受施工條件及焊接工藝要求的制約,PE管道風雨雪天不能焊接,即使正常天氣,按每天工作8小時計算,.多可焊接10-12根管材,施工進展緩慢;而安裝PVC-O管材,工具簡單方便,施工條件不受天氣影響,刮風下雨也可安裝,每天工作8小時,可安裝50-70根管材,施工進度是PE管道的6-7倍。
四、從其他方面比較:
1、在埋深回填方面:PVC-O管道的彈性模量是4000MPa,PE管道彈性模量是800MPa,在相同的埋深條件下,因PVC-O管道的彈性模量優(yōu)于PE管道,所以比PE管道能夠承受更高的外壓荷載,不易因較大的外壓荷載造成壓屈失穩(wěn)而變形。
2、在管道的伸縮量方面:PVC-O管道的線膨脹系數(shù)0.07㎜/m℃,,PE管道的線膨脹系數(shù)0.15-0.2㎜/m℃,,由此可見,同等溫度條件下,PE管道的伸縮量是PVC管道的兩倍以上,這在夏季施工長距離管道不能及時回填的情況下,提前預留的閥門尺寸會因為管道的伸縮受到影響,閥門旁的伸縮節(jié),有時也會由于長距離的管道夜間縮量較大造成損壞,而相對PVC-O管道而言,由于線膨脹系數(shù)較小,并采用柔性連接方式,每個接口都等于一個伸縮節(jié),長距離管道出現(xiàn)較大的縮量時,可以由各個接口均勻分擔,相對安全的多。
3.在管道的維修方面:PVC-O管道的彈性模量大,環(huán)剛度高,維修管件的種類和方法相對較多,比如:管道一旦出現(xiàn)破損,可以采用雙法蘭承插盤左右對接、可以采用哈夫接頭維修、可以采用快速搶修接頭搶修,根據(jù)需要還可以在管道上打孔增設(shè)三通等等,維修方便;而PE管道因為彈性模量小,環(huán)剛度低,哈夫節(jié)及快速搶修接頭等管件,不宜在PE管道上使用,因為PE管道易發(fā)生蠕變,時間久后會發(fā)生漏水現(xiàn)象,只能在原管道上的兩端焊接法蘭盤然后對接,受施工條件及焊接工藝的限制,泥水中搶修極為不易。如果想在已經(jīng)安裝完畢的管道上增加一個開口,則更加困難。
通過上面的綜合比較,PVC-O管道許多方面優(yōu)于PE管道,由于其優(yōu)異的韌性和抗沖擊性能,使用更為安全,水力特性更好,是長距離輸水工程的.佳選擇。