PP-R管的设计与应用

周玲

广东联塑科技实业有限公司       广东省佛山市     528318

摘要：PP-R材料的化学稳定性、水蒸气隔离性能、器官感觉性能与传统的均聚材料相比并无明显降低，且由于具有食品级安全性，可应用范围广泛。将这种材料制成的管道应用于给排水等管道工程之前，设计人员需要详细掌握这种材料的优缺点，结合工程实际情况，遵照相应的原则，完成施工方案的编制。在实际施工期间，PP-R管道的敷设、连接等均需重点把控，以达到全方位保证工程质量的目的。

关键词：PP-R管道；渗漏率；抗冲击；流量

引言：PP-R英文全称polypropylene random，中文译名三丙聚丙烯、无规共聚聚丙烯，是一种无毒害、不生锈、不腐蚀的材料。由此种材料制成的管道一般用作饮水管、冷热水管，可在较长时间内保证供水的清洁程度和用水安全。现阶段，PP-R管已经广泛应用于建筑给水、城乡给水、工业流体输送、农业灌溉等领域。但PP-R管同样具有一定的缺点，应用于工程施工时需遵循设计原则，注意各项施工细节。

1.PP-R管的特点

无规共聚聚丙烯的特点为：其高分子链的基本结构可以通过加入不同种类单体分子的方式，实现“改性”[1]。在工业生产中，最常用的单体分子是乙烯分子，这种物质加入聚丙烯结构分子链之后，能够引起其物理性质的改变。相较于传统的PP均聚物，无规共聚物由于能够增加透明度、降低浊雾生成量，既可以改进光学性能，提高物质的抗冲击性能，又可以增加挠性、降低熔融温度，最终达到降低热熔接温度的目的。与此同时，无规共聚聚丙烯在化学稳定性、水蒸气隔离性能、器官感觉性能方面与均聚物相比并无明显降低，故这种材料已经在吹塑、注塑、挤塑、薄膜及片材挤压加工领域得到了广泛应用。现阶段，无规共聚聚丙烯被认定“具有食品级安全性（可用于制作食品包装材料和医药包装材料）”，制作成管道并应用于给水工程、采暖管道工程时均具有较强的可行性。

2.PP-R管的设计与应用

2.1PP-R管应用于工程施工时的设计原则

2.1.1明确PP-R管的优缺点

设计师设计PP-R管的应用方案之前，首先应该明确这种管道的优缺点，之后结合工程实际情况，完成施工方案的编制。具体而言：其一，PP-R管无毒害。原因是无规共聚聚丙烯材料的化学性能极其稳定，无论是用于给排水工程还是工业管道工程，相对于金属管道其化学稳定性要好。受这一特性的影响，PP-R管几乎不会生锈、腐蚀，耐酸性及耐氯化物性均较高，使用寿命较长。其二，当管材因各种原因损毁，难以继续使用之后，经过回收再加工处理后，可重新利用，回收再处理的整个过程不会产生任何污染成分，达到极高的卫生、环保要求。其三，PP-R管道连接渗漏率极低，自身质量较轻，在给水、采暖工程施工期间，搬运转移便捷程度极高，可大幅度降低施工人员的劳动强度，有助于加快施工进度。其四，由于PP-R材料本身具有较强的耐热性，瞬间施工水温最高可达95℃；在工作压力不超过0.6MPa的情况下，PP-R管能够长时间连续供应70℃的热水，足以满足人们日常生活和一般工业生产的热水供应需求。其五， PP-R管道本身的柔滑程度较高，管道内壁完全处于平滑状态，在长时间通水的情况下，内部结垢的概率极低，不会因使用时间的提高而导致内部空间变窄，进而使水流量降低。其六，PP-R管的缺点在于，当温度低于5℃（韧脆临界转变温度）时，冲击吸收功能明显下降，体现出冷脆性，随着温度的降低，PPR管材料由韧性转向脆性过度，当受到外冲击力时，PPR材料塑性无法吸收作用力，就会发生直接开裂。除此之外，由于PP-R管道的规格分类较少，外径范围介于20～110mm之间，且可能存在配件和阀类装置种类不齐全的情况，应用于各类工程时难免出现问题。总体而言，明确PP-R管的优缺点是设计人员做好设计工作的前提条件，必须予以重视。

2.1.2具体原则

如果给水工程、采暖管道工程决定使用PP-R管时，应遵守以下原则：其一，严格检查PP-R管壁的薄厚程度以及平均外径是否符合要求。据《建材产品质量报告》专家团首席专家吕长富的考证，我国建材市场中充斥着大量质量不达标的PP-R管。其中，管壁薄厚程度不达标、平均外径与标准尺寸之间存在偏差均是较为常见的情况，甚至会出现负偏差。如果将这类PP-R管应用于工程施工时，会导致管件连接过程中出现“配合过盈、承插不到位”的情况，最终埋下连接处渗漏等安全隐患。除此之外，某些PP-R管材销售商可能以PP-H、PP-B管材冒充PP-R管，最常见的做法是：在生产PP-R管材的过程中，添加PP-B、PP-H原料，由此形成的材质在物理力学性能方面不可能达标。设计人员在编制施工方案时，应该围绕“如何有效检测PP-R管材的质量”编写特定的检测方案，可通过开展简支梁冲击试验、95℃静液压试验等方式，检测管材的性能，对不符合质量要求的产品，应禁止入场[2]

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2.2PP-R管在工程施工中的具体应用

2.2.1PP-R管道的敷设方法

具体施工期间，PP-R管道的敷设方法与常规金属管道相比无明显差异，可行性方法以下列集中形式为主：其一，主管分支式管道布设，以管道串联为主。相较于PEX、PE-AL-PE等柔性塑料管道敷设方法这种方式能够大幅度节约材料，经济性较强。其二，按照管道敷设的具体走向，可以划分为明敷及暗敷两种方式。其中，暗敷方式又可以进一步分成直埋和非直埋两种方式。如果管道需要敷设在嵌墙或地坪面层之内，可采用直埋形式；若需要敷设在管道井、吊顶、建筑装饰板后面或者地平架空层之上，则应采用非直埋的方式。通常情况下，PP-R管首选的敷设方式为暗敷。为了进一步提高管道与建筑结构之间的协调性，施工人员应注意做好防护设施，且在管道敷设作业完成后开展试压试验。在验收结果显示“合格”后，才能掩埋PP-R管道，之后需在地面选择合适区域，清晰标注PP-R管的具体位置。在建筑工程完成土建及二次装修之后，需开展第二次试压试验。这样做的目的在于：检查PP-R管道是否在上述施工过程中受到了破坏。本次验收合格后，表明PP-R管并没有出现任何问题，可交付使用。

2.2.2PP-R管道的连接方式

目前，PP-R管道的连接方式有多种形式，包括热熔、电熔、丝扣、法兰等。施工人员应根据施工现场的具体情况，选择适配性最高的方法。比如热熔和电熔方法主要用于PP-R管道与管件之间的连接，且如果PP-R管道采用直埋布管方式，则必须使用这两种连接方式。在具体施工期间，热熔方式由于成本相对较低，应用广泛程度高于电熔方式。只有在管道的最后连接处或是某些难以连接之处，可优先考虑电熔链接。丝扣和法兰连接方式适用于PP-R管与金属管道、金属用水器之间的连接。其中，丝扣连接方式主要应用于口径较小的PP-R管连接；法兰连接适用于大口径PP-R管的连接。在某些工程中，由于需要拆装的管道数量较多，可能会出现频繁拆卸管道的情况，故需要使用带有可活动接头的丝扣或法兰，完成PP-R管的连接。

结语：综上所述，PP-R管道是一种卫生环保、使用寿命长、抗腐蚀性能较高的新型管材。原因在于：PP-R原料属聚烯烃，其分子仅由碳、氢元素组成，卫生性能可靠，与金属管道相比，PP-R管不会生锈、不会腐蚀，耐酸性和耐氯化物性均较强，保温节能，导热系数仅为金属管的1/200。PP-R管的缺点为：在低温（韧脆临界转变温度）时，冲击吸收功能明显下降，体现出冷脆性，随着温度的降低，PPR管材料由韧性转向脆性过度，抗冲击力下降，即使在常温下，刚性及抗冲击性不如金属管道。总体而言，设计人员必须明确PP-R管的优缺点，所编制的施工方案应该尽量合理。在施工期间，施工人员需注重把控各项细节，保证施工质量。

参考文献：

[1]吕长富,李立,宋磊,等. PP-R管质量问题的快速判定方法[J]. 产品可靠性报告,2021,(03):45-54.

[2]李春生. 浅析PP-R管在给水工程中的应用[J]. 居业,2019,(06):3-4.