塑料管道基础知识

9/30/2023AddingQualitytoPeople'sLives产品与标准GFPipingSystems,29/30/2023目录1产品与标准2与乔治费歇尔公司有关的标准

产品标准、应用标准3根据标准合理选材

基本概念、压力计算、管材选择4冷热水用塑料管道系统的比较分析5标准规定的检验规则GFPipingSystems,39/30/2023•定义（规则文本批准）•意义（规范促进和制约影响市场）•组织机构（SACISOCENDINBSIASTMJIS）•标识

GB/国家标准ISO国际标准/DIN德国标准/ASTM美国标准/BSI英国标准•分类（层次效力范围）

GB/T推荐性标准；GB强制性标准一般标准的有效期限为5年，隔5年重新审查一次1.产品与标准GFPipingSystems,49/30/2023PEGB/T13663-2000；Q/ILKX3-1999；EN12201:2003DIN8074-1999;DIN8075-1999PBGB/T19473-2004（主编单位）；ISO/FDIS15876-2002;DIN16868-1996;DIN16869-1997PE-RTQ/ILKX5-2005；CJ/T175-2002；ONORMB5159；ISO/DIS22391-2004

PE-XGB/T18992-2001；ISO/DIS15875-1999DIN16893-1996（尺寸）;DIN16892-1997(一般要求)PPGB/T18742-2003；ISO/DIS15874-1999(含PP-R)DIN8077-1999;DIN8078-1999防渗氧管材DIN4726DIN47272.与GF有关的标准—产品标准(国家标准/国际标准)GFPipingSystems,59/30/20232.与GF有关的标准—ISO10508(冷热水用塑料管道使用条件分级)

使用条件级别TD

℃TD下的使用时间年Tmax

℃Tmax下的使用时间年Tmal

℃Tmal下的使用时间h

典型应用范围1604980195100供应热水（60℃）2704980195100供应热水（70℃）3304050504.565100低温地板采暖42040602.52025702.5100100地板采暖低温散热器5206080142510901100100较高温散热器采暖温度、使用年限、总体使用系数（安全系数）

3级已基本上不采用GFPipingSystems,69/30/20232.与GF有关的标准—应用标准给水DBJ/CT508-2001建筑给水聚丁烯管道工程技术规程-上海市地方标准*CJJ/T98-2003建筑给水聚乙烯类管道工程技术规程(PE,PEX,PE-RT)-行业标准待定建筑给水塑料管道工程技术规程进行中*

采暖JGJ142-2004地面辐射供暖技术规程（起草单位）-行业标准*DBJ/T01-49-2000低温热水地板辐射供暖应用技术规程-北京市地方标准03K404低温热水地板辐射供暖系统施工安装-建设部标准图*DBJ01-605-2000新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程-北京市地方标准图集京01SSB1新建集中供暖住宅分户热计量设计和施工试用图集-北京市地方标准*91SB华北地区建筑设备施工安装通用图集（主编）-华北地区标准图**GF公司参与编写GFPipingSystems,79/30/20233.根据标准合理选材—基本概念ded 管材外径,mme 管材壁厚,mmStandardDimensionRatio标准尺寸比PipeSerieS管系列NominalPressurePN公称压力(20℃/50Y）PN=

10sdS=20sd

SDR-1

GFPipingSystems,89/30/2023ISO4065中定义的管道设计参数.S值：与管道结构尺寸有关，与管道种类无关。管外径相同，管壁越厚，S值越小；管壁越薄，S值越大壁厚相同时，外径越小，S值越小；外径越大，S值越大S2S103.根据标准合理选材—基本概念S-ClassdxeS2d32x6.5S2.5d32x5.4S3.2d32x4.4S4d32x3.6S5d32x2.9S6.3d32x2.4S8d32x1.9S10d32x1.6dxed25x5.1d25x4.2d25x3.5d25x2.8d25x2.3d25x1.9d25x1.5d25x1.2GFPipingSystems,99/30/2023PP：管内工作压力,bare：管材壁厚,mmσ：环应力,MPaC：设计系数（安全系数）无量纲

3.根据标准合理选材—基本概念（环应力和压力的换算）管道承受同样的环应力时，S值越大，承压能力越小同种材料：外径相同时，壁厚越大，承压能力越大（S值小）壁厚相同时，外径越小，承压能力越大（S值小）

环应力——影响塑料管材使用寿命的主应力环应力——相同条件下不同材料环应力不同

GFPipingSystems,109/30/202320C/50YMRS静液压强度参考曲线3.根据标准合理选材—基本概念（静液压强度参考曲线）不同材料具有不同的静液压强度曲线，但是标准是唯一的GFPipingSystems,119/30/20233.根据标准合理选材—基本概念（50年使用寿命的推导依据）温差≥20≥25≥30≥35≥40≥60外推系数610183050100标准外推法ISO9080以高温条件下的静液压强度预测低温下的长期强度值，依据时温等效原理。外推时间极限为外推因子乘以试验的最长时间。110℃下一个试验超过8760h(1年)，即可外推到70℃条件下50年的寿命。示例：ΔT=110℃-70℃=40℃，查表知Ke=50t=ΔT×Ke=1（年）×50=50(年)Miners规则:累计破坏的计算方法，不同温度不同时间的持续作用的叠加GFPipingSystems,129/30/20233.根据标准合理选材计算管道压力等级所必需的参数:Temperature温度

管道设计运行温度?Lifetime寿命

管道设计使用年限?(通常为50年)Materialproperties原材料性能参数

原材料的静液压强度?SafetyFactors/DesignFactors

系统应用的总体使用系数（安全系数）?GFPipingSystems,139/30/2023时间t一定时温度低=>应力大温度高=>应力小压力P一定时温度低=>时间长温度高=>时间短3.根据标准合理选材—影响塑料管材使用寿命的因素（P/T/t）tPGFPipingSystems,149/30/20233.根据标准合理选材—压力计算与管材选型(标准工况查表法)使用条件级别不同材料的设计应力（参照相应的产品标准）PBPE-X+GF+PE-RT(2型)*PE-RT(1型)**PP-R1级(60℃热水)5.733.853.993.063.092级(70℃热水)5.043.543.792.152.134级(低温地板采暖)5.464.003.933.343.305级(高温散热器)4.313.243.302.021.9020℃/50Y10.927.607.887.366.93示例：以S4系列的PE-RT管材为例，应用于ISO2级（70℃热水），允许的最大工作压力计算如下：GFPipingSystems,159/30/20233.根据标准合理选材—压力计算与管材选型（非标准工况查曲线法）P=σD/S查标准GB/T19473，获得PB材料的强度参考曲线t=50年,T=20℃,查曲线σ=13.6MPaσD=σ/C设计系数

C=1.25t=50年,T=70℃,查曲线σ=7.61MPa设计系数

C=1.513.6/1.25=10.95.07/5=11.4(Bar)σ10.9/5=21.8(Bar)S5系列7.61/1.5=5.07如果有些工况的设计温度或压力不在国际标准使用条件分级之列，可采用查曲线的方法进行计算。以S5系列的PB管材为例，设计使用年限为50年，70℃和20℃允许的最大工作压力计算如下，示例：GFPipingSystems,169/30/20234.冷热水用塑料管道系统比较分析-概述聚丁烯(PB)是聚烯烃类材料中长期静液压强度最高的材料，同等工况下聚丁烯管材的管壁较薄，管内流量较高；相同规格的管材，聚丁烯管材的耐压能力较高，而且柔韧性好易于施工。适用于高温散热器连接系统、生活冷热水系统和地板采暖系统。可以热熔连接。耐热增强聚乙烯PE-RT原材料由乙烯与辛烯共聚而成，具备卓越的抗裂性能、耐高温性能、抗静液压强度和耐低温脆裂性能，而且无需交联。根据静液压强度不同又分成PE-RT（I型）和PE-RT（II型），其中II型静液压强度在I型的基础上提高了很多。目前只有DOW化学公司（II型和I型）和SK集团（I型）提供该原料。PE-RT（I型）只能用于地板采暖系统，PE-RT（II型）适用于生活冷热水和地板采暖系统。可以热熔连接。交联聚乙烯PE-X根据交联方式不同又可以分为PE-Xa、PE-Xb和PE-Xc。交联度的大小直接决定管材的长期静液压强度和耐压能力，但是交联过程无法在线控制，