工程塑料管道具有比金属轻、有一定机械强度、优良的耐腐蚀性能和加工性能(可机械加工、热成型和焊接)等特性。
1. PVC(聚氯乙烯)
PVC具有良好的耐腐蚀性能、加工性能、力学性能。在石油化工方面,PVC管主要用于输送某些腐蚀性流体,不宜用于输送可燃、剧毒和含有固体颗粒的流体。
PVC有较好的耐溶剂性和化学稳定性,耐石油、汽油、丙烷、丁烷等烷烃类的腐蚀和溶解,对一般无机酸、有机酸、碱类和醇类均耐蚀。但氯代烷烃、酮类、醚类、芳烃类等溶剂,对它有很大的溶胀性,强氧化剂可和它起作用。
PVC管材规格已经标准化:8~200mm,另又增加Φ250mm、Φ300mm、Φ350mm、400mm。有带承插口三通及90°肘形弯头;带螺纹的三通及90°弯头;平口90°弯头;平口异径三通;带凸缘、带螺纹接管及接管螺母;隔膜阀DN65、DN80;45°角形截止阀DN25、DN30、DN40、DN50。
根据使用情况,PVC管可分为0.5MPa、0.6MPa、1.0MPa和1.6MPa 四个压力等级;PVC管适用的温度范围为-15~60℃,低于下限温度使用易开裂,高于上限温度使用会软化。
PVC管一般分为轻型管和重型管两种。硬聚氯乙烯管可用于真空度小于740mmH的管道。常温下,硬聚氯乙烯管的使用压力如下:轻型管,≤0.6MPa;重型管,≤1.0MPa。
采用承插粘接连接方式的挤压成型的硬聚氯乙烯管的使用压力较高。硬聚氯乙烯的热变形温度为73.8℃,它的线胀系数比较大,约为钢的7倍,而弹性模量较小。硬聚氯乙烯管的聚氯乙烯单体含量及稳定剂中的铅、镉等有害物质超过标准时对环境和人身健康有害。
2. PP(聚丙烯)
PP比水轻,熔化温度为(165±5)℃,推荐使用温度小于120℃。低温性能比PVC还差。线胀系数常温下比PVC大一倍。热收缩率比PVC小。导热性很差(添加石墨可改善导热性)。短时抗拉强度为30~38MPa,随温度升高而下降。弹性模量不到PVC的一半。抗冲击强度不高。伸长率20℃下为12%。长期抗拉强度较低,其蠕变现象比PVC更严重,其蠕变极限为16MPa。
PP管具有优良的耐化学药品性。对于有机酸、碱或盐类溶液(氧化性除外)几乎温度高到100℃而无破坏。例如,在100℃以下的浓磷酸、40%硫酸、浓盐酸及盐类溶液中均可使用。对于发烟硫酸、浓硝酸和氯磺酸等强氧化性酸,即使在室温下也不能使用。对于含有活性氯的次氯酸盐、过氧化氢以及铬酸等氧化性介质,也只能用于低浓度和低温度的情况。对于羧酸(浓醋酸与丙酸除外)有较好的耐蚀性。酚醛、酮类等介质对其无溶胀作用。烷烃特别是卤代烃则能引起溶胀。温度在80℃以上时,芳香烃对其有溶解作用。在100℃以下时,乙醇、乙二醇、丙三醇都可使用。
PP有很好的加工性能,它可以机加工、热成型、焊接和消除应力退火处理。PP管一般比PE管更坚硬,有更好的抗高温性能,常被优先选用,如用于地上管道和热流体输送。PP比ABS或PVC可提供更好的溶剂阻力,因此排水管主要用PP。PP管的主要标准有ASTMD3311、CSA B181.3、CSA B137.11(CSA为加拿大标准协会)。
3. UPVC(硬聚氯乙烯)
UPVC是一种以聚氯乙烯为主体的特级增强聚氯乙烯。目前,UPVC塑料制管、管件和塑料制阀门已广泛使用(表4-18)。
4. ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物)
ABS塑料在国内防腐领域内开始得到应用(表4-19)。ABS管标准有 ASTM D3311、ASTM D2680、CAS B181.5、ASTM D1527、ASTM 2282。
5. PE(聚乙烯)
聚乙烯管由高、低压聚乙烯粒状料挤压成型。它具有良好的耐腐蚀、耐溶剂性能,介电性好、吸水性小、无毒、质轻,可供输送腐蚀性液体用,也可用于埋地输送燃气。
承受压力:低压聚乙烯(HDPE)重型管不超过1MPa,轻型管不超过0.5MPa;高压聚乙烯(LDPE)重型管不超过0.6MPa,轻型管不超过0.3MPa。使用温度:-20~60℃。