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管道低温易脆解读

日期:2020-10-17 17:07 人气:

 

​随着气温慢慢下降,在注意防寒保暖的同时,我们也要对家里施工用的PP-R水管做好安全防护,这就不得不提到PP-R的低温脆性。

 

PP-R管为什么存在低温脆性?

 

PP-R是无规共聚聚丙烯,是由丙烯单体和少量乙烯单体在加热、加压和催化剂作用下无规共聚得到的。乙烯单体随机地分布到丙烯长链中,其中乙烯单体一般控制在3-5%之间。乙烯含量和乙烯与丙烯的聚合方式决定了其具有冷脆性的特点。
 
 
在气温较低的情况下,尤其冬季施工过程中,管材在低温下柔韧性有所降低,刚性增强,表现为脆性。在外力冲击或过大的意外载荷作用下,可能出现管材直线开裂等情况,给施工带来不便。为此相关国家规范针对此问题做出了明确的要求。在冬季施工时,应注意建筑给水聚丙烯(PP-R)管道的低温脆性的特点,并制定相应施工方案。GB/T50349-2005对此有详细规定。

 

 

下面就为大家详细介绍PPR脆性破裂的原因及行之有效的措施。

 

 

 

 

01

物理性质

     水的密度会随温度变化而变化,在3.98 ℃(39.16°F)时密度最大。当水从液态变为固态的时候密度会变小,同时体积比原来增大9%

 

  在密闭或半密闭回路中,当管道内的水结冰后,管道内的压力会增大。下图是结冰量与压力的关系:

 

 

     从上图中可以看出,在密闭系统中,当越来越多的水结冰时管道内压力的增加情况。图中曲线显示 10%的结冰量就足以在管道内产生超过 100bar 的压力。所以,在管道内发生结冰的情况时下,管道(塑料管和金属管)内的压力会增大很多,会发生以下二种情况:

 

1. 管道可能会立即发生破裂。

 

2. 也有可能当时不发生管道破裂而是出现管道膨胀使得管壁变薄或发生形变等损坏,从而降低管道的物理性能,在随后的使用过程中管道才发生破裂。所以管道在非冬季时发生破裂也有可能是由于管道冰冻所致。

 


 

02

冰冻原因而导致管道破裂的常见位置如下

 

 

  • 在暗埋在混凝土中的管道出现冰冻破裂,则破裂处的混凝土与管道之间没有填实,出现了混凝土空洞。此处管道所能承受的压力相对于混凝土密实填充的管道要小的多,所以容易破裂。

     
  •  地暖管系统中多见于暴露在空气中的管段(分水器连接处)和混凝土填充层中出现混凝土空洞处的管段。
     
  • 出现管道破裂处并不一定是出现在已结冰的管段。而是出现在整段管道中承受内压相对薄弱处。因为管道内出现部分结冰后,是整根管道内的水体积膨胀,导致整段管道的内压增大,而不是只有某个点的水压增大。

 

 

 


 

03

环境因素

 

对于掩埋在混凝土中的管道,由于混凝土是各种不同的材料混合而成的,因此,凝固后的混凝土中就有可能存在空洞或气泡。

 

在靠近这些空洞和气泡的地方,管壁外没有足够的混凝土来加强其承压性能,因此此段管壁将会承受更多的形变量。

 

当管道内的水结冰时就会发生不均匀的膨胀,致使管壁发生临时或永久性的变薄。管壁变薄的结果就是:当再次给管路系统加压时,管壁局部会因为太薄而不足以承受压力,最终导致管道损坏。

 

 


 

04

防冻措施

 

  • 选择安装品质优良的管道和管件。

     

     

  • 冬季气温低下,零摄氏度以下很容易结冰,对于暴露在室外的水管、水表、水龙头等用水设备,最好用棉麻织物、塑料、泡沫等物体包裹一层,起到室外水管保温的作用。

 

  • 在冬季气温很低的夜晚,可以将水龙头打开一点点,让水持续流出,流动的水就算是在较冷的环境中也可以有效的防止自来水管冻住。

     

    在打开水龙头时需要注意只需要很小的水流就可以了,如果水流太大对于水量浪费太大,是一件非常不经济的事。

     

  • 在温度较低的情况下,临睡前将室内水表阀门进行关闭,然后打开水龙头,放尽自来水管中剩余的水。这个自来水管防冻方法相比之前的打开水龙头可以更有效地节水。

 

 

 

  • 管道系统安装进行压力试验后,如室内温度低于5℃,应将系统中的水用空压机全部吹出,以防系统受冻。

     

  • 冬季气温降低时应关闭好门窗,提高室内温度。

     


 

希望提供此文能让更多的客户及时了解产品的特性,能防患于未然,将隐患消除在萌芽状态,确保管道在运输和安装过程中的质量,极大的提升客户体验,让客户用的更放心。