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PVC管材营业技术问答提要
 

1、采用锡系配方在北方寒冷地区PVC管耐冲击强度有什么变化?
答:(1)南亚(华亚)生产之PVC管配方,已由铅系更改为锡系,其产品之耐冲击强度将会略提高,此乃锡系配方产品较有韧性,如以Charpy(横式)耐冲击强度试验值做比较如下:
铅系配方管材:5~6Kgf-cm/cm2
锡系配方管材:6~7.5Kgf-cm/cm2
(2)南亚(华亚)PVC管材不论采用铅系或锡系配方,其0℃之落锤耐冲击强度(给水或排水管)均可符合ISO标准(大陆企业标准)。
(3)南亚公司美国JM厂亦采用锡系配方,其管材对于北方寒冷地区亦照样可以使用。不过寒带地区其PVC管材之施工、包装、运输,须加以留意。施工上应防止管内流体结冰,包装、运输上应防止冲击(如卸货之抛落)。

2、PVC管使用于大自然中,其环境会对PVC管的物性有何影响?
答:PVC管使用于大自然中,以日光之直射对PVC管之物性强度最有影响,因日光之紫外线,易促进PVC管(其他塑胶材质亦然)之老化。故PVC管应尽量设计埋设于地下,或配管于室内,如须为露出配管,寒带地区PVC管道,要以保温材(如石绵材、玻纤、发泡材)加以保暖,以防止冻结。另PVC管具有耐酸、耐碱、耐腐蚀的特性,在大气中不致有腐蚀或氧化等之现象发生。

3、PVC管老化过程中,其物理性及机械力的变化如何?(PVC管是否能使用50年以上,其依据为何?)
答:PVC管之抗拉强度与负苛时间的关系曲线,如下图所示:

由图中之关系曲线发现PVC管材之强度,虽然随负荷时间而减低,但其减低率亦随时间之增加而愈行缓慢,约至1,000小时以后,几乎不再减低,故ISO则以1,000小时之长期水压试验来模拟50年后的强度。故管线设计(指埋入地下)之使用年限,亦以50年为准,实际使用上应可超过50年以上。由此项数值依据系来自ISO及JIS之规定。

4、UPVC管与CPVC管、HDPE、ABS管之物性比较:

项次 物性比较项目 UPVC 管 CPVC管 HDPE管 ABS 管
1 比重 1.42~1.43 1.44~1.48 0.95~0.97 1.03~1.05
2 硬度( Shore D ) 70~90 90~105 57~67 65~80
3 吸水率(mg/cm2 0.04~0.06 0.04~0.06 0.01 0.1~0.3
4 抗拉强度( Kg/ cm2 500~550 500~550 200~250 390~460
5 弯曲长度( Kg/ cm2 860~1 , 000 900~1 , 050 360 500~600
6 冲击强度( Izod ) (Kg-cm/cm) 5~8 7~9 8~15 18~43
7 弹性系数( Kg/ cm2 2.8~3.4 × 104

3 × 104 1.3~1.5 × 104 2.1~2.4 × 104
8 伸长率( % ) 100~150 40~80 350~1,000 35~45
9 线膨胀系数(℃ -1 6~8 × 10-5 6~8 × 10-5 10~12 × 10-5 8.0~9.4 × 10-5
10 比热( Kcal/ ℃ g ) 0.2~0.5 0.2~0.3 0.5~0.55 0.3~0.4
11 热传导系数(Kcal/ ℃·m ·h ) 0.12~0.14 0.095~0.12 0.36 0.21~0.26
12 软化温度(℃) 76~83 110~130 60~100 85~105
13 燃烧性 不易燃烧,能自熄 不易燃烧,能自熄 易燃 易燃
14 耐侯性 老化较慢 老化较慢 易老化 ( 产制黑色弥补 ) 易老化 ( 产制黑色弥补 )
15 耐寒脆化温度(℃) -18 -10 -60 -50
16 耐药品性,耐腐蚀性 最优良 最优良 良好 良好
17 施工性 可用 PVC 胶合剂接合,施工方便,可直接加热。 可用 CPVC 胶合剂接合,施工方便,可直接加热。 无胶合剂可用,用熔接法,不可用喷灯等直接加热。 可用 ABS 胶合剂接合,不可直接加热。
18 包装性 直管包装 直管包装 中小口径可卷曲包装 直管包装
19 溶 解 试 验 铅溶出量 0.008ppm 以下 0.008ppm 以下 - -
臭气及异味 无不良气味 无不良气味 无不良气味 无不良气味
水质 VCM 溶出量 0.0015ppm 以下 0.0015ppm 以下 - -
先进国家自来水用 PVC 管已禁止使用铅系安定剂 采用锡系配方 采用锡系配方 - -
20 材料 VCM 含量 1.0ppm 以下 1.0ppm 以下 -
主要特性与用途 1. 强度最大 2. 适用于常温配管 3. 用途:自来水用、一般用、电气用(电力、电信用管) 1. 具有耐热特性 2. 适用于工业用热温流体、家庭热水及温泉配管 1 .具有优异之耐寒特性 2 .适用于寒带地区之配管 3 .用途:自来水用、一般用 1 .具有耐冲击特性 2 .用途:自来水用、一般用

5、美国以PVC管用于自来水管,其使用率为何偏高?
答:美国对PVC自来水用管使用率偏高的原因,说明如下:
(1)自来水用PVC管材、管件,没有铅溶出问题的争议:
美国与大多数欧洲国家不同,对于自来水用PVC管材与管件,是禁止采用铅系配方,其自来水用管ASTM的水质试验,其铅溶出量标准为0.015PPm以下(铅系配方是无法达到的),另外全世界先进国家的自来水用PVC管,亦仅美国对PVC管材质的VCM(氯乙烯单体)含量有3.2PPm以下的要求,因无铅溶出等毒性问题的争议,亦无金属管之生锈、出红水等的问题,故很符合卫生的条件。
(2)自来水用管材、管件厚度足够,甚符实用性。
美国自来水用PVC管的厚度分有SCH40(相当于JIS或CNS的自来水用管厚度),另外亦有SCH80管系列(厚度较SCH40更厚),故在实用上很少有异常发生。故消费者对PVC管很有信心。(ISO标准之小口径管厚度偏薄、耐外压等实用性堪虞。
(3)施工方便:
美国的人工费用高昂,且水电工人不容易邀请,故家庭管线配管都自己动手施工,由于PVC管材、管件施工很简便,家庭主妇亦可施行。在美国小口径管材与管件,在超级市场就可买到,此项事实就可证明其普遍性。
由上述之情况,美国自来水用PVC管的使用率当会偏高。

6、PVC管材,是否适用于输送啤酒?其施工及应用上需注意的事项如何?台湾目前所用的案例如何?
答:(1)PVC管材应用于啤酒的输送,其适用性是不成问题的,请参阅南亚(华亚)PVC管与管件说明书第7页(PVC管的化学特性)有明确说明啤酒可以使用,另如第10页「威士忌」之烈酒仍可输送使用。
(2)台湾各酒厂均有采用PVC管来作酒的输送,如台中酒厂之酒贮存槽,酒的输入与输出,均有以PVC管来输送,因曾有赴该酒厂辅导管线的施工,更能证实PVC管应用于酒类输送的真实性与实用性。
(3)南亚(华亚)的管材与管件均非铅系配方,故在液态食品的输送用途上,因没有铅溶出的争议,此点(南亚)的锡系配方PVC管材是与大陆其他厂商的铅系配方管材,有很大的区别,此点可做有力的说明与宣导。

7、「纯水」的定义如何?南亚(华亚)的UPVC管是否符合纯水输送要求?台湾是否有使用实例?
答:(1)所谓「纯水」系水中不含任何的矿物质、重金属、消毒剂,或其他任何的杂质,是一种「高度纯洁」的水,一般均经「离子电解」(Ion electrolysis)产制之。
「纯水」一般均用于产制医疗用药剂(包括注射药剂)及IC电子工业。
(2)南亚(华亚)目前生产之锡系配方PVC管材仍不能使用于「纯水」的输送。(铅系配方之管材更不用说)凡是会淬出任何物质的管材,均不能使用。
(3)台湾对该项用途之用管,均采用PVDF管(材质类似Teflon)或经特殊处理的不锈钢管。

8、如何防止水锤(水击)现象发生?
答:发生水锤(Water Hammer)的原因与防止措施如下:
(1) 管线内空气未能排出易产生水锤。
管线有高低起伏之情况,管线较高之位置,容易积存空气,因空气受压后体积会被压缩变小,但内压会大幅度的增加将会产生水锤。
防止措施:管线较高之位置要装设「自动排气阀」,则自动排气阀之上方有浮动球,当水未达满管或没有水时,浮球会自动掉落,空气可由此孔排出,当管内有水,此浮球会浮起,满管时此浮球就会浮上堵塞上方之圆孔,上述功能可排出管内高处遗留的空气,以防止水锤的发生。
(2) 通水时制水阀(Valve)打开过大,排气不及亦易产生水锤。
当管线配管完成要通水,而制水阀打开过速、过大,致排气不及,空气大量遗留于管内,再加过大的水流冲击,将会产生水锤。
防止措施:通水前如市区之消防栓都要打开,其他各排气阀也都要打开,以利排气,要通水时,制水阀之打开不可过速或过大,使空气能顺利排出为原则。当消火栓或排气阀(指另装设之排气阀,非自动排气阀)有水流出,则表示水已满管始可予关闭。由上述之水锤防止措施就是管线内空气要彻底的排除,另通水时制水阀的操作,不宜打开过大、过速为关键之问题。

9、PVC管使用环境温度极限如何(即PVC管之物理特性及机械力与温度变化的关系)?南亚关系企业华亚东营公司生产的PVC管主要用在北方寒冷地区,温度低会影响其脆性,是否在配方中增加了耐寒剂,以改善其脆性?

使用温度(℃ 20 25 30 40 50 60
使用水压残率 (%) 100 95 85 65 35 10

答:(1)PVC管使用的温度范围0~70℃,最佳之使用温度范围为5~60℃,当温度提高时,其使用的水压(内压)要相对的降低,PVC管材在各种温度下之水压残率如下:(供参考)
(2)锡系配方之PVC管,在寒带地区使用,仍不需添加耐寒剂。主要为耐寒剂对硬质产品之耐寒性无明显的效果(软质产品较具效果),目前南亚在美国的JM厂,虽在美国北部之寒冻地区,其硬管配方仍无添加耐寒剂。
在寒带地区的PVC管应用,重点在于寒带地区的施工、搬运、包装、仓储要特别加以留意,虽低湿时PVC管较有脆性,如能按照寒带地区之注意事项作业,应该不会有问题的。(一般PVC管之脆化温度约-18℃)

10、PVC管与接头接合处,所采用胶合剂是否符合饮用水卫生标准?其挥发之气体有没有毒?挥发时间多少?老化如何?使用胶合剂的牢固程度如何?其耐水压强度是否有影响?
答:(1)PVC管材之TS单放口产品或接头与管材之接合,需采用硬质胶合剂来接合,胶合剂内含有溶剂虽不可加以食用,但当接合后溶剂会挥发,干固后已无溶剂存在,胶合面所剩下的为PVC,对饮用水卫生标准是可符合的。
(2)胶合剂所挥发之溶剂气体虽然有些气味,但不应与毒气相提并论,一般在施工上都不会在意,如对此气味有些敏感者可带口罩。
(3)一般接合施工后,经24小时后就完全干固。
(4)胶合剂涂布施工后,溶剂挥发所剩之固形份为PVC,其耐老化之程度,与PVC管相同并无差异。
(5)使用胶合剂,如照标准之施工法施工,其牢固程度是没有问题的,胶合剂之黏著强度,胶合后经15分钟可达12.5Kgf/cm2以上,胶合120分钟可达25Kgf/cm2以上。
(6)如施工得当,对耐水压强度是没有问题的,如有影响耐水压者,可能在施工上没照规定削角、涂胶或管材切断偏斜等。

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