PVC-O管道与PVC-U、PE管道的比较

PVC-O管道与PVC-U、PE管道的比较

PVC-O管材中的O是英文oriented的首个大写字母，意思为取向。PVC-O管材为双向拉伸取向聚氯乙烯管材，取向后的管材性能有了明显改善和提高，主要体现在以下几方面：

PVC-O管材除具有传统PVC-U、PE管材质量轻，安装方便，不结垢，内壁光滑、水力性能好，耐各种酸碱盐的腐蚀，寿命长等优点外，由于其特殊的成型工艺，赋予产品独特的片状分层结构和特殊的长期使用性能：

1、 优越的抗冲击性

太极蓝管分子双轴取向而形成的网状结构，为管材带来无与伦比的抗冲击性能，这意味着在管线安装、试水乃至运行过程中，由于外物冲击碰撞而形成的破坏降至最低。

2、 更高的输水能力

太极蓝管的材料强度与PVC-U和PE管材相比更高，使用相同压力下的同口径管材的壁厚更薄，输水能力提高20～30%，如表4所示。

管材种类

最小要求强度MRS

管材规格

管材壁厚

输水面积比

太极蓝管

40MPa

dn200，1.6 MPa

6.2mm

131

PVC-U管材

25 MPa

11.9mm

116

PE100管材

10 MPa

18.2mm

100

注：以PE100管材的输水面积为100.

太极蓝管采用内定径成型工艺，使产品的内壁更加光滑，粗糙率更低，水力性能更加优异，输水量更大。

3、 更高的刚度

特殊的取向成型工艺，赋予太极蓝管更高的刚度（弹性模量），根据弹性模量与环刚度，环刚度与负压性能的关系，如式1、式2所示，当环刚度≥4kPa时，管材能够抵抗极端条件下出现的压屈失稳现象。

式1

式中：

Scalc   计算的初始环刚度，kN/m2；

E     弹性模量：管材材料等级为355及以上，E＝4.0×106kN/m2；

I     惯性矩＝1/12en3，mm3/m。

 式2

式中：

Pcr   无支撑下出现压屈失稳的临界压力，kPa；

ν    泊松比（0.45）。

4、 更长的使用寿命

特殊的取向结构（片状分层结构）避免了传统PVC、PE管材快速开裂和慢速裂纹增长的风险，使管材长期运行更安全，更可靠，免维护或少维护，使用寿命更长，长期寿命可达100年。

5、 更高的抗水锤冲击能力

水锤冲击压力计算公式如下：

式中P——水锤压力，MPa；

S——水锤波速，m/s；

V——水流速度，m/s；

g——重力加速度,m/s2。

由上式可知，水锤波速S越大，则水锤压力越高，而水锤波速S与管材的弹性模量有关，与管径和管壁厚度有关。管材弹性模量小，管径大，壁厚薄，均可使水锤波速减小，也就使水锤压力减小。

6、 优异的耐低温性能

特殊的取向结构，使太极蓝管具有优异的耐低温性能。在-20℃的抗冲性能仍优于PVC-U管材常温下抗冲性能。示意图如图所示。

下面就PVC-O管道与PE管道，从价格、流量、施工、维修及其它方面进行比较。

一、从成本上比较:

Ф315PVC-O、PVC-U管道与PE管道相比，ＰＶＣ－O管材，壁厚6.2 ㎜；ＰＶＣ－U管材，壁厚12.1 ㎜；PE 管材，壁厚18.7㎜，PE管材每米重量比PVC-U管材重1公斤左右，比PVC-O管材重9公斤，这就意味着，采用同等直径同等压力的PVC-O管材，用户每米可节省9公斤原料成本价格，那么敷设一公里长的管道，用户即可节省9吨的原料成本价格，加上PE原料价格每吨比PVC原料价格还高出7000元左右，所以用户选用PVC-O管材，可节省很大的一笔材料费用。

管材

规格

压力等级

管材壁厚

单重（公斤/米）

PVC-O管

ф315

1.0MPA

6.2MM

9.36

PVC-U管

ф315

1.0MPA

12.1mm

17.856

PE管

ф315

1.0MPA

18.7MM

18.339

二、从流量上比较：

PVC-O管道管壁薄，过水面积大，如果把这两种管道的流速同设为1米/S，选用315mm×1.0MPa的PVC-O管道与PE管道对比，PVC-O管道，其流量为258.9m3/h,6213.6m3/ d，而PE管道其流量为217.9m3/h，5229.3m3/d，从上面的一组数字对比中可以看出，采用PVC-O管道与ＰＥ管道的流量相比较，每天可多输水约984m3，一年可为用户多输送近36万方的水，无疑节省下大量的电费。

三、从施工上进行比较：

ＰＥ管道的连接方式是热熔对接，施工需要施工现场必需具备220V以上的电源。需要配备8千瓦以上的发电机组，这在我国的许多地区目前也是不现实的。由于受施工条件及焊接工艺要求的制约，PE管道风雨雪天不能焊接，即使正常天气，按每天工作８小时计算，最多可焊接10－12根管材，施工进展缓慢；而安装PVC-O管材，工具简单方便，施工条件不受天气影响，刮风下雨也可安装，每天工作８小时，可安装5０－7０根管材，施工进度是ＰＥ管道的6-7倍。

四、从其他方面比较：

1、 在埋深回填方面：PVC-O管道的弹性模量是4000MPa,PE管道弹性模量是800MPa，在相同的埋深条件下，因PVC-O管道的弹性模量优于PE管道，所以比PE管道能够承受更高的外压荷载，不易因较大的外压荷载造成压屈失稳而变形。

2、在管道的伸缩量方面：PVC-O管道的线膨胀系数0.07㎜/m℃,,PE管道的线膨胀系数0.15-0.2㎜/m℃,,由此可见，同等温度条件下，PE管道的伸缩量是ＰＶＣ管道的两倍以上，这在夏季施工长距离管道不能及时回填的情况下，提前预留的阀门尺寸会因为管道的伸缩受到影响，阀门旁的伸缩节，有时也会由于长距离的管道夜间缩量较大造成损坏，而相对PVC-O管道而言，由于线膨胀系数较小，并采用柔性连接方式，每个接口都等于一个伸缩节，长距离管道出现较大的缩量时，可以由各个接口均匀分担，相对安全的多。

3.在管道的维修方面:PVC-O管道的弹性模量大，环刚度高，维修管件的种类和方法相对较多，比如：管道一旦出现破损，可以采用双法兰承插盘左右对接、可以采用哈夫接头维修、可以采用快速抢修接头抢修，根据需要还可以在管道上打孔增设三通等等，维修方便；而PE管道因为弹性模量小，环刚度低，哈夫节及快速抢修接头等管件，不宜在PE管道上使用，因为PE管道易发生蠕变，时间久后会发生漏水现象，只能在原管道上的两端焊接法兰盘然后对接，受施工条件及焊接工艺的限制，泥水中抢修极为不易。如果想在已经安装完毕的管道上增加一个开口，则更加困难。

通过上面的综合比较，PVC-O管道许多方面优于PE管道，由于其优异的韧性和抗冲击性能，使用更为安全，水力特性更好,是长距离输水工程的最佳选择。