【正文】 PVC制品，對鉛、鎘等重金屬含量河PVC樹脂殘留氯乙烯單體（VCM）含量作了嚴(yán)格規(guī)定。并且各國衛(wèi)生組對衛(wèi)生性能要求不一樣，至盡在美國、歐洲、非洲等國家仍允許使用鉛鹽穩(wěn)定劑。他們認(rèn)為加工設(shè)備先進(jìn)、需添加的穩(wěn)定劑量則小，最終能從管材表面遷移出的鉛等重金屬量非常細(xì)微，經(jīng)過最終沖洗后基本不能發(fā)現(xiàn)，因而是安全衛(wèi)生的。在歐洲，PVC工業(yè)（包括樹脂業(yè)、制品行業(yè)、助劑行業(yè)）自愿作出以下承諾：已確定市場管材、管件廢料回收在2003年達(dá)25%，2005年達(dá)50%，并致力于不影響環(huán)境。我國涉水產(chǎn)品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)是GB/T17219《生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)材料的安全性價標(biāo)準(zhǔn)》，該標(biāo)準(zhǔn)對鉛、鎘、汞等重金屬的穩(wěn)定劑生產(chǎn)給水產(chǎn)品；樹脂VCM含量要低于1mg/kg等。事實(shí)上，只要使用衛(wèi)生級別的PVC樹脂和不含鉛、鎘等有害重金屬穩(wěn)定劑，如：有機(jī)錫、稀土、鈣鋅穩(wěn)定劑，衛(wèi)生性能完全達(dá)到GB/T17219的要求，作為給水管材及其它食品衛(wèi)生級別產(chǎn)品使用是相當(dāng)安全的。③性能受環(huán)境影響小當(dāng)PVC管道被用于輸水時，它的防滲透性以及對自來水中游離氯的適應(yīng)性都是非常重要的，PVC在兩方面都表現(xiàn)出很好的優(yōu)越性。它的防滲透性使自來水的水質(zhì)難以受環(huán)境的影響；其抗氧化化能力比烯烴強(qiáng)，在生產(chǎn)過程中不需要加大量氧化劑等，因而使用時不用擔(dān)心抗氧劑被自來水中氧和游離氯的破壞而變脆的危險。當(dāng)用做埋地供污管道時，防滲透性不錯，可良好的避免污染，和污水對環(huán)境造成影響。④摩擦阻力小，水力條件優(yōu)越，管網(wǎng)運(yùn)行費(fèi)用低鍍鋅管與鑄鐵管管內(nèi)壁粗糙，水阻力大，形成結(jié)垢層后既影響了水質(zhì)又降低了管道有效通徑。有關(guān)實(shí)驗人員抽取了數(shù)段使用超過10年的DN150－DN300鍍鋅鋼管和鑄鐵管測量，發(fā)現(xiàn)管壁的附著物最厚的有25mm之多，最薄的也有10mm。有這些附著物存在造成管道有效通徑變小，影響供水量，加大供水成本。UPVC管材內(nèi)壁光滑，流體摩擦阻力小，克服了鑄鐵管因生銹、結(jié)垢而影響流量的壞處，可提高輸送能力43.7%，使用溫度范圍在15～60℃之間。根據(jù)環(huán)水膜重力理論推測計算，供水水膜流過流面積不超過立管斷面積的1/3～1/4時，塑料立管的給水最大通水能力比鑄鐵管增加60%，同時不致造成水封的損壞，因此，對于同樣量的供水量而言，其給水管管徑可以比鑄鐵管管徑小，或同樣管徑在規(guī)范許可范圍內(nèi)可盡可能采用較小坡度，由此可以增加空間凈高，對使用者而言更為有利，增強(qiáng)了建筑的使用功能。在同樣水力條件下，供水能耗降低44％，管網(wǎng)的總水壓損耗相對要少，對加壓設(shè)施的要求相對不高，加壓所需費(fèi)用也隨之減少。⑤使用壽命長按照國家有關(guān)規(guī)定用于冷水輸送的鍍鋅鋼管使用壽命為7–10年，熱水輸送的鍍鋅鋼管使用壽命為2–3年，實(shí)際使用一般不高于20年，鍍鋅管還存在保溫性差、銹蝕后易爆裂等壞處，從建筑物的使用壽命來看，也是有弊端的。而PVCU管經(jīng)過測試和國外有關(guān)資料介紹實(shí)際使用壽命不低于50年。⑥質(zhì)輕、施工方便、安裝技術(shù)要求不高、工程造價低PVCU管材的密度是1.4～1.6g/cm3，是同樣尺寸鋼管的1/3～1/5，因而運(yùn)輸、安裝方便，施工效率較高。供水鑄鐵管因為比重較大，而且安裝時需打麻、調(diào)制接口材料、捻口、養(yǎng)護(hù)，施工時不僅工作繁重，而且安裝時間很長，使施工效益明顯減低。而UPVC管材比重為約1.4t/m3，僅為鑄鐵管管材的1/5，同樣長度的塑料管要比鑄鐵管輕得多，安裝時只需人工搬運(yùn)，而且UPVC供水管采用的是承插式溶粘接口，同時其標(biāo)準(zhǔn)長度(6m，4m)比鑄鐵管長，減少了接口數(shù)量，減少了安裝工序。例如:一根標(biāo)準(zhǔn)6m長的DN110的塑料管只要一人即可安裝完成，然而鑄鐵管則要2～3人，這樣工程安裝時間可減少60%以上，安裝費(fèi)用也可降低50%以上，對于施工單位，可節(jié)省開支，降低成本，縮短工程周期，也提高了建筑物的經(jīng)濟(jì)性。⑦維修容易，管道更換時間短由于PVCU管質(zhì)輕搬運(yùn)方便，剪裁容易，在其發(fā)生破裂事故時維修施工難度很低，再加上有專用的對接頭，接通即可通水。PVCU管在發(fā)達(dá)國家已使用了半個多世紀(jì)，取得了很好的節(jié)能、環(huán)保效果，對此我們不妨奉行“拿來主義”，改善城鎮(zhèn)的供水狀況。⑧經(jīng)濟(jì)、美觀按目前的市場情況，UPVC供水管價格僅是鑄鐵供水管的約80%，即單位造價每千平方米建筑面積節(jié)省建筑費(fèi)用同鑄鐵供水管比較造價減少大約700元。此外，因為UPVC管材較輕，其運(yùn)輸費(fèi)用也得到顯著降低。UPVC供水管通常外壁為白色，且不用做刷紅丹、銀粉等的防腐處理，沒有如鑄鐵管外壁銹蝕脫落等問題，暗裝入管井中時不需要經(jīng)常維護(hù)護(hù)理，明裝則比鑄鐵管優(yōu)點(diǎn)更為明顯:容易清洗，視覺效果較佳，大大地改善了人們的生活、工作環(huán)境也方便了建筑物的物業(yè)管理。PVC管材行業(yè)的現(xiàn)狀和應(yīng)用前景[1]近十幾年來中國的塑料管業(yè)以十分驚人的速度蓬勃發(fā)展。中國塑料管產(chǎn)量從90年的不到20萬噸增長到2000年約80萬噸，在上世紀(jì)的最后十年內(nèi)增長達(dá)300%。進(jìn)入新世紀(jì)后繼續(xù)高速增長，雖然基數(shù)在增加，年增長率依然很高。2007年我國塑料管的總產(chǎn)量已經(jīng)高于300萬噸。2000年起，中國在全世界各國塑料管產(chǎn)量的排位中已是第2位。 七個國家近年塑料管產(chǎn)量比較[2]國家美國意大利德國英國西班牙日本中國年產(chǎn)量4444233220002007中國塑料管道行業(yè)產(chǎn)量及增長情況單位：萬噸年份2000 2001200220032004200520062007總產(chǎn)量年增長%2007年中國各種塑料管在各個市場領(lǐng)域的分布單位：萬噸分類室外給水WOB建筑給水WIB建筑排水DIB埋地排水DOB燃?xì)庥霉蹽AS護(hù)套管CDT農(nóng)業(yè)用管AGC工業(yè)用管IDT總計總量8340465310532225332比例25%%%16%3%16%%%100%PE30121025105114PVC4254425115PP3221313GRP85821其他145這三張表說明出我國塑料管產(chǎn)量逐年增長，應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛，從而反映了我國對塑料管的需求日益激增，尤其是對PVC管材的需求顯得更加突出。在政府的鼓勵和支持下，通過市場競爭的推動，得益于經(jīng)濟(jì)大發(fā)展的環(huán)境，我國塑料管的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展取得巨大進(jìn)步。近年已經(jīng)出現(xiàn)一批規(guī)?；?、配套化、跨地區(qū)生產(chǎn)和經(jīng)營的企業(yè)集團(tuán)，年銷售額達(dá)到數(shù)億到數(shù)十億。估計現(xiàn)在我國領(lǐng)先的近20家企業(yè)的年銷售額合計超過100億，幾乎占到全國塑料管總銷售額的三份之一。我國塑料管產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和布局的進(jìn)步是保證我國塑料管今后能夠持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。國際上發(fā)達(dá)國家的塑料管業(yè)都是由少數(shù)領(lǐng)先企業(yè)占市場主體的，例如：根據(jù)AMI資料，歐洲熱塑性塑料管業(yè)2005年有550個生產(chǎn)廠，其中三份之一屬于領(lǐng)先的50個企業(yè)集團(tuán)，最領(lǐng)先的三家企業(yè)集團(tuán)的年產(chǎn)量是：Wavin40萬噸，Alphacan超過20萬噸，Pipelife超過20萬噸。 PVCU管道的設(shè)計原則確定設(shè)計條件在進(jìn)行具體設(shè)計前，對于所設(shè)計的PVCU管道系統(tǒng)必須按照輸送介質(zhì)的性質(zhì)、運(yùn)行壓力、環(huán)境狀況和安全要求等方面進(jìn)行設(shè)計計算，進(jìn)行設(shè)計計算的條件主要有以下幾點(diǎn)。①系統(tǒng)設(shè)計使用壽命 PVCU管道系統(tǒng)，對于不同用途的系統(tǒng)應(yīng)有不同的使用壽命，而不能完全根據(jù)塑料管道現(xiàn)有分類規(guī)定，把設(shè)計使用壽命一律定為50年?，F(xiàn)在國際上大多是利用各種塑料管的時間一強(qiáng)度試驗曲線，根據(jù)管道使用條件莊作溫度)查得相應(yīng)的使用壽命。PVCU管在化工應(yīng)用中的實(shí)踐表明，對于各種用途的管道系統(tǒng)(包括工藝管路)，其使用效果都相當(dāng)好，系統(tǒng)的使用壽命可與設(shè)備或機(jī)器的運(yùn)行年限相當(dāng)。②介質(zhì)性質(zhì)介質(zhì)的性質(zhì)包括所輸送介質(zhì)的密度、粘度，與塑料管是不是相容，是不是有固體顆?；驓庀啻嬖诘?。必須對所輸送的介質(zhì)性質(zhì)加以研究分析，選擇使用合適的管材及最佳的運(yùn)行參數(shù)，才能保證所設(shè)計的PVCU管道系統(tǒng)達(dá)到最佳使用壓力和輸送能力而又運(yùn)行成本最低。③管內(nèi)運(yùn)行壓力設(shè)計時首先著眼于系統(tǒng)的正常運(yùn)行壓力，這是工況設(shè)計的依據(jù)，然后必須考慮系統(tǒng)內(nèi)可能出現(xiàn)的最高運(yùn)行壓力和最高壓力持續(xù)的時間。對于裝有閥門等管件的PVCU管道，還應(yīng)考慮關(guān)閉或開啟閥門的過程中，會使原來管道中的靜壓瞬間升高。如果頻繁地關(guān)閉或開啟閥門，則應(yīng)考慮由此引起的管道疲勞和老化，從而使管道強(qiáng)度性能降低。另外，系統(tǒng)的運(yùn)行壓力還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，系統(tǒng)的設(shè)計壓力過高，運(yùn)行時其經(jīng)濟(jì)性就顯得過低；反之，系統(tǒng)的設(shè)計壓力過低，雖然運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性較好，但系統(tǒng)的安全可靠性得不到保障，就不能滿足技術(shù)上的要求。所以，必須綜合技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個方面，才能取得良好的設(shè)計效果。國內(nèi)的PVCU管道，一般是按GB1–96標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的，MPa和1.0MPa，~MPa規(guī)格的高壓管道。根據(jù)計算結(jié)果選擇不同規(guī)格的管道時，必須保證系統(tǒng)運(yùn)行壓力低于管道的使用壓力。國內(nèi)外主要工藝路線的比較和選擇擠出成型工藝是聚合物加工領(lǐng)域中生產(chǎn)品種最多，變化最多、生產(chǎn)率較高、適應(yīng)性強(qiáng)、用途廣泛、產(chǎn)量所占比重最大的成型加工方法。擠出成型是使高聚物的熔體(或粘性流體)在擠出機(jī)的螺桿的擠壓作用下通過一定形狀的口模而連續(xù)成型，所得的制品為具有恒定斷面形狀的連續(xù)型材。當(dāng)前大多數(shù)生產(chǎn)PVC管材的企業(yè)都是采用螺桿擠出機(jī)進(jìn)行干法塑化工藝連續(xù)操作。螺桿擠出機(jī)又可分為單螺桿擠出機(jī)和多螺桿擠出機(jī)。PVC管材的擠出機(jī)可以用單螺桿擠出機(jī)，也可以用雙螺桿擠出機(jī)。兩種擠出機(jī)各有各的特點(diǎn)。單螺桿擠出機(jī)特點(diǎn)：，價格低。，適合顆粒料的擠出加工。對聚合物的剪切降解小，但物料在擠出機(jī)中停留時間長。c．操縱容易，工藝控制簡單。雙螺桿擠出機(jī)：，價格高。，物料在擠出機(jī)中停留時間短，適合粉料加工。c．產(chǎn)量大，擠出速度快，單位產(chǎn)量耗能低。但是使用單螺桿擠出機(jī)生產(chǎn)PVC管材的企業(yè)，干混料不能直接使用，還必須經(jīng)過混煉塑化加工成粒料的工序才能進(jìn)行生產(chǎn)。而雙螺桿擠出機(jī)適合粉料加工，它可以直接使用混合好的PVC料，減少了造粒的工序，但多了廢料的磨粉工序。另外，由于雙螺桿擠出機(jī)的產(chǎn)量大，擠出速度快，一般可達(dá)到2～4米/分鐘，適合PVC塑料型材的大規(guī)模生產(chǎn)。而單螺桿擠出機(jī)一般只用作小型輔助型材生產(chǎn)，擠出速度僅為1～2米/分鐘，而且目前國產(chǎn)雙螺桿擠出機(jī)的質(zhì)量已基本達(dá)到進(jìn)口雙螺桿擠出機(jī)的水平，價格僅為進(jìn)口機(jī)的1/3～1/5。所以近年來，隨著硬PVC制品產(chǎn)量的增加，直接使用干混料加工PVC制品的雙螺桿擠出機(jī)應(yīng)用越來越廣，雙螺桿擠出機(jī)的型號日漸增多，對雙螺桿擠出理論的研究也日漸深入[3]。綜上所述，本項目采用錐型異向雙螺桿擠出機(jī)生產(chǎn)PVC管材。 PVC給水管的規(guī)格尺寸因本設(shè)計是用PVC管材做給水管使用，故PVC給水管的規(guī)格尺寸如下表所示： PVC給水管的規(guī)格尺寸管內(nèi)徑標(biāo)稱規(guī)格國內(nèi)DIN規(guī)格mminch管厚度管外徑103/8〃177。16177。151/2〃177。20177。203/4〃177。25177。251〃177。32177。321+1/4〃177。40177。401+1/2〃177。50177。502〃177。63177。652+1/2〃177。75177。803〃177。90177。1004〃177。110177。1255〃177。140177。1506〃177。160177。2008〃177。225177。25010〃177。250177。30012〃177。315第二章PVC管材生產(chǎn)原料及工藝流程及原理PVC管材主要原料PVC樹脂選擇生產(chǎn)PVC管材的原料主要是懸浮法聚合的聚氯乙烯樹脂[4]根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB／T576193《懸浮法通用型聚氯乙烯樹脂檢驗標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，懸浮法PVC分為PVCSGl到PVCSG8八種樹脂，其中數(shù)字越小，聚合度越大，分子量也越大，強(qiáng)度越高，但熔融流動越困難，加工也越困難。 我國懸浮法聚氯乙烯樹脂的型號及相關(guān)參數(shù)型號聚合溫度/℃粘度/(mL/g)K值聚合度參考用途SG1154~14477~751800~1650高級