第一章 塑料管道产品 1
第一节 塑料管道分类及简介 1
一、按照塑料材料的品种分类 1
二、按照塑料管道的结构特征分类 6
三、按照管道材质组成分类 11
四、按照塑料管道的成型方法分类 14
五、按照管内运行介质是否带压运行分类 14
六、塑料管道应用领域与用量 15
第二节 聚烯烃管道 16
一、聚烯烃管道在塑料管道领域的位置 16
二、聚烯烃管道在我国迅速发展的推动力 17
第三节 塑料管道系统的术语 21
一、几何定义 21
二、与材料有关的定义 22
三、与使用条件有关的定义 23
四、常见塑料管材料的名称缩写 23
第四节 聚乙烯(PE)管道 24
一、聚乙烯管道概述 24
二、聚乙烯(PE)燃气管 27
三、聚乙烯(PE)给水管 29
四、管件与管道的连接方法 31
第五节 聚丙烯(PP)管道 32
一、聚丙烯管道概述 32
二、建筑物内冷热水系统用聚丙烯管 33
三、管件与管道的连接方法 35
第六节 聚丁烯(PB)管道 36
一、聚丁烯(PB)管道概述 36
二、建筑物内冷热水系统用聚丁烯管 37
三、管件与管道的连接方法 38
第七节 交联聚乙烯(PEX)管道 39
一、交联聚乙烯管道概述 39
二、建筑物内冷热水系统用交联聚乙烯管 40
三、管件与管道的连接方法 42
第八节 铝塑复合管 42
一、铝塑复合管概述 42
二、铝塑复合管产品与标准 45
第二章 制管原材料 48
第一节 管材料概述 48
一、聚烯烃管材料的组成 48
二、管材级原料的等级分类与命名 52
第二节 聚乙烯 55
一、聚乙烯树脂合成与概况 55
二、聚乙烯管材料的类型与发展 57
三、聚乙烯管材料的性能要求 59
四、影响聚乙烯压力管材料性能的结构因素 64
五、我国的聚乙烯管材树脂 74
第三节 聚丙烯 75
一、聚丙烯树脂的合成与概况 75
二、聚丙烯管材料的类型与发展 77
三、聚丙烯管材料的性能要求 77
四、影响聚丙烯管材料性能的结构因素 80
五、我国的聚丙烯管材树脂 82
第四节 聚丁烯 83
一、聚1-丁烯(PB)树脂 83
二、聚丁烯管材料 84
第三章 聚烯烃管材挤出成型设备 86
第一节 概述 86
一、管材的挤出成型 86
二、挤出机的类型及选择 87
第二节 单螺杆挤出机 88
一、单螺杆挤出机的基本结构参数 88
二、螺杆 90
三、机筒 98
四、加料装置 101
五、驱动系统 102
六、控制系统 104
第三节 聚烯烃管材挤出系统 105
一、常规挤出系统 106
二、强制喂料的IKV系统 108
三、聚烯烃管材的直接挤出 114
第四节 机头机件 115
一、聚烯烃管机头的结构类型 116
二、聚烯烃管材挤出机头的设计与结构参数 119
三、多孔板和过滤网 123
四、机头小车 124
五、口模的调节 124
六、拥有共挤单元的聚烯烃管材机头 125
七、聚烯烃管材挤出机头的选择 125
第五节 定型及冷却装置 127
一、定径方法 127
二、内径定型 127
三、外径压力定型 128
四、外径真空定型 129
五、真空冷却槽 134
六、总冷却长度 137
第六节 其他下游及辅助设备 138
一、下游设备 138
二、生产辅助设备 142
第七节 聚烯烃管材的高性能挤出设备 146
一、高效能的挤出系统 146
二、管材挤出的下游设备 147
三、挤出过程自动化的实现 148
四、高性能挤出的其他设备 151
第四章 聚烯烃管材挤出成型工艺 153
第一节 塑料在挤出系统中的运动原理 153
一、热塑性塑料在不同温度下的三态变化 153
二、聚烯烃的聚集态结构与热力学性质 155
三、物料在挤出系统中的流动理论 158
四、聚烯烃熔体的流变性质 164
第二节 单螺杆挤出机的生产能力 166
一、常规挤出系统的生产能力 166
二、IKV挤出系统的生产能力 168
第三节 挤出机的工作图与挤出机操作 170
一、党规挤出系统 170
二、IKV挤出系统 173
第四节 聚烯烃管材挤出成型工艺控制 174
一、原材料的预处理 174
二、温度控制 175
三、压力控制 180
四、真空定型 180
五、冷却 181
六、螺杆转速与挤出速度 182
七、牵引速度 183
八、管材的在线质量控制与后处理 184
第五节 几个管材成型问题的探讨 184
一、管材的定径与冷却 184
二、挤出管材的各向异性 190
三、熔垂 191
四、内应力 193
第六节 聚烯烃管材挤出异常现象分析 197
一、熔体的弹性效应对成型加工的影响 197
二、聚烯烃管材生产中常见问题 199
第五章 交联管及复合管的制造 203
第一节 交联聚乙烯(PEX)管的制造 203
一、聚乙烯的交联工艺分类 203
二、物理交联 203
三、化学交联 204
四、交联方法的比较与生产管子的方法 210
五、一步法交联聚乙烯管材的生产 212
六、两步法生产交联聚乙烯管子 216
第二节 铝塑复合管的制造 219
一、原材料 219
二、成型工艺 220
第六章 塑料管件的制造 230
第一节 管件的种类概述 230
第二节 管件的注塑 230
一、注塑机 231
二、模具与制品 237
三、管件注塑成型过程与工艺 241
四、塑料管件的尺寸精度 251
第三节 管件的焊制 255
一、管件类型 255
二、焊制工艺与设备 256
三、异常现象及解决方法 259
第四节 聚烯烃管件的其他成型方法 259
一、车削成型 259
二、聚乙烯的滚塑成型 260
三、其他方法 263
第七章 聚烯烃管的性质 264
第一节 聚烯烃管的力学性质 264
一、塑料管道区别于金属管道的力学性能表现 264
二、聚烯烃管的主要力学性能 268
第二节 长期静液压强度与塑料管的寿命 271
一、塑料管耐内液压试验方法 271
二、塑料管内液压荷载下的强度与时间曲线的基本形式 273
三、静内液压载荷下塑料管应力-寿命关系理论与模型 276
四、标准回归法 279
五、如何表征塑料管长期静液压强度 283
六、聚烯烃管的长期静液压强度曲线 283
七、聚烯烃热水管长期性能的研究 290
八、耐内液压试验方法的变化与应用 293
第三节 损伤的积累与塑料管的寿命 293
一、塑料材料的疲劳破坏 293
二、积累的损伤模式与Miner规则 294
三、Miner规则的应用 295
第四节 塑料管材蠕变与松驰的力学特征 296
第五节 塑料管道的力学破坏研究 301
一、塑料管道力学破坏研究的理论基础——聚合物的断裂和强度理论 301
二、聚烯烃管的破坏形式 303
三、聚乙烯管的慢速裂纹增长与环境应力开裂 304
四、塑料管快速裂纹扩展(RCP) 318
第六节 塑料管道的理化性质 331
一、耐腐蚀性能 331
二、耐老化性能 343
三、热性能 346
四、耐磨损性能 349
五、塑料管的卫生性 349
六、塑料管的气体渗透性 351
七、可燃性 352
第八章 塑料管道系统的设计 353
第一节 引言 353
第二节 水力设计 354
一、概述 354
二、圆管内的流态和影响水头损失的因素 356
三、水头损失计算的一般方法 360
四、热塑性塑料管压力管的水头损失计算 363
五、热塑性塑料重力自流管道的水力计算 371
第三节 静内液压力载荷的ISO方程 377
一、环向应力或周向应力(σ1)分析 377
二、轴向应力(σa)分析 378
三、径向应力(σr)分析 379
四、ISO方程 380
第四节 热塑性塑料压力管材标准化结构设计 380
一、常温使用热塑性塑料压力管材标准化结构设计 381
二、建筑物冷热水系统用热塑性塑料管材标准化结构设计 385
第五节 如何确定内压承载能力 388
一、管内介质和寿命要求的影响 389
二、安全度要求 390
三、温度对塑料管内压承载能力的影响 390
四、水锤压力 393
五、快速裂纹扩展 399
六、建筑内热水管的内压承载能力的确定 399
第六节 外液压载荷 401
第七节 塑料管道埋地设计 405
一、埋地管道设计的柔性管理论 405
二、塑料管道埋地设计依据 408
三、塑料管埋地设计准则 428
第八节 热应力与收缩应力 440
一、理论伸缩量及理论热应力 440
二、塑料管道系统热效应设计 441
第九节 塑料管道的纵向弯曲 443
一、塑料管道允许的最小曲率半径 443
二、塑料管道弯曲的几种情况 445
第九章 聚烯烃管道的连接 448
第一节 塑料管道连接方法概述 448
一、塑料管道常用连接方法 448
二、聚烯烃管道熔接原理 449
第二节 热熔连接 450
一、热熔对接原理与模型 450
二、焊接设备 451
三、焊接方法及步骤 452
四、焊接工艺 453
五、热熔对接接头的质量与检验 460
六、鞍形热熔连接 471
第三节 电熔连接 473
一、电熔连接技术概述 473
二、电熔管件 475
三、电熔连接机具 482
四、电熔连接方法与步骤 483
五、焊接工艺过程 484
六、电熔接头的质量与检验 488
第四节 热熔套接 492
第五节 钢塑过渡连接 495
一、聚烯烃法兰接头 496
二、预制钢塑转换管件 500
第六节 机械连接 501
一、PE、PP管的机械连接 501
二、交联聚乙烯管道的机械连接 501
三、铝塑复合管的机械连接 504
四、PB管的机械连接 505
第七节 结构壁管的连接 506
第八节 系统的适用性 507
一、连接方法与系统适用性评价 507
二、系统适用性的试验方法 508
三、冷热水管系统的适用性试验 514
第十章 管道工程安装 516
第一节 地上塑料管道工程 516
一、概述 516
二、设计中主要考虑的因素 516
三、管道铺设设计 518
第二节 埋地管道工程 523
一、沟槽 523
二、管道基础 523
三、管道安装 524
四、沟槽回填 525
五、压力管道的固定 526
第三节 建筑内塑料压力管道工程 530
一、管材的选用问题 531
二、管道的敷设布置 532
三、热补偿 532
四、管道的固定 535
五、塑料管的保温 537
六、管道的弯曲 537
第四节 水下塑料管道工程 538
一、管路的压载设计 538
二、聚乙烯管的水下安装 541
第五节 低温地板辐射采暖 542
一、概述 542
二、低温地板辐射采暖机理及特点 543
三、地板辐射采暖设计 545
四、地板辐射采暖的施工安装 547
第六节 非开挖施工技术 548
一、聚乙烯管道与非开控技术 549
二、定向钻进与导向钻进 550
三、爆管或胀管法 559
四、传统内衬法 560
五、改进内衬法 563
第七节 管道水压试验 564
一、塑料管道水压试验的特殊考虑 565
二、给水管的水压试验方法——压差法 565
三、Janson严密性试验 568
附录 571
附录一 塑料管国际标准目录(ISO TC 138) 571
附录二 塑料管材、管件国家标准目录 581
附录三 常用单位换算 583
主要参考文献 587