摘要:

    通過對塑料分集水器產(chǎn)品整體的原料要求、設(shè)計(jì)要求、性能要求、配套的塑料閥門與塑料過濾器試驗(yàn)方法要求和使用壓力與溫度的關(guān)系等內(nèi)容介紹，可以了解對塑料分集水器及所用塑料閥門的密封試驗(yàn)、扭矩實(shí)驗(yàn)和疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)等基本質(zhì)量控制的要求，以利于對塑料分集水器與塑料閥門的質(zhì)量判定和采購選用。

    關(guān)鍵詞:塑料分集水器 塑料閥門 密封試驗(yàn) 疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)

    在地暖行業(yè)的快速發(fā)展下，低溫輻射地板采暖的管路及輔助系統(tǒng)的整體質(zhì)量要求也顯得越來越重要。隨著低溫輻射地板采暖系統(tǒng)在建筑工程應(yīng)用中所占比例的不斷提高，各種系統(tǒng)配套的銅分集水器、不銹鋼分集水器、塑料分集水器、恒溫控制裝置、各種材質(zhì)的閥門、過濾器和管材連接件陸續(xù)進(jìn)入到工程應(yīng)用中，如果控制不好會給使用者和整個(gè)行業(yè)都帶來不良影響。下面就塑料分集水器與塑料閥門的技術(shù)要求簡單介紹一下。

    由于塑料分集水器與塑料閥門所具有的質(zhì)量輕、耐腐蝕、不吸附水垢、可與塑料管路一體化連接、使用壽命長、生產(chǎn)效率高和安裝后不易被盜丟失等優(yōu)點(diǎn)，塑料分集水器與塑料閥門在低溫輻射地板采暖系統(tǒng)中，其在應(yīng)用方面的優(yōu)勢是其他材質(zhì)產(chǎn)品無法相提并論的。目前在國內(nèi)的塑料分集水器與塑料閥門的生產(chǎn)與應(yīng)用中，還沒有相應(yīng)的國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對其控制，造成產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。隨著銅價(jià)的上揚(yáng)，塑料分集水器與塑料閥門等產(chǎn)品也逐漸興起并擴(kuò)大了*。為了保護(hù)消費(fèi)者的權(quán)益和地暖行業(yè)的健康發(fā)展，我國塑料分集水器與塑料閥門的國家標(biāo)準(zhǔn)正在申報(bào)制定過程中。

    上用于地暖塑料分集水器的品種主要有聚丙烯、玻纖增強(qiáng)尼龍66等材質(zhì)的產(chǎn)品。目前還沒有塑料分水器的標(biāo)準(zhǔn)，但是分集水器上配套的塑料閥門需要符合標(biāo)準(zhǔn)。

    上塑料閥門的類型主要有球閥、蝶閥、止回閥、隔膜閥、閘閥和截止閥等，結(jié)構(gòu)形式主要有二通、三通和多通閥門，原料主要有ABS、PVC-U、PVC-C、PB、PE、PP和PVDF等。用于地暖的品種主要有塑料球閥和塑料截止閥。

    在塑料閥門產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)中，首先是對生產(chǎn)閥門所用原料進(jìn)行要求，其原料的生產(chǎn)廠家必須具有符合塑料管道產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的蠕變破壞曲線；同時(shí)對塑料閥門的密封試驗(yàn)、閥體試驗(yàn)、整體閥門的長期性能試驗(yàn)、疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)和操作扭矩等都進(jìn)行了規(guī)定，給出了塑料閥門的設(shè)計(jì)使用壽命為25年的要求。

    塑料過濾器要符合相同材質(zhì)的塑料管件的技術(shù)要求和滿足分集水器系統(tǒng)的使用要求。

    1.塑料分集水器、塑料閥門和塑料過濾器產(chǎn)品的技術(shù)要求

    1.1原料要求

    產(chǎn)品所選用材料應(yīng)選用符合GB/T18252-2000《塑料管道系統(tǒng)

    用外推法對熱塑性塑料管材長期靜液壓強(qiáng)度的測定》的規(guī)定。

    1.2產(chǎn)品要求

    1.2.1塑料分集水器的設(shè)計(jì)要求

    塑料主干管設(shè)計(jì)要求應(yīng)符合GB/T18991-2003《冷熱水系統(tǒng)用熱塑性塑料管材和管件》及相關(guān)材質(zhì)的管件產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

    與管路連接方式宜選擇熔接、粘接或鑲嵌件的方式，不宜采用機(jī)械縮緊的連接方式中國供熱采暖網(wǎng)。

    1.2.2塑料閥門的設(shè)計(jì)要求

    a）如果閥門僅有一個(gè)承壓方向，應(yīng)在閥體外部用箭頭標(biāo)注，對稱設(shè)計(jì)的閥門應(yīng)適合于流體雙向流動和隔離。

    b）密封部件由閥桿帶動進(jìn)行閥門的啟閉動作，應(yīng)在終點(diǎn)或中間任一位置靠摩擦力或執(zhí)行裝置進(jìn)行定位，流體壓力不能將其位置變動。

    c）根據(jù)EN736-3，閥門內(nèi)腔zui小通孔應(yīng)符合以下兩點(diǎn)：1.對于閥門上介質(zhì)流通的任一孔徑，都不應(yīng)小于閥門DN值的90%；2.對于在結(jié)構(gòu)上需要縮小介質(zhì)流通孔徑的閥門，制造者應(yīng)說明其實(shí)際zui小通孔尺寸。

    d）閥桿與閥體之間的密封應(yīng)符合EN736-3。

    e）在閥門耐磨性能方面，閥門的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮磨損部件的使用壽命，或者生產(chǎn)商應(yīng)在操作指導(dǎo)書中注明更換整個(gè)閥門的建議。

    f）所有閥門操作裝置所適用的流速應(yīng)達(dá)到3m/s。

    g）從閥門的上方看，閥門的手柄或手輪應(yīng)為順時(shí)針方向關(guān)閉閥門。

    1.2.3塑料過濾器的設(shè)計(jì)要求

    應(yīng)符合使用級別下的設(shè)計(jì)壁厚和靜液壓試驗(yàn)要求。

    1.3短期性能要求

    1.3.1塑料分集水器的要求

    塑料主干管應(yīng)滿足相應(yīng)管系列管件的靜液壓強(qiáng)度。

    1.3.2塑料閥門的要求

    短期性能在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中是屬于出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目，主要是做閥座的密封試驗(yàn)與閥體的密封試驗(yàn)，用于檢查塑料閥門的密封性能，要求塑料閥門即不能有內(nèi)泄漏（閥座泄漏）現(xiàn)象，也不能有外泄漏（閥體泄漏）現(xiàn)象。供熱采暖網(wǎng)

    閥座的密封試驗(yàn)是驗(yàn)證閥門隔離管道系統(tǒng)的性能；閥體的密封實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證閥門閥桿密封處和閥門各連接端密封處的泄漏情況。

    注：1）根據(jù)有關(guān)產(chǎn)品扭矩的規(guī)定開關(guān)閥門；

    2）zui小試驗(yàn)壓力0.05MPa；

    3）zui大試驗(yàn)壓力（PN＋0.5）MPa；

    4）閥門公稱尺寸DN≤200：zui少試驗(yàn)時(shí)間15s，DN≥250：zui少試驗(yàn)時(shí)間30s；

    5）閥門公稱尺寸DN≤50：zui少試驗(yàn)時(shí)間15s，DN≥65：zui少試驗(yàn)時(shí)間30s。

    試驗(yàn)方法：按照GB/T6111-2003《流體輸送用熱塑性塑料管材耐內(nèi)壓試驗(yàn)方法》的規(guī)定進(jìn)行。做閥座的密封實(shí)驗(yàn)時(shí)閥門應(yīng)處于全關(guān)狀態(tài)；做閥體的密封試驗(yàn)時(shí)應(yīng)使閥門處于全開位置或半開位置（例如球閥），半開時(shí)應(yīng)能使流體進(jìn)入閥桿密封位置。對于單向密封的閥門，只做一個(gè)方向的閥座密封試驗(yàn)；而雙向密封的閥門，則兩個(gè)方向的閥座密封試驗(yàn)都需要做。

    試驗(yàn)時(shí)要求排凈閥門試樣中的空氣，逐漸升高試驗(yàn)壓力，30s內(nèi)達(dá)到規(guī)定的壓力供熱采暖網(wǎng)。

    應(yīng)注意，試驗(yàn)過程中試驗(yàn)裝置不能對閥門產(chǎn)生額外的應(yīng)力。

    國外有些公司強(qiáng)調(diào)不能用壓縮氣體對塑料閥門做壓力試驗(yàn)，因?yàn)榻橘|(zhì)不同。

    1.3.3塑料過濾器的要求

    應(yīng)滿足相應(yīng)管系列管件的液壓強(qiáng)度性能要求。

    1.4長期性能要求

    1.4.1塑料分集水器的要求

    如果是熱熔連接或是粘接連接，只需要做長期的靜液壓強(qiáng)度。如果是機(jī)械縮緊連接結(jié)構(gòu)，除需要做長期靜液壓強(qiáng)度外，還需要進(jìn)行壓力循環(huán)試驗(yàn)、耐拉拔試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)和真空試驗(yàn)。

    1.4.2塑料閥門的要求

    a閥體試驗(yàn)和整體閥門長期性能試驗(yàn)在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中屬于型式檢驗(yàn)項(xiàng)目，閥體試驗(yàn)用于驗(yàn)證閥體的強(qiáng)度，整體閥門長期性能試驗(yàn)用于驗(yàn)證塑料閥門設(shè)計(jì)的整體可靠性。在試驗(yàn)過程中試驗(yàn)裝置不能對閥門產(chǎn)生額外的應(yīng)力。

    b閥體試驗(yàn)和整體閥門長期性能試驗(yàn)是將閥體和閥門按ISO12092《無增塑聚氯乙烯（PVC-U）、氯化聚氯乙烯（PVC-C）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯（ASA）管材、管件和閥門系統(tǒng)—耐內(nèi)壓—試驗(yàn)方法》的要求裝配后，進(jìn)行試驗(yàn)。

    c在閥體試驗(yàn)和整體閥門長期性能試驗(yàn)測試過程中，試樣沒有出現(xiàn)泄漏或破裂現(xiàn)象，則判定試驗(yàn)合格。試樣在試驗(yàn)結(jié)束前出現(xiàn)泄漏或破裂現(xiàn)象，則判定試驗(yàn)不合格。如果在連接處出現(xiàn)問題，則判定試驗(yàn)無效，需要重新取試樣測試。

    1.4.3

    塑料過濾器的長期性能試驗(yàn)，因?yàn)橛袚Q過濾網(wǎng)的端蓋和螺母，所以宜按內(nèi)部是95度熱水外部是室溫空氣的方式試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力按具體要求。

    1.5塑料閥門系統(tǒng)應(yīng)用的要求

    1.5.1塑料閥門疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)

    閥門應(yīng)在下列狀態(tài)進(jìn)行開與關(guān)的疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)：

    a）試驗(yàn)介質(zhì)為水，在閥門輸入端壓力為公稱壓力PN和溫度為（20±3）℃的條件下；

    b）把閥門全開，使水的流速達(dá)到（1±0.2）m/s；

    c）把閥門關(guān)閉，輸出端壓力為大氣壓；

    d）接著把閥門全開，使水的流速達(dá)到（1±0.2）m/s；

    e）循環(huán)不少于5000次。

    試驗(yàn)方法應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)后所有功能部分應(yīng)保持完好，還能滿足短期性能的密封試驗(yàn)要求。

    1.5.2扭矩試驗(yàn)

    手動閥門應(yīng)在公稱壓力和室溫條件下，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定狀態(tài)調(diào)節(jié)后進(jìn)行操作扭矩試驗(yàn)，并給出閥門全開或全關(guān)的zui大允許操作扭矩?cái)?shù)值。

    此項(xiàng)數(shù)值受部件的加工精度與裝配的影響波動較大。

    1.5.3操作允許作用力的要求

    塑料閥門的手柄或圓手輪的全開與全關(guān)的作用力。

    1.5.4連接尺寸

    a）端面-端面尺寸

    法蘭連接系統(tǒng)用閥門的端面-端面尺寸應(yīng)從下列標(biāo)準(zhǔn)中選?。?/p>

    —PN設(shè)計(jì)的法蘭參見EN558-1；

    —Class設(shè)計(jì)的法蘭參見EN558-2。

    其他類型的連接端頭，應(yīng)由生產(chǎn)商確定端面-端面尺寸。

    b）閥門連接端尺寸

    法蘭連接閥門的連接尺寸應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn)：

    —PN設(shè)計(jì)的法蘭參見EN1092-1；

    —Class設(shè)計(jì)的法蘭參見prEN1759-1:1997。

    閥門連接端的螺紋尺寸應(yīng)符合ISO7-1或ISO228-1。

    1.5.5塑料閥門與管路系統(tǒng)連接的方式有

    對焊連接：閥門連接部位外徑與管材的外徑相等，閥門連接部位端面與管材的端面相對進(jìn)行焊接；

    插口粘結(jié)連接：閥門連接部位為插口形式，與管件進(jìn)行粘結(jié)連接；

    電熔承口連接：閥門連接部位為內(nèi)徑敷設(shè)電熱絲的承口形式，與管材進(jìn)行電熔連接；

    承口熱熔連接：閥門連接部位為承口形式，與管材進(jìn)行熱熔承插連接；

    承口粘結(jié)連接：閥門連接部位為承口形式，與管材進(jìn)行粘結(jié)承插連接；

    承口橡膠密封圈連接：閥門連接部位為內(nèi)鑲橡膠密封圈的承口形式，與管材進(jìn)行承插連接；

    法蘭連接：閥門連接部位為法蘭形式，與管材上的法蘭進(jìn)行連接；

    螺紋連接：閥門連接部位為螺紋形式，與管材或管件上的螺紋進(jìn)行連接；

    活接連接：閥門連接部位為活接形式，與管材或管件進(jìn)行連接。

    一個(gè)閥門上可以同時(shí)具有不同的連接方式。

    1.6塑料閥門使用壓力與溫度的關(guān)系

    隨著使用溫度的提高，塑料閥門的使用壽命要縮短。要想保持相同的使用壽命，就需要降低使用壓力。表2給出了閥體材料的溫度等級系數(shù)fr。

    2.問題探討

    2.1

    塑料分集水器主要有全塑料制品和部分塑料制品兩部分，部分塑料制品的產(chǎn)品要注意金屬部件與塑料的結(jié)合強(qiáng)度和密封可靠性。

    2.2塑料管材與塑料閥門的公稱尺寸、公稱壓力標(biāo)注方式不一致。塑料管材的公稱尺寸用dn表示，塑料閥門的公稱尺寸用DN表示；用于冷熱水的塑料管材不允許標(biāo)注公稱壓力PN，標(biāo)注管系列S根據(jù)使用條件級別選擇使用壓力，而塑料閥門則標(biāo)注公稱壓力PN，用溫度等級系數(shù)fr來選擇使用溫度。

    2.3在標(biāo)準(zhǔn)中沒有規(guī)定不同規(guī)格閥門扭矩的大小，僅給出手柄長度（或手輪直徑）與作用力的要求，是不能保證閥門產(chǎn)品扭矩質(zhì)量的，因?yàn)樯a(chǎn)者可以用加長手柄長度（或手輪直徑）的方法使不合格品變?yōu)楹细衿贰?/p>

    2.4PP-H設(shè)計(jì)應(yīng)力бs為5MPa，現(xiàn)在上一些原料的設(shè)計(jì)應(yīng)力бs已經(jīng)提高到6.3MPa或8MPa，在設(shè)計(jì)強(qiáng)度上的選擇相對其他原料品種而言有些保守。

    2.5

    縮徑閥門的zui小通徑?jīng)]有給出不同規(guī)格zui小尺寸的定量要求，僅要求生產(chǎn)廠家標(biāo)明。這就使得一些廠家閥門縮徑過多的產(chǎn)品相對同規(guī)格產(chǎn)品就顯得結(jié)構(gòu)緊湊，但會造成管路系統(tǒng)局部阻力增大?？s徑閥門zui小通徑尺寸在金屬閥門標(biāo)準(zhǔn)中有規(guī)定。

    3.結(jié)論

    只要選擇原料和產(chǎn)品控制都按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行，塑料分集水器與塑料閥門完夠滿足地暖的塑料管路系統(tǒng)的使用要求。