工地上因pe管“爆管”返工,十有八九是公稱壓力選錯(cuò)。PE管看似只是黑色塑料管,卻藏著溫度、介質(zhì)、時(shí)間、環(huán)境、安全系數(shù)五重變量;忽視任何一點(diǎn),都會讓設(shè)計(jì)壓力瞬間打折,留下漏水、爆管的隱患。先弄清一個(gè)概念:公稱壓力(PN)是管材在20℃水環(huán)境下連續(xù)使用50年的最大允許壓力,一旦溫度升高或介質(zhì)變化,就得重新折算。下面把現(xiàn)場最容易踩坑的五個(gè)因素拆開講,照著核對,基本不會出錯(cuò)。
一、輸送介質(zhì):水、氣、化工溶液的“腐蝕指數(shù)”不同
PE80、PE100對酸堿鹽有優(yōu)異耐受性,但遇上含氯消毒劑、芳香烴或油類,分子鏈仍會被侵蝕,導(dǎo)致應(yīng)力開裂。若介質(zhì)含強(qiáng)氧化劑,建議把設(shè)計(jì)壓力下調(diào)20%,或選用更高等級PE100-RC抗開裂料,并提高PN余量。
二、工作溫度:溫度每升高10℃,承壓能力下降約12%
20℃基準(zhǔn)線,30℃時(shí)只能拿0.87倍壓力,40℃時(shí)只剩0.74倍。南方屋頂明裝、北方地暖回填、溫泉尾水排放,常年運(yùn)行溫度40~50℃并不罕見。選型時(shí)先把最高水溫摸準(zhǔn),再按ISO 13761溫度折減系數(shù)表換算,把算出的壓力值向上圓整到標(biāo)準(zhǔn)PN等級,切忌“四舍五入”省小錢。
三、使用系數(shù):設(shè)計(jì)壽命50年≠自家項(xiàng)目也用50年
市政主干管要求50年,廠區(qū)循環(huán)水可能10年就改造。壽命縮短,允許環(huán)應(yīng)力可提高,但多數(shù)設(shè)計(jì)師仍按50年系數(shù)1.25執(zhí)行,結(jié)果管壁過厚、造價(jià)飆升。正確做法:先確定項(xiàng)目設(shè)計(jì)壽命,查表得對應(yīng)最小要求強(qiáng)度(MRS),再除以實(shí)際使用系數(shù),得到經(jīng)濟(jì)又安全的PN值,一般可降0.2~0.4MPa,節(jié)省材料費(fèi)15%以上。
四、安裝環(huán)境:埋地、橋架、穿路、盾構(gòu),每種工況都在“打折”
埋深超過5米、上方重載車流、盾構(gòu)推進(jìn)震動,都會讓PE管承受額外靜載與動載。規(guī)范要求在外壓較高地段,將公稱壓力提高一個(gè)等級,或采用SDR11系列鋼管護(hù)套。若穿路無法加鋼護(hù),建議直接選PN16,而不是常規(guī)PN10,防止后期地面沉降造成橢圓變形、接口拔脫。
五、沖擊與水錘:泵閥啟停一瞬間,壓力可翻3倍
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山區(qū)輸水、高層二次加壓、大口徑長管線,水錘峰值常達(dá)正常壓力2.5~3倍。若按靜態(tài)壓力選PN10,水錘一來直接爆表。穩(wěn)妥做法:計(jì)算水錘壓力后,乘以1.4安全系數(shù),再與靜態(tài)壓力比較,取兩者較高值作為最終PN。若預(yù)算有限,可在泵房加裝緩閉止回閥、氣壓罐,把水錘降到1.2倍靜態(tài)壓力以內(nèi),再選PN12.5即可,既安全又省錢。
現(xiàn)場3分鐘速查表
1. 最高水溫≤20℃,介質(zhì)自來水,埋深≤2米,無重載,設(shè)計(jì)壽命50年——直接選PN10;
2. 最高水溫40℃,化工尾水,埋深4米,偶爾重載——溫度折減0.74,重載升一級,最終選PN16;
3. 山區(qū)揚(yáng)程120米,泵房無水錘保護(hù)——靜壓1.2MPa,水錘2.4MPa,乘安全系數(shù)1.4得3.36MPa,向上圓整選PN40。
記住一句話:公稱壓力不是“寫多少就扛多少”,而是“在最惡劣的工況下依舊扛得住”。把介質(zhì)、溫度、壽命、環(huán)境、水錘五個(gè)變量一次性算清,PE管就不會再因壓力選錯(cuò)而爆管,項(xiàng)目驗(yàn)收也能一次通過。