管材与管材检测方法的探讨

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摘 要：下文根据自己本人在管材检测方面的经验，结合管材检测的规定和标准，主要阐述管材检测涉及到的主要参数、以及识别劣质管材的简单方法。

关键词：管材 质量 检测

中图分类号：TU821 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（c）-0067-02

管材在我们的生活中被广泛的用于给水与排污，由上水管道组成城市的给水管网，由下水管道组成排水系统，排污去垢，清洁我们的生活。但家中漏水、路面塌陷、大面积停水等意外往往又给生活带来很多不便，其中有很多是由管道惹的祸。其中有部分原因是安装、设计的问题，主要还是管道的质量不合格引发的。检测能科学公正的还原管材质量的本质，检测的依据即产品生产标准，相当于照妖镜，真假好坏在其跟前原形毕露。

1 管材的分类

按用途分可分为给水管、排水管与供电管道。给水管又分为冷热水用聚丙烯管道系统（GB/T18742.1～3-2002）和给水用聚乙烯（PE）管材（GB/T13663-2000）；排水管按材质不同主要有硬聚氯乙烯（PVC-U）排水管材（GB/T5836.1-2006）、管件（GB/T5836.2-2006）、聚丙烯消音管材（）、埋地用硬聚氯乙烯（PVC-U）双壁波纹管材（GB/T18477-2007）、埋地用聚乙烯（PE）双壁波纹管材（GB/T19472.1-2004）、埋地用硬聚氯乙烯（PVC-U）加筋管材（QB/T2782-2006）与各种螺旋消音管等。供电管道有聚丙烯（MPP）管、埋地用氯化聚氯乙烯PVC-C电工套管（QB/T2479-2000）、高密度聚乙烯管、梅花管等。万变不离其终，都是人造的化学管道，给水的还要多一项即符合饮用水卫生许可要求，管材质量的好坏只有通过检测才能分辨。

2 常规管材的检测

常规管材即硬聚氯乙烯（PVC-U）排水管，是我们生活中常见的户外落水管或室内卫生间排污管道，其直径通常有DN110、DN75、DN50等。需要检测的主要参数有：外观、壁厚、密度、维卡软化温度、纵向回缩率、二氯甲烷浸渍试验、拉伸屈服强度、落锤冲击试验等俗话说外行看热闹，内行看门道。对于管材的优劣，我简单的总结一下即：看、摸、掂一下。

（1）看。到眼即是管材的外观。管材内外壁应该光滑，不允许有气泡、裂口和明显的痕纹、凹陷、色泽不均及分解变色线。有缺陷的管材暗淡无光、有斑点、内壁有气孔。现有新工艺生产的管材，即内外壁很光滑，但就只有一层皮，两层皮之间的夹层有明显色差。其质量也差，因为硬聚乙烯在管材截面中的不均匀布置，且其他参料多，主要是内部。

（2）摸。摸上去光滑、不扎手。假如上面有灰尘，马上会沾到你手上显出管材的釉面，证明该管材质量可以。假如摸上去毛乎乎的，手上有粉沫状颗粒，露出灰蒙蒙的表面，表明该管材质量有点悬。

（3）掂一下。简单的说管材是由塑料（硬聚乙烯）与参和料组成。每个厂家都有保密的配方，也就生成了各种名牌。掂一下，不是掂厂家的配方而是掂管材的重量。重量轻则说明塑料成份多；重则说明参和料多。参和料主要是CaCO3俗称石粉，密度远大于硬聚乙烯。其影响在低温时更为明显，石粉与塑料因温度影响产生不同程度的收缩，如遇到外力撞击，极易破裂。某些消费者会想：石粉多少钱一吨？塑料多少钱一吨？

下面再从科学的角度来分析一下管材的检测过程。

密度是GB/T5836.1-2006《建筑排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材》中一个新增项目。密度要求管材成分中的硬聚氯乙烯按一定比例分布，参料过多或过少都会影响管材质量，密度一般是1350g/m3～1550g/m3。如参料石粉过多，密度会偏大，密度不符合要求的同时管材中各成分的粘聚力偏小，抗拉强度往往也不符合要求。抗拉强度是先在管材不同位置取样，制成哑铃状试件，然后经过标准环境的调节之后，用电子拉力机以5 mm/s的速度均速拉伸试件，直至试件断裂。密度过大的试件由于分子间的粘结力小，无塑化变形过程且拉伸强度要比规范要求低10～20MPa。密度合格的试件有一个明显的塑化变形时间段，试件会被拉伸得很长，断裂时外侧边缘会崩掉一小块，形成缺口，且抗拉强度能达到40 MPa以上。

二氯甲烷浸渍试验是对管材塑化程度与均一性的检测。随着自然界空气质量的变差，酸雨的增多，缩短了管材的使用寿命。简单的说二氯甲烷浸渍是对管材组成与抗化学腐蚀性能的检验。表面没有变化或极轻微变化表明管材塑化程度好。如表面变化劣于4 L则表明管材质量差，抗腐蚀性能差。

纵向回缩率是把管材试件放入150 ℃高温的烘箱中，恒温30 min，取出等降温至20 ℃后，观察试件表面变化情况。100 mm的间距中变化一般小于3%，即为合格。

维卡软化点的检测是对管材升温过程中，局部耐压性能的判定。规范要求对管材试件进行等速加温，尖针在重力作用下，插入管材1 mm，外部的温度为管材的微卡软化点。微卡软化点如大于78 ℃，管材合格。

落锤冲击试验是以规定质量和尺寸的落锤从规定高度冲击试验样品上规定的部位，即可测出该批产品的真实冲击率。冲击试验过程中试件要载0℃时水浴中调节30 min，载空气中30 s内完成，是考验管材低温抗击打能力。

给水用PPR管的静液压实验是通过仪器对试件施加环向压应力，如管材无破裂、无渗漏则管材合格。（可加）

随着科技的发展，常规管材又衍生出一系列的螺旋消音管。其主要特点是在内壁增加螺旋筋，当水流顺着管壁往下流时，由于螺旋筋的作用改变了水的流向，降低了冲击管壁的噪音，同时由于增加了螺旋筋，还改善了管材的一些其他性能。总之根据检测规范的要求，对相应的管材进行物理、化学性能的检测，符合要求后才能流入市场。

3 埋地管材的检测

上面谈到的是常规管，大多是地面以上的，下面解析一下埋地管，它主要是埋于地下，施工中一般先开挖，再按规范埋置管道，最后回填土方。其大致可分为柔性管与刚性管。刚性管包括混凝土管、钢筋混凝土管、球墨管、钢管等；柔性管按用途可分为2种：第1种最常见，主要用于市政埋地排污、排水用管道，主要成份是硬聚氯乙烯、聚乙烯等。他们都具有埋地环境下有合适强度和刚度、重量轻、使用寿命长、便于铺设安装的特点。第2种是自来水管中的给水管：如聚乙烯PPR管、PE管等。它的主要成份还关系到我们引用水质的安全问题。

管材质量不过关给社会带来许多危害。例如重复投资，某工地去年刚完工的管线，启用不到一年，管道因多处破裂不得不重新开挖铺设。常州大学城某宿舍、教学楼因给水管爆裂出现大面积停水，食堂吃饭都成了问题。管材的质量差，对人生命构不成危险，往往不会引起人们的重视，但它与我们的生活息息相关，会给我们带来不必要的麻烦与金钱的损失。

管材检测应在管材进入工地后，随机抽取样品，业主、监理封样后送检。检测程序应在施工进行前进行。

环刚度与环柔性是检测埋地排污、排水管的重要指标。也是1组相对矛盾的指标。环刚度检测是将试样水平放置，按管材的直径确定平板的压缩速度，用两个互相平行的平板垂直方向对试样施加压力。在变形时产生反作用力，用管件截面直径方向变形量为0.03di（管材试样内径）时的力值计算环刚度。简单的说环刚度要求管材有一定强度，抵抗变形，而环柔性则要求管材有一定的韧性，当变形量为30%Di（管材外径）时不开裂，随着卸载，管材能回弹并保持圆滑弯曲，无反向变形。

烘箱试验是把管材放入烘箱中，管壁不能与烘箱壁接触，在规定温度（135 ℃）作用一段时间，取出放在20 ℃的室温中观察管材变化。如管材开裂、分层则该组管材不合格。

落锤冲击试验过程与常规管材的相同，只是锤头、高度不同，都是要求真实冲击率（TIR）小于等于10%，为合格。

通过以上方法对管材进行检测，发现有些管材搀加了大量的CaCO3。国家标准对CaCO3的掺量要求少于20%，粒径小于3微米，目的是改善管材的力学性；PVC的含量至少要80%以上，提高管材的耐久性与抗腐蚀性。过多的CaCO3会使管材有好的刚度，但环柔性、抗冲击性能、耐腐蚀性能差。假如少量的PVC颗粒包裹着CaCO3，CaCO3则很容易被管道中流动的污水溶解并带走，留下絮状支架。这也是刚完工的管线，启用不到一年，管道因多处破裂不得不重新开挖铺设的原因所在。

检测只是一种方法，只有通过科学公正的检测材能发现劣质管材的质量问题，并给业主把好质量关。对于管材的购买者来说，切莫贪图便宜，一分钱一分货，人无远虑，必有近忧。对于管材的生产者来说，质量是企业的生存之本，劣质低价也许能获得眼前利益，但会损害企业品牌的价值。相信中国制造会越走越远，也希望质检部门加大现场抽查的力度，使劣质产品无处藏身。

参考文献

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