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在建筑中的應用塑料閥門與分集水器
      
    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)進入到工程應用中，如果控制不好會給使用者和整個行業(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，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)與應用中，還沒有相應的國家或行業(yè)標準對其控制，造成產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。隨著銅價的上揚，塑料分集水器與塑料閥門等產(chǎn)品也逐漸興起并擴大了市場占有率。為了保護消費者的權(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準正在申報制定過程中。
    國際上用于地暖塑料分集水器的品種主要有聚丙烯、玻纖增強尼龍66等材質(zhì)的產(chǎn)品。目前還沒有塑料分水器的國際標準，但是分集水器上配套的塑料閥門需要符合國際標準。
    國際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)品的國際標準中，首先是對生產(chǎn)閥門所用原料進行要求，其原料的生產(chǎn)廠家必須具有符合塑料管道產(chǎn)品標準的蠕變破壞曲線；同時對塑料閥門的密封試驗、閥體試驗、整體閥門的長期性能試驗、疲勞強度試驗和操作扭矩等都進行了規(guī)定，給出了塑料閥門的設(shè)計使用壽命為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)計要求
    塑料主干管設(shè)計要求應符合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)品標準。
    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)計要求
    a）如果閥門僅有一個承壓方向，應在閥體外部用箭頭標注，對稱設(shè)計的閥門應適合于流體雙向流動和隔離。
    b）密封部件由閥桿帶動進行閥門的啟閉動作，應在終點或中間任一位置靠摩擦力或執(zhí)行裝置進行定位，流體壓力不能將其位置變動。
    c）根據(jù)EN736-3，閥門內(nèi)腔最小通孔應符合以下兩點：1.對于閥門上介質(zhì)流通的任一孔徑，都不應小于閥門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，制造者應說明其實際最小通孔尺寸。
    d）閥桿與閥體之間的密封應符合EN736-3。
    e)在閥門耐磨性能方面，閥門的設(shè)計應考慮磨損部件的使用壽命，或者生產(chǎn)商應在操作指導書中注明更換整個閥門的建議。
    f）所有閥門操作裝置所適用的流速應達到3m/s。
    g）從閥門的上方看，閥門的手柄或手輪應為順時針方向關(guān)閉閥門。
    1.2.3塑料過濾器的設(shè)計要求
    應符合使用級別下的設(shè)計壁厚和靜液壓試驗要求。
    1.3短期性能要求
    1.3.1塑料分集水器的要求
    塑料主干管應滿足相應管系列管件的靜液壓強度。
    1.3.2塑料閥門的要求
    短期性能在產(chǎn)品標準中是屬于出廠檢驗項目，主要是做閥座的密封試驗與閥體的密封試驗，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)
    閥座的密封試驗是驗證閥門隔離管道系統(tǒng)的性能；閥體的密封實驗是驗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）最小試驗壓力0.05MPa；
    3）最大試驗壓力（PN＋0.5）MPa；
    4）閥門公稱尺寸DN≤200：最少試驗時間15s，DN≥250：最少試驗時間30s；
    5）閥門公稱尺寸DN≤50：最少試驗時間15s，DN≥65：最少試驗時間30s。
    試驗方法：按照GB/T6111-2003《流體輸送用熱塑性塑料管材耐內(nèi)壓試驗方法》的規(guī)定進行。做閥座的密封實驗時閥門應處于全關(guān)狀態(tài)；做閥體的密封試驗時應使閥門處于全開位置或半開位置（例如球閥），半開時應能使流體進入閥桿密封位置。對于單向密封的閥門，只做一個方向的閥座密封試驗；而雙向密封的閥門，則兩個方向的閥座密封試驗都需要做。
    試驗時要求排凈閥門試樣中的空氣，逐漸升高試驗壓力，30s內(nèi)達到規(guī)定的壓力供熱采暖網(wǎng)。
    應注意，試驗過程中試驗裝置不能對閥門產(chǎn)生額外的應力。
    國外有些公司強調(diào)不能用壓縮氣體對塑料閥門做壓力試驗，因為介質(zhì)不同。
    1.3.3塑料過濾器的要求
    應滿足相應管系列管件的液壓強度性能要求。
    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度。如果是機械縮緊連接結(jié)構(gòu)，除需要做長期靜液壓強度外，還需要進行壓力循環(huán)試驗、耐拉拔試驗、彎曲試驗和真空試驗。
    1.4.2塑料閥門的要求
    a閥體試驗和整體閥門長期性能試驗在產(chǎn)品標準中屬于型式檢驗項目，閥體試驗用于驗證閥體的強度，整體閥門長期性能試驗用于驗證塑料閥門設(shè)計的整體可靠性。在試驗過程中試驗裝置不能對閥門產(chǎn)生額外的應力。
    b閥體試驗和整體閥門長期性能試驗是將閥體和閥門按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—試驗方法》的要求裝配后，進行試驗。
    c在閥體試驗和整體閥門長期性能試驗測試過程中，試樣沒有出現(xiàn)泄漏或破裂現(xiàn)象，則判定試驗合格。試樣在試驗結(jié)束前出現(xiàn)泄漏或破裂現(xiàn)象，則判定試驗不合格。如果在連接處出現(xiàn)問題，則判定試驗無效，需要重新取試樣測試。
    1.4.3
    塑料過濾器的長期性能試驗，因為有換過濾網(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，試驗壓力按具體要求。
    1.5塑料閥門系統(tǒng)應用的要求
    1.5.1塑料閥門疲勞強度試驗
    閥門應在下列狀態(tài)進行開與關(guān)的疲勞強度試驗：
    a)試驗介質(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，使水的流速達到（1±0.2）m/s；
    e)循環(huán)不少于5000次。
    試驗方法應符合標準規(guī)定,疲勞強度試驗后所有功能部分應保持完好，還能滿足短期性能的密封試驗要求。
    1.5.2扭矩試驗
    手動閥門應在公稱壓力和室溫條件下，按標準規(guī)定狀態(tài)調(diào)節(jié)后進行操作扭矩試驗，并給出閥門全開或全關(guān)的最大允許操作扭矩數(shù)值。
    此項數(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-端面尺寸應從下列標準中選�。�
    —PN設(shè)計的法蘭參見EN558-1；
    —Class設(shè)計的法蘭參見EN558-2。
    其他類型的連接端頭，應由生產(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符合以下標準：
    —PN設(shè)計的法蘭參見EN1092-1；
    —Class設(shè)計的法蘭參見prEN1759-1:1997。
    閥門連接端的螺紋尺寸應符合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，與管材或管件進行連接。
    一個閥門上可以同時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注公稱壓力PN，標注管系列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在國際標準中沒有規(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，因為生產(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?
    2.4PP-H設(shè)計應力бs為5MPa，現(xiàn)在國際上一些原料的設(shè)計應力бs已經(jīng)提高到6.3MPa或8MPa，在設(shè)計強度上的選擇相對其他原料品種而言有些保守。
    2.5
    縮徑閥門的最小通徑?jīng)]有給出不同規(guī)格最小尺寸的定量要求，僅要求生產(chǎn)廠家標明。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。縮徑閥門最小通徑尺寸在金屬閥門標準中有規(guī)定。
    3.結(jié)論
    只要選擇原料和產(chǎn)品控制都按照相關(guān)的國際標準與國家標準規(guī)定進行，塑料分集水器與塑料閥門完全能夠滿足地暖的塑料管路系統(tǒng)的使用要求。

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