摘要：通过设计工作中实践经验,针对PVC管的性能及特性,重点介绍了PVC管在管线设计中应注意的几点问题。

关键词：抗拉强度 弹性系数 内外压强度 水头损失 流量 伸缩量 支撑间距

　　PVC管(全称聚氯乙烯塑胶硬质管)的应用，始于第二次世界大战后的1940年，由欧洲、美国、日本等工业国家相继开发、推广。在我国近二、三十年来，因建筑业、工商业及农渔业的蓬勃发展，由于PVC管具有优异的特性及符合经济实用的价值，促使其使用量与日俱增，在建筑工程、一般土木工程、自来水工程、下水道工程、电讯工程、农渔业工程等，皆普遍、广泛应用。笔者在几年的设计工作中大量接触到有关PVC管的管线设计，特总结出以下几点应注意的问题，与大家共同探讨。

1. PVC管的抗拉强度

　　1.1 PVC管的抗拉强度，是将试片以10mm/min的拉引速度，测定其断裂时最大荷重，除以试片的最小断面积而得。

　　1.2 PVC管的抗拉强度与温度的高低变化有密切的关系，温度提高时, 抗拉强度、弹性系数会相对的降低;温度降低时, 抗拉强度、弹性系数会提高，而温度低于0℃时会逐渐有脆性现象，故在管线设计上需留意温度的条件。

　　1.3 参照图1，是PVC管的抗拉强度与温度的关系曲线图，温度在20℃时， 抗拉强度可达530kg/cm²，如在40℃时，则会降至400kg/ cm²。

　　1.4　图2为PVC管长期间负荷后的抗拉强度变化曲线，该曲线与疲劳曲线很相似，但当其负荷时间延长时，其强度则随时间的增长而逐渐降低，伸长率则有增加的趋势，因此PVC管在管线设计上仍需考虑到长期使用的强度变化问题。

　　1.5　参照图2，PVC管的强度虽然随负荷时间而减低，但其减低率亦随时间的增加而越来越小，约到1000小时后几乎不再减低。其长期抗拉强度约为瞬间抗拉强度的1/2，此强度既是PVC管的长时间强度，或持久性强度，是一般设计的依据。

　　1.6 PVC管的设计使用年限，均依据图2的关系曲线设定为50年，但如果 PVC管埋在地下而不露出配管，其寿命应可超过50年。

2. PVC管的弹性系数（杨氏系数）

　　2.1　材料的应力与所产生变化之比，称为“弹性系数”，公式: E=S/△。

　　2.2　弹性系数的测定方法，除可由荷重试验依上式计算外，也可用振动方式作间接测定，图1的弹性系数曲线是由振动方式测定所得的结果。该弹性系数与温度的关系曲线上，有两个转移点，第一次转移点显示PVC管开始软化，第二次转移点因其极限伸长率渐小，强度增加，但是延性渐消失，冲击强度变弱，开始有脆性发生。

　　2.3 PVC管在常温的弹性系数约2.8~3.4×10⁴kg/cm²，在外压强度的计算上，一般采用3╳10⁴kg/cm²。

3. PVC管的内压强度

　　3.1 PVC管瞬间的爆破水压，可由下列Naday式计算获得。

PB=2tf/Dm=2tf/（D-t）=4tf/（D+d）

　　　式中： PB：瞬间的爆破水压（kg/cm²）

　　　　　　　　f：抗拉强度（一般采用500 kg/cm²）（kg/cm²）

　　　　　　　　t：管厚（cm）

　　　　　　　　Dm：PVC管中线口径（cm）

　　　　　　　　D：PVC管外径（cm）

　　　　　　　　d：PVC管内径（cm）

　　3.2 PVC管的最高常用水压，一般所采用的安全系数S=6。

　　3.3 PVC管的使用温度，一般以常温最适合，如使用温度提高，其耐内压强度的比率应相对加以降低，其各种温度下的耐内压比率可参照表1采用。

表1 PVC管使用温度与耐压的关系

使用温度（℃）	20	25	30	40	50	60
使用压力比率（%）	100	95	85	65	35	10

4. PVC管的外压强度

　　4.1 PVC管所承受的外压，来自土压和轮压，可由Janssen式计算。

　　　　垂直土压：PE=Bρ〔L-（2Ktanθ）/2Ktan

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