4-2 PVC-O 的性能 

PVC-O 的卓越在结合了高强度和高韧性，因此一方面可以采用高的设计应力明显地节约材料，另一方面可以应用在特殊高要求的，环境特
别恶劣的领域，如承受高压力等级、承受高冲击负载和高疲劳负载等。 

4-2-1 强度 

大量的试验研究证明 PVC-O 不仅 MRS 值可以高达 45-50MPa ，而且由于突出韧性， MRS 45 和 MRS 50 的 PVC-O 材料的 50 年设计系
数可以用 1.6 或 1.4[6] 。所以 PVC-O 管用的设计应力可高达 28 和 32Mpa ，结果是比 PVC-U 和 PVC-M 管节约材料约 50% 和 30% 。 

图 5 是澳大利亚 Vinidex 公司用 Cornet 工艺方法生产的 PVC-O 管材的长期强度曲线 [10] 。



4-2-2 韧度 

PVC-O 管材具有非常突出的韧度（抗开裂抗冲击性能）（图 5 ）。因为分子取向加工产生薄片分层结构。如果由于缺陷和点负载产生了
径向裂纹，分层结构会阻碍裂纹在材料中通过（图 6 ）。 

因为 PVC-O 管材优越的抗开裂抗冲击性能很可靠，其标准中对于韧度的测试比较简单，在 ISO/DIS 16442 标准和 AS 4441 标准中只有
一项 0 ℃ 落锤冲击项目。在 ASTM F 1483 标准中有一项 23 ℃ 落锤冲击（见前面表 2 ）。 

PVC-O 管材具有非常良好的抗疲劳损坏性能，特别适用于预计有压力周期变化的场合。同时 PVC-O 管材具有非常良好的抗水锤性能，完
全能够承受比额定工作压力大两倍的瞬间压力 [10] 。 

4-3 PVC-O 的生产技术 

在线连续生产（一步法） PVC-O 管材的生产技术是比较复杂，目前都属于专利技术。 

图 7 在线连续生产 PVC-O 管材的 Cornet 法示意图 这里简单介绍 Uponor BV 和 Vinidex 合作开发的 Cornet 工艺方法（图 7 ） 
[10] 。生产线的前部是通常的挤出线，连续挤出用做料胚的厚管，在料胚管中的固定位置有两个塞体；在前面的‘分隔塞'和在后面的
‘可膨胀塞'。在控制好的温度下，通过内操作管向两个塞体之间输入高压水实现料胚管径向的膨胀，同时通过生产线前后牵引速度差实
现料胚管的轴向拉伸。在这个过程中可膨胀塞要相应地膨胀保持对两塞之间高压水的密封（塞面和管材内壁之间始终在滑动）。最后把
经过径向的扩张和轴向的拉伸实现了双轴取向的管材冷却定型（ Cornet 工艺方法通常径向的扩张比在 2:1 ，轴向的拉伸比在 20% 到
 30% ）。显然，有不少技术上的难点。例如，膨胀塞即要求有可以膨胀近 3 倍的柔韧性又要求有能承受高压的强度，塞面即要保证密
 封又要在不断滑过内壁下耐磨损。 [] 。 生产 PVC-O 管材的另一个难点是成型连体的承口，也已经有专利技术 [] 。生产 PVC-O 管
 材的原材料是标准的 PVC-U 混配料。 

5 PVC- M 和 PVC-O 的主要市场 

5-1 给水用管道市场 

值得注意的是在一些国家的 饮水管网中 PVC-M 和 PVC-O 的应用在逐步扩大，成为 PVC-U 的换代产品。 

英国的水工业在 1989 私有化以后，西北水公司（ North West Water NWW ）等用户企业为了解决过去所用 PVC-U 管道系统不能满足要
求，发起了联合开发 PVC-A 的研究。目前大量应用的 PVC-A 产品符合英国国家标准 BS PAS 27 的要求，并得到英国饮水监督部门
（ UK Drinking Water Inspectorate ）的批准。其设计应力是 17.5 MPa （安全系数 =1.4 ） [5] 。 

在南非 PVC-M 压力管已经被大量应用的饮水管网和农业中。超过 25000 公里 ，直径 50 -500 毫米 ，压力等级 PN 6 到 PN 25D 的
 PVC-M 压力管已经成功地使用了 10 年以上，证明了是一种耐久的，很有竞争力的压力管道 [6] 。 PVC-M 压力管的壁厚大约比对应的
  PVC-U 管小 30% ，在输水能力、运输、搬运和铺设上有明显优点。由于比较薄的壁厚和稍低的弹性模量，和 PVC-U 管比水锤波的速
  度较低。 

5-2 矿山用管道 

采 矿业是管道的重要市场，因为环境特别恶劣和安全要求特别严格，矿山用管道必须满足特殊的要求。在 潮湿和有腐蚀性的地下环境
中，强度大、韧性高、抗冲击、不腐蚀和重量轻的 PVC-M 和 PVC-O 管道有竞争优势。 

PVC-M 管已经在南非非常恶劣的矿山环境中成功地应用了 25 年（图 8 ） [6] 。为了达到矿山严格的安全要求，设计系数采用 2 ，设
计应力采用 12.5 Mpa 。值得注意的是为了在抗道中连接方便专门开发了一种机械连接的接头（图 9 ） [13] 。 

5-3 非开挖铺设和修复用管道市场 

众所周知，采用非开挖技术铺设新管道和修复旧管道是一个有巨大需求的市场。因为非开挖铺设和修复技术对于采用的管材通常要求具有
柔韧性和连续性（能够以长盘卷管材供应或者能够实现承受轴向力连接），过去通常都采用聚烯烃管材，认为刚性大，采用承插连接的
 PVC 管材无法应用于此领域。近年国外 PVC-M 和 PVC-O 新技术的发展，已经突破了 PVC 管材进入非开挖铺设和修复市场的障碍，为
  PVC 管材的应用开拓了新的天地。 

非开挖技术修复旧管道最常采用的技术是衬管技术。其中可以利用旧管道承受负载能力的紧配合衬管技术要求衬管在插入前预先缩径或折
叠。以前都是采用可以缩径或折叠的 HDPE 管材来实现。近年 PVC-M 和 PVC-O 管材也已经被采用 [14][15] 。 

例如： 

Omega-Liner? 修复方法 ：衬管材料是用乙烯基共聚物（ ethylene copolymer ）改性的聚氯乙烯 PVC-A 。该衬管在生产工厂被预折叠，
并盘卷在鼓轴上送到建设工地。因为是预先折叠管材的直径暂时地减小了 30-40% 。用绞盘把预先加温的衬管从鼓轴上拉下来进入要修复
的管道，再把低压蒸汽引入 Omega-Liner? 管使其恢复到原来的圆形。此方法可应用于修复直径范围在 150 -450mm 的已损坏旧管道
（图 10 ）。 

Duraliner? 修复方法 ：用常规的加工工艺挤出的厚壁的 PVC 管胚，直径比要修复的旧管小 50mm 。采用对接熔焊（图 11 ）连接起来后
插入要修复的旧管，端头用管件堵上后引入严格控制温度的热水并且加压，造成 PVC 管膨胀贴到要修复的旧管壁，同时 PVC 分子在环向实
现取向。在维持压力下把冷水送入膨胀的管内，把 PVC 分子的取向‘冻住'，其方法直接模拟制造取向聚氯乙烯 PVC-O 管的两步法。完成
铺设和再连接后， Duraliner? 方法修复的管道工作压力可以达到 10 bar 。已经完成的一批工程证明用这个管道修复方法可以显著地节约
费用。 

非开挖技术铺设新管道最常采用的技术是水平取向钻孔后拖入管道的 HDD 方法。根据报告北美市场上已经有三种可承受 HDD 方法施工中牵
引力的 PVC 压力管产品 [15] ，头两种管材的密封圈接头已改成具有限位固定的方式，以确保管材在回拉过程中接头不脱开。第三种 PVC 
管材具有类似 PE 材料的连接系统，其对熔焊接可提供连续长的管线。目前还没有这三种管材配方和性能的资料，从能够适应 HDD 方法施
工的柔韧性估计是改性的聚氯乙烯 PVC-M 管。 

IPEX, Inc. 公司 的 Terra Brute? 管道 ： 这是符合 AWWA C900 标准的压力管，具有为了 HDD 铺设开发的限位固定接头（图 12 ），在
承插连接处将一组小直径的不锈钢销钉穿过外环和管材承口插入位于插口开槽中的内层钢环。 

CertainTeed 公司的 Certa-Lok TM C900/RJ 管道 ： 这是符合 AWWA C900 标准的压力管，具有为了 HDD 铺设开发的限位固定接头（图13 
），在管材和在连接套（承插连接）上有一机加工的凹槽，凹槽中可插入柔性的热塑性塑料‘键条'，形成一个在 360 °方向上载荷分布均
匀的限位固定接头。 

Underground Solutions, Inc. 公司的可熔接的 C900?/C905? PVC 管道 : 性能特点是和 PE 管道相似可以采用对接熔焊。这种管道符合
 AWWA C900 和 C905 标准的最低要求，直径范围从 4 英寸到 48 英寸。 

5-4 燃气管网 

抗冲击改性 PVC 管道（ PVC-HI ）已经在荷兰的供燃气管网中应用 35 年，是该市场中首选的材料。 PVC-HI 管道应用在 工作压力 < 200
 mbar 的末端输配管网，提供了强度、刚度和韧度的良好平衡。根据 Gastec 的一项新的调查说明 PVC-HI 的材料和铺设费用比竞争材料低
 到 30% ， 计算出来的全寿命周期的费用也较低（荷兰燃气管网较高压力处则采用 PE 或其他材料）。 

6 加快创新开发 PVC-M 和 PVC-O 的建议 

6-1 建议我国领先的塑料管道企业在新的历史时期更加重视技术创新，重视 PVC-M 和 PVC-O 管材的开发和应用。发展 PVC-M 和 PVC-O 管
材可以在提高质量和保证安全的同时显著地节约原材料，兼有良好的经济效益和社会效益，建议政府和协会等各方面都尽力给以支持。 

6-2 PVC-M 管材不需要特殊的专用设备，国内对于增韧改性技术又有较好基础，赶上国际水平的难度较小，建议优先开发和推广。在开发 
PVC-O 生产技术方面要注意知识产权（专利）的问题。 

6-3 建议尽早着手制定 PVC-M 和 PVC-O 管材的标准，保证我国 PVC-M 和 PVC-O 管材的开发从一起步一上市就达到国际公认的高水平。吸
取铝塑复合管的教训，防止重蹈覆辙，不要等到假冒伪劣泛滥后再整顿。对于检测 PVC-M 和 PVC-O 管材的一些国内目前还没有掌握的测试
项目应该尽快建立。 

6-4 建议在配套开发 PVC-M 和 PVC-O 管道系统产品的同时注意应用技术的开发和应用市场的开拓，例如应用在矿山，非开挖管道铺设和修
复等。 

6-5 建议塑料管道业要主动和有关各方面合作调查和研究塑料管道（特别是 PVC 类管道）的抗地震性能问题。争取早日制定出一套检测塑
料管道抗地震性能的方法和规范。建议在我国 抗震设防要求较高的地区推广采用韧度高的 PVC-M 和 PVC-O 管材。 

<全文完>