1、管材性能比较

在性能上有很多共同点和不同点，这些性能决定了在工程应用上的优或劣。

从上表可知：就PVC-O和PE的材料性能而言，PVC-O管材具有更高的强度，更高的弹性模量，更高的耐冲击性能，无疑是在多数情况下选用供水管材最好的选择。由于PVC-O生产采用特殊张拉工艺，对原材料品质有更高的要求，只能用原生料进行生产，杜绝了生产过程中低成本填充料及垃圾料的添加，保障了产品的优良性能，限制了小规模企业的无序仿制与假冒，这一点PE管材的生产存在巨大区别。

2、管材输水能力比较

PVC-O管材的强度较大，根据壁厚计算公式，壁厚可设计较小（管材截面结构尺寸如图）,与同规格PE管材相比，具有较大的管道内径，降低沿程水头损失，更高的输水能力，即小规格PVC-O管材可代替大口径PE管材用于输水，采用PVC-O管道用于输水更经济。

dn500mm ，1.0MPa，PVC-O 和PE管材过水断面比较

由上表，PVC-O管材用于输水管道，较PE管材可大幅提高日供水能力。

从上表可以算出同等规格的PVC-O的过流面积比PVC-U高17%，比PE高35%

3、施工比较

同规格管材相比，虽然PE管材的密度最低，但由于材料本体强度及设计系数的不同，PVC-O管材的重量反而最小。从而有效降低管材的运输、装卸、搬运、安装的费用。对于大口径管材更加突出。因PE管材单个接口时间过长，为减少管道安装接口一般采用12米/根，在工程现场无论是装卸还是二次搬运都必须有吊装及运输机械。而PVC-O管材靠人工即可完成管道的装卸和搬运。

PVC-O管材：重量轻，安装简便、施工快捷、管件完善、维修便利。

PE 管材：安装严格、一体性好适合非开挖、施工较慢、管件不全、维修困难。

1.施工机具

PVC-O管道的安装一般为胶粘和胶圈接口，不需要专门

的施工工具，胶圈柔性连接采用一般的拉力工具即可完成安装。小口径管道（≤dn160mm）可采用人推、锤击法或杠撬法安装。中等口径管道（dn160mm<管径≤dn400mm）采用紧线器或手扳葫芦连接。大口径管道（dn400mm<管径≤dn800mm）采用手扳葫芦或导链安装。

PE管道的安装必须采用专门管道焊接设备—PE热熔焊

机施工连接，每一种焊接设备的参数都不同，需根据工程实际情况进行调整。焊机在野外恶劣环境施工容易损坏，需要配备符合焊机工作功率的电源，对于大口径PE焊机，工作功率较大，普通电源不能满足要求，需三相动力电。

2.施工工艺

PVC-O管道施工工艺简单、易于掌握。PE管道施工工艺

复杂，每一环节都必须严格按规定操作，并要根据施工现场情况及时调整各项焊接参数。

3.施工人员素质要求

PVC-O管道对施工人员素质要求较低，不需要专业安装

人员，一般施工人员经过简单培训便能掌握施工要领，进行管道的安装作业。PE管道对施工人员素质要求较高，焊接人员必须掌握管道焊接参数的计算方法，并具备能根据现场焊接设备及环境变化调整焊接参数的能力。为保证焊接接头质量，焊接操作人员需经过专业培训合格后方能进行管道的焊接作业。

4.施工进度

PVC-O管道接口采用橡胶圈连接，连接方式简单，插入

即可，因此安装速度快，而且PVC-O管道安装不需要专业的施工工具，随时可根据工程实际情况进行施工班组的增减，以满足工程进度需要，施工进度易于掌握。以1.0MPa dn500mm PVC-O管道为例，1个施工每组需要4个人，每个管道接口正常时间约需10-15分钟，1个班组每天可完成300米左右管道的连接。PE管道接口采用焊接连接，整个连接工程必须由焊接设备完成，管道的吸热时间、冷却时间是影响管道焊接质量的最重要因素，必须保证，大大影响了管道的安装速度。而且，PE管道的连接需要专业设备，每一个施工班组必须配备一套焊接设备，焊接设备价格昂贵，焊机的工作功率一般较大，普通电源功率不能满足要求，组建施工班组较难。以1.0MPa dn500mm PE管道为例，1个施工组需要8个人，每个接口完成正常时间约需45-60分钟，吸热时间、冷却时间约40分钟必须保证，每天可完成100米左右管道的连接，工程进度慢，如果碰到下雨或施工环境恶劣的影响，会极大影响工程进度。

5.施工环境要求

PVC-O管道施工对环境要求较低，受外界环境（风/雨

/水/灰尘/地形）影响较小，可带水作业，操作空间要求较低，在恶劣环境下施工优势明显。PE管道对施工环境要求较高，焊接时必须保证焊接位置的清洁、干燥，受外界环境（风/雨/水/灰尘/地形）影响较大，如冬季施工，为保证焊机的正常工作温度，需采取搭设帐篷升温等措施。

6.管道配件

PVC-O管道管配件发展成熟，各种管件齐全，可满足管

道的各种需要。PE管道管配件发展较晚，与管材的配套尚在完善过程中，大部分管件需要二次加工。现在的PE管件壁厚偏厚(SDR11偏多）,需要对管件壁厚车铣一次才能与管材连接。

7.管道的维修

PVC-O的维修方法趋于成熟，大中小口径管材的维修管

件较为齐全，已实现管道的不带水和带水维修及增接新口。PE因其弹性模量较小，采用PVC管道或传统管道的维修方法行不通，维修方法较少，国内对于小口径管材可采用电熔套筒等管件连接的方法，中大口径管材只能采用锯断损坏管材，管材两端焊法兰用螺栓对接的方法。这两种维修方法的前提是断水且现场必须有相应的焊机，否则，管材损坏因没有焊机得不到及时维修，用户直接损失会因等待焊机而增加。

4、经济性比较

工程设计方案技术经济比较实质，就是各方案所体现的经济效果，即能以最少的人力、物力、财力消耗获得最佳的工程效益。同规格的PVC-O和PE管材相比，PVC-O管材因其优异的产品性能和便利的施工，可大大减少工程的综合造价，在工程应用上更为经济。

1.dn110mm，dn315mm，dn630mm，PN=1.0MPa的计较

管材的基本参数

注:管道流速按1.5米/秒核算。

2. PVC-O管材内径大，水力条件好，日常运行费用低。

2.1 水力坡降计算

塑性管材因内壁光滑，被认为是水力光滑管，与传统管材相比可大大减少管道的日常运行费用（塑料管n=0.008-0.009；铁管n=0.013；水泥管n=0.015）。其水力坡降与液体性质、温度、流速、管径有关，是输水管材的最佳选择塑料管材内径不同，产生不同的水力坡降。

塑料管材一般采用达西—魏斯巴赫(Darrcy—Weisbach)公式及雷诺(Reynolds)公式计算水力坡降。
达西—魏斯巴赫公式； i=λd^-1v²/2g             （1）
式中：i—水力坡降；
λ—摩阻系数；
d—管子的计算内径(m)；
V—平均水流速度(m/s)；
g—重力加速度，为9.81(m/s²)。

应用公式时，应先确定摩阻系数入值，PVC-O管：
λ=0.304/Re^0.239 (2)
式中：Re—雷诺数； Re=vd/υ    (3)
其中：υ—液体的运动粘滞系数(m²/s)当υ=1.3×10^-6/s(水温为10℃时)，将公式(2)和(3)中求得中求得的λ值代入公式(1)中，进行整理后得到：
i=0.000875×Q^1.761/d^4.761 (4)
式中：Q—计算流量(m³/s) ，d—管子的计算内径(m)

PE管材摩阻系数：

（5）

2.2管道流量一定，管径相同时，常年运行费用分析。

2.2.1 管道的水头损失。

假定同种规格管材日供水量分别为1000吨、9000吨和36000吨。

根据水力坡降计算公式计算得

△hf=h_FPVC-O-h_fpvc-u&pe=1000*L(i_pvc-u&pe-i)(mH₂O)
式中：L—计算管段长度(1000m)

以水厂输水线路10KM估算取L=10km，则△h_f

水力坡降计算结果表明：在10km长的输水管段上当流量一定时，管材的沿程水头损失为PVC-O管＜PE管。由于PVC-O管水力坡降较小，在出厂水压相同时，在管网上相同的地点上用户水压会高于其它管，可以保证更多的用户对水压的要求。

2.2.2常年运行费用(能耗)差额及折现

管网常年运行费用是通过泵站电能消耗来维持的，常年运行费用的差额即泵站电能消耗的差额:
△E=0.994QC△h_f/(ηK)
其中：△E—两种管材常年运行费用的差额(万元/年)；
Q—计算平均流量(m³/d)；
C—电价(元/KWh)；暂取C=0.649元/KWh
△h_f—水头损失差值(mH₂O)；
η—电机水泵联合工作效率；取η=65.7％
K—供水时变化系数。取K=１.3
则：△E

由上表PVC-O管材具有最小的年运行费用。

假定水厂的规模相同，由于在目前各种管材的服务寿命无权威资料明确说明的情况下，取管道全寿命期均为n=30年，折现率i=10％，残值为零，管道按当年投资、当年运行计算，则折现值△E′为：

△E′=△E×[1+1/(1+i)+1/(1+i)²+1/(1+i)³+…+1/(1+i)²⁹]

以dn630管道为例，建设同等规模的水厂PVC-O管与PE管相比，在保证相同流量的输水状况下，PVC-O管在全寿命期间比PE管分别节省的常年运行费用(电耗)折现值为239.65万元。这表明PVC-O管道在全寿命期间在工程总造价中成本最低。由于PVC-O管道具有绝对价格优势，水厂实际建设中选用PVC-O管材的投资规模相对要小，可大幅降低材料成本，在此不作深入比较。

2.3 常年运行费用(即水力坡降、能耗)、管径相同时输水能力分析。

在管径相同的情况下采用PVC-O管材可有效提高管线输水能力。如dn 630mm PVC-O管道比同规格PE管道可提高达18.9％，为将来城市发展后的供水留下相当大的容量，为水厂的扩建推迟了很长的时间。

3.PVC-O管材抢修方案完善，维护费用低。

PVC-O管材抢修方案相对成熟，抢修已实现带水抢修，而PE管尚没有实现带水维修，无论是电熔维修还是热熔对接维修，都必须保证维修现场的干净。维修复杂、完成时间较长，费用较高。

注：维修时间说明：1、不含事故点开挖沟槽和回填的的时间。    2、不含PE管道维修等待焊机和排除事故点积水的时间。

5、结论：

PVC-O管道用于供水管道技术成熟、配套完善、便于施工与维护，与同规格PE管道相比可大幅度降低材料费，施工费用以及日后的运行费用。但阳光下需注意做好储存工作，防止紫外线长期直接照射降低产品性能。

PE管道具有优良的耐低温性能和良好的韧性及一体性，对管基的适应能力强，特别适用于非开挖施工。但是PE管道用于供水工程安装速度慢、对施工队伍的素质要求严格, 受自然环境(风/雨/温度/水)影响大，管件配套问题，管路维修问题尚待完善，工程综合造价高。

因此，在选用塑料管材时应依据工程地质条件、材料特性、工程造价、工期要求、管道系统配套、安装、维护是否方便等因素综合考虑，最终确定最适合工程需要的管材。

综上所述，PVC-O管材性能好、安全可靠、使用便利，用于输水管道工程技术上可行，经济上合理，有较高的性价比。与同规格PE管材相比，可至少降低工程费用30%。对于城市配水管网而言，施工对城市生活秩序负面影响很大，施工环境复杂，施工进度无疑是城市施工的第一选择，选用安装快捷的PVC-O管材无疑是一种最佳选择。