本书从应用角度探讨塑料压力管可能出现的各种力学破坏问题，基于应用需要提出对塑料压力管力学破坏性能的要求，介绍解决这些力学破坏问题和措施，在此基础上分析塑料压力管能发展方向。可供塑料压力管相关产业部门(如原料生产厂、管材管件生产厂、铺设安装施工公司)、设计部门和使用单位的工程技术人员、科研设计人员和管理营销人员使用，也可拱高分子材料学科有关专业、建筑材料和建筑工程学科有关专业的师生参考。

塑料压力管用于输送给水、热水、燃气、矿浆、化学品等物质，具有成本低、易安装、耐腐蚀、维护简单、节能、对环境友好等特点，在全节界都得到了广泛应用。作为种承载受力结构，基力学破坏问题直接关系到应用的成败，引起了各界人士的广泛关注。

本书从应用角度探讨塑料压力管可能出现的各种力学破坏问题，基于应用需要提出对塑料压力管力学破坏性能的要求，介绍解决这些力学破坏问题和措施，在此基础上分析塑料压力管能发展方向。

本书在理论基础上有适当深度，可供塑料压力管相关产业部门(如原料生产厂、管材管件生产厂、铺设安装施工公司)、设计部门和使用单位的工程技术人员、科研设计人员和管理营销人员使用，也可拱高分子材料学科有关专业、建筑材料和建筑工程学科有关专业的师生参考。

第1章 绪论1

参考文献

第2章 从应用角度分析塑料压力管的力学破坏性能7

2.1 概述7

2.2 各种载荷及其引起的力学破坏11

2.2.1 管内的静液压载荷11

2.2.2 脉冲载荷21

2.2.3 循环载荷21

2.2.4 轴向拉伸和压缩载荷22

2.2.5 点载荷22

2.2.6 外部的均匀压缩载荷和管内的真空载荷22

2.2.7 沿管材横截面直径方向的压缩载荷25

2.2.8 垂直于管道轴线的横向载荷25

2.2.9 残余应力造成的载荷26

2.2.10 热胀冷缩造成的载荷27

2.2.11 土壤造成的载荷28

2.2.12 交通造成的载荷28

2.2.13 外部冲击载荷29

2.2.14 复杂载荷29

2.3 影响塑料压力管力学破坏性能的各种因素29

2.3.1 原料29

2.3.2 管材管件生产过程30

2.3.3 管件31

2.3.4 焊接32

2.3.5 长时间使用条件32

2.3.6 温度33

2.3.7 被输送介质33

2.3.8 氧化稳定性34

2.3.9 划痕和缺陷34

2.3.10 地层变动和地震35

2.3.11 安装铺设方式35

2.3.12 形变和应变36

2.3.13 复合结构37

2.4 一些常见力学试验结果和理化性能与塑料压力管力学破坏的关系37

2.4.1 打压爆破试验37

2.4.2 1000h静液压试验37

2.4.3 拉伸强度、屈服应力、伸长率38

2.4.4 抗冲击强度38

2.4.5 Bell法耐环境应力开裂性试验38

2.4.6 埋地3年试验39

2.4.7 密度39

2.4.8 熔体流动速率39

2.4.9 分子量及其分布40

2.4.10 凝胶化度40

2.4.11 交联度40

2.4.12 模量和环刚度40

2.5 塑料压力管力学破坏问题的认识误区和行为误导现象41

第3章 长期寿命和长期静液压强度43

3.1 概述43

3.2 基础知识44

3.2.1 长期寿命44

3.2.2 长时间静液压试验44

3.2.3 “以管材形式的原料长期静液压强度”性能概念45

3.2.4 韧脆转化46

3.2.5 高温试验和时温等效关系51

3.2.6 外推合理性和各种限制条件54

3.2.7 平均结果和统计分析55

3.2.8 质量控制和质量管理60

3.3 ISO 9080和GB/T 18252—2000简介60

3.3.1 ISO 9080的几个文本及其与GB/T 18252—2000的关系60

3.3.2 GB/T 18252—2000与ISO/DIS 9080：1997的简单比较60

3.3.3 统计分析模型61

3.3.4 按控制问题求解的几个步骤62

3.3.5 外推时间极限65

3.3.6 拐点检验65

3.3.7 试验结果和回归计算结果的图形表示66

3.4 最小要求强度MRS、分级、总体使用系数、冷水管和燃气管的设计应力67

3.4.1 由σLPL（20℃，50年）得到MRS和用MRS对塑料压力管原料分级和命名67

3.4.2 由MRS和总体使用系数确定设计应力σD和设计压力PD68

3.4.3 设计使用寿命和实际使用寿命的关系69

3.4.4 使用温度高于20℃的情况69

3.4.5 设计使用寿命不同于50年的情况70

3.5 热水管使用条件级别、参照线、冷热水管设计应力和设计压力70

3.5.1 热水管使用条件级别70

3.5.2 由σLPL得到预期强度和参照线72

3.5.3 损伤累计原理和PPR冷热水管计算结果73

3.6 介质的影响和输送工业流体的塑料压力管的设计应力76

3.7 响长期寿命长期静液压强度性能的因素76

3.7.1 理解长期静液压强度性能的要点76

3.7.2 管径的影响77

3.7.3 质量波动问题77

3.7.4 聚乙烯结构因素的影响78

3.8 质量控制和质量管理78

3.8.1 质量控制和质量管理78

3.8.2 控制点82

3.9 针对长期静液压强度性能的强化试验方法84

3.9.1 针对不同的破坏模式设计不同的强化试验方法84

3.9.2 针对脆性破坏模式的强化试验85

3.9.3 预制切口片材和棒材的静载荷拉伸试验86

第4章 快速开裂问题90

4.1 概述90

4.2 基础知识91

4.2.1 快速裂纹增长过程简单分析91

4.2.2 原料基础性能KD在ISO 4437：1988中的作用96

4.2.3 以管材形式的原料抵抗快速裂纹增长的性能97

4.2.4 用计算机分析快速裂纹增长过程97

4.3 全尺寸试验方法和S4试验方法98

4.3.1 全尺寸试验方法简介98

4.3.2 S4试验方法简介101

4.3.3 改良的S4试验方法104

4.3.4 试验装置的仪器化105

4.4 快速开裂性能的影响因素105

4.4.1 衡量快速开裂性能的几个主要指标105

4.4.2 温度的影响105

4.4.3 材料的影响106

4.4.4 管材生产工艺的影响107

4.4.5 管径的影响107

4.4.6 管壁厚度的影响108

4.4.7 焊接和管件的影响108

4.4.8 介质的影响108

4.4.9 水气比的影响108

4.4.10 按中径公式计算出的临界环应力109

4.5 质量控制和质量管理109

4.5.1 聚乙烯燃气管的质量控制和质量管理109

4.5.2 聚乙烯给水管的质量控制和质量管理114

4.6 实验室强化试验方法115

4.6.1 高速双扭转试验方法简介115

4.6.2 关于高速冲击试验117

第5章 对第2章提出的几个问题的补充讨论120

5.1 概述120

5.2 深划痕的影响和预制切口管静液压试验120

5.2.1 深划痕对管材脆性破坏慢速裂纹增长过程的影响120

5.2.2 近年来聚乙烯压力管强调深划痕影响的原因121

5.2.3 预制切口管静液压试验方法的演化过程121

5.2.4 质量控制123

5.2.5 强化试验方法124

5.3 聚氯乙烯管的C环法试验124

5.3.1 聚氯乙烯管重视防止脆性破坏的原因和方法124

5.3.2 C环法试验原理125

5.3.3 C环法试验方法标准128

5.4 塑料热水管的氧化稳定性129

5.4.1 静液压试验中的三种破坏模式129

5.4.2 理解塑料热水管氧化稳定性问题的要点129

5.4.3 塑料热水管氧化稳定性的时温等效关系130

5.4.4 质量控制131

5.4.5 强化试验方法131

5.5 地震的影响和聚乙烯压力管高伸长率指标的作用133

5.5.1 几次强地震的经验教训133

5.5.2 聚乙烯管抗震性能的试验研究134

5.5.3 聚乙烯压力管高伸长率指标的作用134

5.6 与焊接有关的力学破坏问题135

5.6.1 管路的连接方式135

5.6.2 热熔对接焊135

5.6.3 电焊承口焊140

第6章 质量控制和质量管理150

6.1 概述150

6.2 塑料压力管质量控制和质量管理的特点150

6.2.1 应用需要对塑料压力管质量管理提出了高难度要求150

6.2.2 多种产业部门和管理部门的关联关系150

6.2.3 以现代生产技术水平和管理水平为基础152

6.3 对当代ISO和EN标准的特点的理解152

6.3.1 以管材形式的原料性能152

6.3.2 顺着物流方向的质量控制链153

6.3.3 顺着时间方向的质量控制过程155

6.3.4 系列标准156

6.4 培育高品位市场，改进质量控制和质量管理157

6.4.1 培育高品位市场157

6.4.2 PE100 plus159

6.4.3 强化试验方法159

6.4.4 可追溯性160

6.5 管路系统失效分析160

第7章 塑料压力管的三个发展阶段163

7.1 塑料压力管的三个发展阶段163

7.1.1 塑料压力管三个发展阶段的观点及其对实践的指导作用163

7.1.2 初级阶段的特点163

7.1.3 第二个发展阶段的特点164

7.1.4 第三个发展阶段的特点166

7.2 国情分析167

7.2.1 我国塑料压力管工业正在全面进入第二个发展阶段167

7.2.2 我国与初级阶段水平相应的初级市场170

7.2.3 我国进入第三个发展阶段的趋势170

7.2.4 塑料压力管按力学破坏性能的分类方法建议171

第8章 塑料压力管的原料173

8.1 引言173

8.2 聚乙烯（PE）173

8.3 交联聚乙烯（PEX）178

8.4 聚氯乙烯（PVC）179

8.5 聚丙烯（PP）183

8.6 聚丁烯（PB）185

8.7 氯化聚氯乙烯（PVCC）186

8.8 聚偏氟乙烯（PVDF）186

8.9 工程塑料186

第9章 几种重要的塑料压力管的性能和市场定位188

9.1 引言188

9.2 PE燃气管［1］188

9.3 PE给水管［4］191

9.4 PVC给水管［5］194

9.5 塑料冷热水管197

9.5.1 各种塑料冷热水管的比较197

9.5.2 国情分析200

第10章 复合管材和复合结构202

10.1 复合管的优点、缺点和市场定位202

10.2 铝塑复合管202

10.3 两种有应用前景的钢塑复合结构207

10.3.1 适用于输送高压腐蚀性原油的PE内衬管/钢管主管复合结构207

10.3.2 堵漏式薄壁内衬管/钢管主管复合结构209