PVC-U管材在使用過(guò)程中發(fā)生的脆性破壞主要原因可總結(jié)為以下四點(diǎn):
1.氣錘的影響
PVC-U管材使用時(shí)，未能排凈管路內(nèi)空氣或排氣閥設(shè)置不當(dāng)，管路內(nèi)存在氣體時(shí)，易使管路內(nèi)產(chǎn)生氣囊，管道中的氣囊雖然不能直接造成水錘，但可借助水錘造成危害。
在正常情況下，管道中的水流可近似地看成是恒定流(壓力、流速、溫度不變)。在這種狀態(tài)下，水中的氣體要逐漸地析出，形成大小不等的氣泡上升到管壁，氣泡按水流流速向前運(yùn)動(dòng)。在上坡段，由于浮力的作用，氣泡流速可能大于水流速。因管壁有一定粗糙度，各氣泡運(yùn)動(dòng)方向相同，很難聚集成大氣泡。小氣泡沿管壁一定寬度向前流動(dòng)，經(jīng)過(guò)點(diǎn)排氣閥時(shí)，排氣管直徑內(nèi)的氣泡有條件排出，而其他氣泡靠水流的推力向下游流去。由于管壁處的紊流和流速和切線特性，使一些經(jīng)過(guò)排氣管的小氣泡越過(guò)排氣孔也向下游流去。
越過(guò)排氣閥的氣泡順坡而行，運(yùn)動(dòng)方向與氣泡所受浮力的分力方向相反，這個(gè)浮力合力產(chǎn)生的阻力，必然使氣泡運(yùn)動(dòng)的速度減慢，后序氣泡容易撞擊前面氣泡而全成大氣泡。氣囊能引起爆管，是由于快速開關(guān)閥門或水泵起停，使管道出現(xiàn)了大的壓力增值，氣體的可壓縮特性，使應(yīng)力集中到氣囊產(chǎn)生高壓而爆管。
2.劃痕的影響
安裝、運(yùn)輸過(guò)程中，對(duì)PVC-U管材表面造成了劃痕、磕碰等損傷。
根據(jù)脆性破壞的裂縫理論，這些劃痕會(huì)使應(yīng)力集中于劃痕處，而遠(yuǎn)高于管材受到的平均應(yīng)力，當(dāng)此應(yīng)力達(dá)到并超過(guò)某一臨界值時(shí)，裂縫會(huì)發(fā)生擴(kuò)展，由于PVC-U為脆性材料，裂縫擴(kuò)展速度很快，造成脆性破壞。
3.水擊的影響
水擊是指壓力瞬變過(guò)程，是管路中不穩(wěn)定流動(dòng)所引起的一種特殊的重要現(xiàn)象。當(dāng)由于某種原因引起管路中流速突然變化時(shí)，例如開關(guān)閥門過(guò)快，突然斷電停泵，都會(huì)引起管內(nèi)壓力突然變化，造成水擊。水擊又稱水錘。通常，在給水管道系統(tǒng)中，由于下列原因造成水錘:
(1)水泵的關(guān)閉
(2)給水管道系統(tǒng)壓力過(guò)高，閥門、龍頭突然關(guān)閉。發(fā)生水擊現(xiàn)象的物理原因，主要是由于液體具有慣性和壓縮性。閥門關(guān)閉產(chǎn)生增壓波，增壓波傳到管路上游反射回來(lái)的減壓波又傳到閥門處為止，所需時(shí)間為2L/a。L=管長(zhǎng)度;a=壓力波速。
當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)間Tc，最早由閥門處產(chǎn)生的向管道上游傳播，而又反射回來(lái)的減壓波，在閥門全部關(guān)閉時(shí)還未到達(dá)閥門處，則在閥門處可能產(chǎn)生的水擊壓力，稱為直接水擊。
當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)間Tc>2L/a，由管道上游反射回來(lái)的減壓波會(huì)部分抵消水擊增壓，使閥門處的水擊壓力不致于達(dá)到直接水擊增壓值，稱為間接水擊。
當(dāng)水擊壓力足夠大時(shí)，會(huì)使PVC-U管材發(fā)生脆性破壞，即使管材不發(fā)生破壞，當(dāng)水擊反復(fù)發(fā)生時(shí)，特別是頻率較高時(shí)，在管內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)較大的內(nèi)壓力同時(shí)，對(duì)管子也施加了疲勞載荷。
4.拋摔的影響
在貯存、運(yùn)輸、安裝
