工程塑料在水表制造中的应用

摘要：自

2007 年起，随着铜材料价格不断上涨和国内各界对节能减排意识的日益增强，使

用工程塑料制造承压件逐渐成为水表制造企业的发展方向之一。经过

6 年时间的发展和验证，

塑壳水表已在技术性能上与金属壳水表不相上下，在经济效益和社会效益上更是取得了双
丰收。

 

　　关键词：工程塑料

 水表 节能环保 塑壳 

　　

 

　　

 

　　自从二十世纪以来，随着新兴市场经济国家经济的大幅增长，对基础原材料的需求也
在稳步增加。尤其是中国需求已经成为世界最主要的力量。目前市场上使用的水表基本使用
铜、铁等金属材料作为外壳，但是我国铜原料供应缺口较大，每年消耗精铜约

370 万吨，其

中自给率只有三成。自

2006 年起，随着国际矿石供应商的联手抬价，国内铜材料的价格开

始暴涨，迫使水表这一与民生密切相关的计量器具价格也不断上涨，不但对供水企业的经
营造成压力，同时也引发出水表偷盗等社会问题。另一方面，全社会对节能环保和健康安全
的意识也在不断加强，铜在生产过程中产生的铅、镉、砷等金属污染物，对人体健康存在一
定的威胁。因此选用一种卫生无毒、无污染、价格低、强度高的材料来取代金属材料制造水表，
成为了一种发展的必然。

 

　　一、材料的选择

 

　　二十多年前，国内曾有水表生产企业尝试采用塑料制造水表承压件，以实现降低生产
成本的目的，但由于原材料的缺陷和结构设计的不完善，在实际使用过程中发生了多起表
壳爆裂或漏水事故，最后以失败告终。

 

　　进入了二十一世纪以来，随着材料性能的突飞猛进，工程塑料已在众多制造领域成功
替代金属材料。通过和材料企业的合作，以及我们对材料力学性能、老化性能和卫生性能的
分析、对比，最终选择了聚酰胺纳米改性尼龙

6 作为塑壳水表专用料。 

　　经上海市塑料研究所检测中心检测，水表专用料性能主要指标如下：

 

　　弯曲强度：

256 MPa 弯曲模量：8837 MPa 

　　拉伸强度：

180 MPa 弹性模量：10680 MPa 

　　断裂伸长率：

2.9％ 

　　吸水率（

23

℃）：0.6％表面硬度（邵氏 D）：85.4 度 

　　热变形温度（

0.45 MPa）：202

℃ 

　　简支梁缺口冲击强度（

V 型缺口）：17.9kJ/m2 

　　从以上性能可以看出，该水表专用料具有很好的强度和韧性，耐温性能、吸水率、抗冲
击强度等指标也很优秀。综合来看，是一种理想的塑壳水表承压件制造材料。

 

　　二、开发过程中遇到的问题及解决方案

 

　　

1、反复静压渗水 

　　

● 遇到的问题 

　　在确定了塑壳水表外壳材料之后，我们对整机性能进行了测试。发现承受水压强度试验
（

2.0MPa）时，发生了表壳密封渗水现象，这种情况往往是在塑壳水表第二次做水压强度

试验时发生得更为明显。经过研究，我们认为，由于塑料与金属材料（铜、铁）在物理性能
上存在的差异，致使塑料表壳在承受静止水压后会发生极其微小的变形，当静止水压解除
后，塑料本身固有的回复性（抗弯曲强度）可以部分抵消这种细微的变形，但有可能不能
完全恢复，这种不可完全恢复的特点就造成了塑壳水表在二次检验时易发生表壳密封渗水
问题。