PERTPEXPP-R和PB管在地板采暖系統(tǒng)中應(yīng)用的比較

1、地板采暖系統(tǒng)中管材的選用指南地板采暖管是一種埋入地下應(yīng)用領(lǐng)域較為特殊的管材，因此在選擇地板采暖管材時(shí)要考慮地板采暖的使用條件和對(duì)管材獨(dú)特的使用方式。1、地板采暖管材應(yīng)具備的特點(diǎn)長(zhǎng)期耐溫而t壓性能：我國(guó)的地板采暖設(shè)計(jì)一般采用40c60c的熱水，設(shè)計(jì)壓力一般為0.40.6MPa。由于在不同的季節(jié)管材所承受的溫度和壓力不同，很難計(jì)算管材在這種條件下的許用應(yīng)力。為了方便設(shè)計(jì)人員對(duì)管材的壁厚進(jìn)行選擇，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)地板采暖的使用條件進(jìn)行了計(jì)算和簡(jiǎn)化，形成了ISO10508:1995用于冷熱水系統(tǒng)的熱塑性塑料管材和管件中規(guī)定的使用條件級(jí)別4,總的使用壽命為50年，這種使用條件要求管材具有一定的長(zhǎng)期耐溫耐壓性能

2、。高安全性：地板采暖需要高安全性的管道，屬于隱蔽工程，將管道打在硅內(nèi)，管材的使用壽命要求基本同房屋同步，一旦出現(xiàn)滲漏，維修非常困難，造成的損失也比較大。因此，高穩(wěn)定性、高安全性是選擇地暖管的核心。可修復(fù)性、高柔韌性：由于地板采暖管是一種應(yīng)變領(lǐng)域較為特殊的管材，其特殊性在于整個(gè)管網(wǎng)埋在地下，安裝和使用過程若出現(xiàn)損壞和滲漏，造成的損失比較大。因此，必須要考慮管網(wǎng)系統(tǒng)的可修復(fù)性。高柔韌性不僅便于安裝，而且利于管材彎曲部位的應(yīng)力松弛。因?yàn)楣懿氖褂玫奶厥庑裕虼嗽谶x用時(shí)要注意管材的特性。2、常用的耐熱管材目前在市場(chǎng)上可以用于地板采暖的管材一般有PE-X管材、中密度PE-RT管材、高密度PE-RT管材、P

3、B管材和PPRf材。因無規(guī)共聚聚丙烯PP-R管低溫性能較差，脆化溫度為-5C10管，管壁較厚，施工時(shí)彎曲比較困難，同時(shí)其抗蠕變性能也較差，不宜做地板采暖管材。而聚丁烯PB是一種高分子惰性聚合物，由于其分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，耐蠕變性能和力學(xué)性能優(yōu)越，在幾種管材中最柔軟，ii可以熱熔連接，在同樣的使用條件下，相同的壁厚系列的管材中，該品種的使用安全性最高，適用于高標(biāo)準(zhǔn)要求的建筑熱水及采暖系統(tǒng)，但原料價(jià)格最高，是其它品種的一倍以上，而且PB管的導(dǎo)熱系數(shù)比較低，影響傳熱效率，增加了能耗，運(yùn)行成本高，當(dāng)前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用面積較少。所以說目前市場(chǎng)上用于地板采暖的主流為中密度PE-RT管材、高密度PE-RT管材和PE

4、-X管材。PE-X和PE-RT管材的區(qū)別：1）交聯(lián)聚乙烯（PE-X）管材是把高密度交聯(lián)聚乙烯，靠特殊反應(yīng)成型裝置把分子結(jié)構(gòu)從層狀高分子結(jié)構(gòu)變成三維網(wǎng)狀交聯(lián)分子結(jié)構(gòu)的管材，是在高溫下耐熱性、持久性、柔軟性、耐壓性等特別優(yōu)秀的產(chǎn)品，是具備供水和熱水取暖管所有的性能要求的產(chǎn)品。PE-X管材是特殊交聯(lián)的耐熱性管，從高溫90c到低溫-40C的溫度范圍內(nèi)可以安全使用。管內(nèi)不產(chǎn)生水垢，熱水循環(huán)良好，始終維持舒適的房間溫度。管材的熱傳導(dǎo)能力與別的金屬的熱傳導(dǎo)能力幾乎相同。但是，PE-X管材在生產(chǎn)中的交聯(lián)工藝比較難控制，產(chǎn)品的質(zhì)量波動(dòng)大，不安全性極大。且PE-X管材沒有熱塑性能，不能用熱熔焊接的方法連接和修復(fù)，

5、如果管材損壞，只能更換整個(gè)支路的管材；采用連接件進(jìn)行修補(bǔ)，則增加了整個(gè)系統(tǒng)的不安全性。2）PE-RT管材是由力學(xué)性能十分穩(wěn)定的中密度聚乙烯管材專用料或高密度聚乙烯管材專用料乙烯和辛烯的單體經(jīng)茂金屬催化共聚而成。它所特有的乙烯主鏈和辛烯短支鏈結(jié)構(gòu)，使之同時(shí)具有乙烯優(yōu)越的韌性、耐拉力開裂性能、耐低溫沖擊性能、杰出的長(zhǎng)期耐壓性能和辛烯所具有的耐熱蠕變性能。可用熱熔連接方法連接，遭到意外損壞也可用管件熱熔連接修復(fù)，具有符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的蠕變破壞曲線，是聚乙烯中現(xiàn)階段唯一不需交聯(lián)就可用于熱水管的一個(gè)品種。3）材料的性能比較長(zhǎng)期耐溫而t壓能力：對(duì)于ISO10508:1995用于冷熱水系統(tǒng)的熱塑性塑料管材和管件

6、中的使用級(jí)別4即地板采暖，各種材料的設(shè)計(jì)應(yīng)力的對(duì)比見表1表1各種地暖管材的設(shè)計(jì)應(yīng)力材料高密度PE-RT中密度PE-RTPE-X設(shè)計(jì)應(yīng)力4.5MPa3.34MPa4.0MPa表中各種材料設(shè)計(jì)應(yīng)力的順序是，高密度PE-RT>PE-X>中密度PERT,從設(shè)計(jì)應(yīng)力上講，高密度PE-RT的壁厚在同樣的溫度和環(huán)應(yīng)力條件下可以比其他管材薄，在地板采暖的條件下甚至可以采用1.6mm的壁厚。然而地板采暖工程上在選用管材壁厚時(shí)，出于對(duì)管材施工時(shí)形變和高可靠性的要求，還應(yīng)考慮生產(chǎn)和施工時(shí)可能產(chǎn)生的缺陷以及是否容易彎曲施工。根據(jù)北京市標(biāo)準(zhǔn)低溫?zé)崴匕遢椛涔┡瘧?yīng)用技術(shù)規(guī)程，各類管材的壁厚均不宜<1.7

7、mm。根據(jù)德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DIN4726用于溫水地板采暖系統(tǒng)的塑料管道一基本要求的規(guī)定對(duì)于管徑>15mrm(PE-X、PE-RT)管材的壁厚至少應(yīng)為2mm。這顯然并不是處于耐壓能力的考慮，而是考慮到熱熔連接的可靠性和可能的劃痕等因素對(duì)管材的影響。綜上所述，對(duì)于可靠性要求很高的地板采暖的管材，最小的壁厚不應(yīng)小于2.0mm,由于高密度PE-RT具有較高的設(shè)計(jì)應(yīng)力，所以該管材使用起來更安全、用戶可以更放心。加工性能：PE-X與其他幾種熱塑性管材不同，PE-X管的耐熱、耐壓性能不是靠材料本身而是靠交聯(lián)來保證，所以一旦出現(xiàn)預(yù)交聯(lián)，材料的均勻性無法保證，其使用性能將嚴(yán)重下降。止匕外，由于PE-X管材生產(chǎn)時(shí)需

8、要交聯(lián)，生產(chǎn)工藝相對(duì)復(fù)雜，對(duì)廠家工藝控制水平要求較高，質(zhì)量受工藝的影響比較大。目前，PE-X使用的原材料是粉料，需要在生產(chǎn)時(shí)與抗氧化劑和交聯(lián)劑等助劑混合，所以混合的質(zhì)量就成了控制交聯(lián)均勻度的關(guān)鍵。如果混合不均勻，交聯(lián)劑和抗氧化劑等助劑分散不好，則管材交聯(lián)的均勻度就得不到保障，管材的可靠性會(huì)嚴(yán)重下降，管材可能會(huì)產(chǎn)生薄弱點(diǎn)。我國(guó)交聯(lián)管的標(biāo)準(zhǔn)中沒有交聯(lián)均勻度的控制指標(biāo)，只控制管材的交聯(lián)度，造成了質(zhì)量上的隱患。反觀PE-RT管材，具加工工藝簡(jiǎn)單，加工中對(duì)管材質(zhì)量的影響因素少，管材性能由材料自身來提供，只要有合適的設(shè)備，產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性比較高。對(duì)環(huán)境的影響：由于PE-X管材不可回用，一旦出現(xiàn)有的廠家舍不

9、得將不合格的產(chǎn)品廢掉，以次充好的現(xiàn)象，結(jié)果將不堪設(shè)想。PE-X不能回收，不具有環(huán)保性，隨著民眾環(huán)保意識(shí)的覺醒和國(guó)家環(huán)保力度的加大，符合更高環(huán)保要求的產(chǎn)品在未來的競(jìng)爭(zhēng)中將擁有更大的市場(chǎng)。而PE-X管中使用的引發(fā)劑對(duì)生產(chǎn)人員也會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。PE-X管由于其殘留影響人體健康，1999年1月歐洲共同體禁止在供水管中使用。安裝施工及維修的區(qū)別：塑料管埋設(shè)在硅內(nèi)，雖然施工要求很精細(xì)，對(duì)裝修地面也有要求，但在施工過程和房屋裝修的過程中，無意的局部破壞是難免的。一旦出現(xiàn)局部破壞的情況，PE-RT管材能夠熱熔連接，很容易補(bǔ)救，而且其接頭的耐久性能同管材一樣。而PE-X管材解決的唯一途徑是用金屬接頭連接，這樣在

10、硅內(nèi)便埋下了隱患，由于金屬與塑料熱收縮不同、腐蝕要不了多久就會(huì)出現(xiàn)滲水。國(guó)外一些國(guó)家明確規(guī)定金屬接頭不允許暗敷，只能明裝。上海明確規(guī)定金屬接頭不允許進(jìn)墻，所以采用可熱熔的管材作地板采暖具有明顯的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合我國(guó)的施工現(xiàn)場(chǎng)中實(shí)際操作標(biāo)準(zhǔn)仍需提高的現(xiàn)狀，采用PE-RT的材料更有現(xiàn)實(shí)意義。3、高密度PE-RT管材和中密度PE-RT管材現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)PE-RT管材生產(chǎn)商大量采用中密度PE-RT原料生產(chǎn)地板采暖管，只有少部分廠家使用高密度PE-RT原料，牌號(hào)有：巴塞爾4731B和道化學(xué)2388。根據(jù)瑞典BODYCOTEPOLYMER測(cè)試數(shù)據(jù)，高密度PE-RT(4731B)原料20C,50年的長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)度為1

11、0.69MPa和預(yù)測(cè)長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)度置信下限為10.28MPa,為PE10旅II型PE-RT樹脂。中密度PE-RT20c,50年的長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)度8.76MP矯口預(yù)測(cè)長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)度置信下限8.92MPa,為PE8C&I型PE-RT樹脂。根據(jù)“時(shí)溫等效原理”，即在壓力和溫度相同的情況下，耐壓級(jí)別高的材料可以使用更長(zhǎng)的時(shí)間，在壓力和使用時(shí)間相同的情況下，耐壓級(jí)別高的材料可耐更高的溫度。也就是說：在壓力和溫度相同時(shí)，高密度PE-RT管材與中密度PE-RT管材相比壽命更長(zhǎng)；而在壓力和使用時(shí)間相同時(shí)，高密度PE-RT管材與中密度PE-RT管材使用溫度更高。1）基本物理性能高密度PE-RT與中密度PE

12、-RT物理機(jī)械性能對(duì)比如表2所示。表2中密度和高密度PE-RT物理機(jī)械性能對(duì)比檢測(cè)項(xiàng)目中密度PE-RT高密度PE-RT基本性能密度0.9335g/cm30.947g/cm3熔體流動(dòng)速率0.64g/10min0.45g/10min物理性能耐環(huán)境應(yīng)力開裂11050hr12300hr機(jī)械性能肖氏硬度5359拉伸屈服強(qiáng)度16.522拉伸斷裂強(qiáng)度3945伸長(zhǎng)率8001200沖擊強(qiáng)度不斷24彎曲強(qiáng)度460800從上表的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)中可以看出高密度PE-RT與中密度PE-RT原料相比，高密度PE-RT原料具有較高的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能、拉伸屈服強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和彎曲強(qiáng)度。較高的耐環(huán)境應(yīng)力開裂，增強(qiáng)了該管材對(duì)環(huán)境條件的

13、適應(yīng)性，減少了因施工環(huán)境因素造成的安全事故較高的拉伸屈服強(qiáng)度減少了在施工回填過程中出現(xiàn)管材直徑變形現(xiàn)象，這一點(diǎn)非常重要，如管材在施工過程中變形，管材中就形成內(nèi)應(yīng)力，管材的壽命將大大縮短。較高的斷裂伸長(zhǎng)率更一步證明了管材具有好的韌性、抗蠕變性和耐低溫性（可在-40C使用）。較高的沖擊強(qiáng)度證明該管材具有更高的柔韌性、更好的抗蠕變性。4、華信公司生產(chǎn)的PE-RT管材華信公司為了生產(chǎn)出高品質(zhì)的PE-RT管材，采用了高密度PE-RT原料，為了充分得到高密度PE-RT管材的高性能，華信公司的生產(chǎn)設(shè)備全部采用德國(guó)巴頓菲爾辛辛那提公司的進(jìn)口生產(chǎn)線。該線具有如下特點(diǎn)：1）采用重力計(jì)量加料系統(tǒng)、定型系統(tǒng)的特殊設(shè)計(jì)和穩(wěn)定的牽引設(shè)計(jì)保證了管材尺寸的穩(wěn)定性。2）特殊的螺桿和模具設(shè)計(jì)保證了管材得到充分塑化，使得各種物理及機(jī)械性能得以穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)。3）加長(zhǎng)的定型系統(tǒng)，保證了管材的高速生產(chǎn)的需要。4）收管機(jī)采用自動(dòng)控制及特殊設(shè)計(jì)使包裝更完美。5、結(jié)論通過比較，選用華信產(chǎn)高密度PE-RT作為地?zé)峁┡墓懿挠幸韵峦怀鰞?yōu)點(diǎn):1）生產(chǎn)工藝可靠：管材尺寸的穩(wěn)定性、物理機(jī)械性能穩(wěn)定。2）連接方式具有可靠：管材和管件采用熱熔連接方式與生產(chǎn)方式，冷卻后形成幺體化”。不會(huì)