塑料供熱管材

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1、供暖散熱器（片）常用塑料管材的選用劉啟明（山東省建設(shè)發(fā)展研究院濟南250001）摘要：本文分析了PP-R、PP-RCT、PB、PE-RT四種管材在供暖極限條件下和國標(biāo)要求的供暖條件下環(huán)應(yīng)力-壽命-溫度的關(guān)系，通過計算并參考計算數(shù)據(jù)在理論上分析常用散熱器供暖管材實際應(yīng)用所必須的適用條件，為散熱器供暖管材的設(shè)計選用提供參考。關(guān)鍵詞：散熱器供暖塑料管材作為常用散熱器供暖，一直以來采用最多的就是鍍鋅鋼管，隨著國家在城鎮(zhèn)新建住宅建設(shè)中，禁止將冷鍍鋅鋼管用于室內(nèi)給水管道，并根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況逐步限制禁止使用熱鍍鋅鋼管，推廣應(yīng)用各種塑料管材的政策推出，現(xiàn)有階段的供水、供暖已基本實現(xiàn)了管道的塑料化

2、。然而，針對散熱器供暖，目前國家和行業(yè)以及各省都未有相應(yīng)的針對散熱器采暖的管材設(shè)計技術(shù)規(guī)范，基本靠各管材相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計人員積累經(jīng)驗進行設(shè)計，給使用帶來了些許安全隱患。本文通過分析四種常用采暖用管材的環(huán)應(yīng)力-溫度-壽命的關(guān)系，討論了四種管材在供熱應(yīng)用中的優(yōu)缺點。一、常用作采暖系統(tǒng)的塑料管材目前，在采暖系統(tǒng)中常用的塑料管材主要包括交聯(lián)鋁塑復(fù)合管（XPAP）、交聯(lián)聚乙烯管（PE-X）、無規(guī)共聚聚丙烯管（PP-R）、聚丁烯管（PB）、耐熱聚乙烯管（PE-RT）以及市場上出現(xiàn)不久的PP-RCT管材，這里面XPAP由于多種原因現(xiàn)已很少應(yīng)用，而用量較大的PE-X多用在地板采暖中，由于管材本

3、身的性能限制，基本不用在散熱器采暖上，所以在散熱器（片）的采暖管材選用上本文重點分析了其它四種管材，即PP-R、PE-RT、PP-RCT和PB管材。PP-R：丙烯無規(guī)共聚物，含有不多于50%（質(zhì)量）的其他烯烴單體（可以是多種），沒有除烯烴以外的其他基團與丙烯共聚；作為PP的改進型產(chǎn)品，無規(guī)共聚改性聚丙烯（PP-R）材料在保持聚丙烯（PP）材料耐熱性能好、抗拉伸強度高等特點的同時，也提高了材料的韌性和抗環(huán)境應(yīng)力開裂、耐低溫沖擊等性能。該類材料和制品質(zhì)輕、節(jié)能、連接可靠性能高、安裝方便等。〔1〕PE-RT即耐熱聚乙烯，是一種采用特殊的分子設(shè)計和合成工藝生產(chǎn)的一種中密度聚乙烯。它采用乙

4、烯和辛烯共聚的方法，通過控制側(cè)鏈的數(shù)量和分布得到獨特的分子結(jié)構(gòu)，來提高PE的耐熱性。由于辛烯短支鏈的存在使PE的大分子不能結(jié)晶在一個片狀晶體中，而是貫穿在幾個晶體中，形成了晶體之間的聯(lián)結(jié)，它保留了PE的良好的柔韌性，高熱傳導(dǎo)性和惰性，同時使之耐壓性更好。PP-RCT（βPP-R）是一種帶有β結(jié)晶結(jié)構(gòu)的PP無規(guī)共聚物。PP-RCT（βPP-R）管材因改變了晶體結(jié)構(gòu)從而提高了耐熱性和長期熱穩(wěn)定性，同樣規(guī)格管材可提升一個壓力等級使用，PP-RCT（βPP-R）由于特殊的β晶結(jié)構(gòu),使其具有剛?cè)嵯酀膬?yōu)良特性,低溫脆性由原來的5℃提高到-5℃,韌性得到大大提高，同時該管材具有優(yōu)良的長期耐熱

5、耐壓性能?！?〕聚丁烯（PB），以1-丁烯，2-丁烯，或異丁烯為單體或其混合物為單體聚合或共聚合制得的聚合物。是一種線型分子結(jié)構(gòu)的等規(guī)半結(jié)晶性聚烯烴熱塑性塑料，結(jié)晶度一般為50-55%。其密度處于其它熱塑性如PE或PP范圍之內(nèi)，具有很高的耐溫性，持久性、化學(xué)穩(wěn)定性和可塑性，無味、無毒、無嗅的優(yōu)良性能。市場上的聚丁烯管主要是采用?1-?丁烯單體通過等規(guī)立構(gòu)聚合反應(yīng)而生成的聚丁烯料經(jīng)擠出而成，具有耐高溫，耐寒凍的特點，化學(xué)穩(wěn)定性好，可塑性強，無味、無毒，有多種連接方式（熱粘接式接頭焊接、熱螺旋式現(xiàn)場焊接、機械夾緊式連接），管材性能與交聯(lián)聚乙烯管相似，但相對強度更高，有更高的耐蠕變性?

6、和高溫下的性能保持性，導(dǎo)熱系數(shù)為?0.24W/m·K?，保溫性能好，在長期連續(xù)工作壓力下，輸送水溫可達95?℃，是理想的小口徑供水供暖新型管材。對塑料管材的采暖應(yīng)用上，管材的持續(xù)耐久性檢測指標(biāo)是重要的參考條件之一，下面是PP-R、、PE-RT、PP-RCT、PB管材各執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)對照。靜液壓管材種類168h靜液壓應(yīng)力MPa（95℃）1000h靜液壓應(yīng)力MPa（95℃）8760h靜液壓應(yīng)力MPa（110℃）PP-R（GB/T18742.2-2002）3.83.51.9PE-RT（CJ/T175-2002）3.553.51.9PP-RCT（DIN8078）4.03.82.6PB（GB

7、/T19473.2-2004）6.26.02.4二、PP-R、PE-RT、PP-RCT、PB管材在供暖應(yīng)用中的理論計算塑料管材的使用壽命，受溫度和應(yīng)力的雙重影響，其函數(shù)關(guān)系式可表示為：Lgt=A+（B/T）×lgσ+C/T+D×lgσ（公式1）式中：A、B、C、D——常數(shù)（取決于不同管材，可在相應(yīng)的ISO標(biāo)準(zhǔn)中查到）t——破壞時間，即管材的使用壽命，單位為小時（h）；T——使用溫度，單位為開爾文（K）；σ——管材的靜液壓應(yīng)力（環(huán)應(yīng)力），單位為兆帕（MPa）。另外，計算還需要用到的