关于采暖用PEX、PE-RT和PB等管材性能比较的探讨

关于采暖用PEX、PE-RT和PB等管材性能比较的探讨

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中国塑料管道专家委员会成员  于东明

欧洲是地暖的发源地,也是绝大多数塑料管材的诞生地,他们对地暖和塑料管材所积累的经验和教训,对我们的国家都是十分重要的参考依据,权威的KWD公布的数字为, 2005年欧洲地暖市场上PEX管市场占有率约为52.2%名列第一,第二位是PE-RT管,市场占有率约为25%第三位是M/P管(仅指铝塑复合管)约占11%-14%,PB管仅为3.9%左右名列第四,还少量使用铜管,而PP-R管仅在瑞士少量使用,占欧洲地暖市场的1.7%左右,已接近退出市场。 
    亚洲的日本仅使用PEX管(含PE-Xa和PE-Xb),而韩国几乎100%使用PE-Xa管。 
    PB管是所有这些管材中最娇气的,抗划痕能力极差,但搬运和安装又很难避免不被划伤,一旦被划伤这就会为工程留下隐患。北京某工程10万多m2,采用PB管,出现了1000多个渗漏点;某别墅采用PB管做地暖17个环路,做垫层时碰坏了4个环路,而试水压时水未吹净冬天未供暖又冻裂了5个环路。美国上世纪末曾发生过轰动一时的PB管泄漏事件,17万人上诉,索赔额7.5亿美元,但结案时赔偿额高达9.5亿美元,美政府为了平息这一事件花费高达近20亿美元,目前PB管在美国市场上已绝迹。目前,我国在使用地暖管材方面,PB管应用的也很少,但在北京却有相当的市场,这与北京特殊的地理位置、文化背景和消费观念有很大关系,有时价格的高低并不能代表质量好坏、性能的优劣,因此我们采用PB管时一定要慎之又慎。 
    PE-RT管目前世界上仅有美国的DOW和韩国的SK两公司制造这种原料,荷兰把这两个公司的原料制造的管材分为两个级别,DOW原料接近于PEX;SK低于DOW,ISO也 拟接受荷兰的方案。目前,在国内PE-RT管多采用韩国SK的原料,少数采用美国DOW的原料,但值得关注的是许多小企业即不用SK的原料也不用DOW原料,而仅用普通  HDPE原料冒充PE-RT,或混合使用。东北某公司采用马来西亚的原料制造PE-RT管材,笔者通过DOW公司了解到马来西亚并不能制造PE-RT树脂,因此,选用PE-RT管时,一定选用信誉较好的企业产品。 
    几种地暖管材的蠕变性能比较: 
   
  
     
    从这四组曲线图上,我们注意到如下几点 
    a斜率:不同的管材,其蠕变曲线的斜率是不一样的。斜率小的,表明该管材抗蠕变能力强。随着运行时间的延续,其强度仅有微小变化。反之,曲线斜率大,其抗蠕变能力就弱。随着时间的延续,其强度下降就比较快。这四种全塑管在70℃时,从1h开始到50年终止,其强度保持率分别为;PEX管83.9%;PB管为74.3%;PE-RT管为62%;PP-R管为42.7%。 
    b温度与强度:不同的管材,其蠕变受温度的影响也是不一样的,热媒温度由20℃提升到110℃,经过的时间都是8760h,它们的强度的保持率分别为PEX管21%;PE-RT管 17.4%;PB管16.7%;PP-R管16.5%。 
    c拐点:有的曲线上有拐点,有的曲线上则没有拐点,有的拐点出现的比较早有的拐点出现的比较晚。拐点的产生与管材用原料树脂的分子量、分子量分布和短支链的分支有关。有拐点的曲线,说明该种管材抵抗微小银纹产生的能力比较弱。宏观上,这种管材对表面的划痕就比较敏感。耐应力开裂性就差。若曲线上在推导的时间内未出现拐点,则表明该管材抗划痕能力、耐应力开裂性都比较强。曲线上没有拐点或有拐点但在拐点的左侧,管材的破坏多为韧性破裂,造成原因主要是超负荷。要么温度过高,要么是工作压力过大。若不超负荷,管材运行的安全性是比较高的。曲线拐点的右侧,管材的破坏主要是脆性破裂,管材在此阶段运行,其安全性相对就差一些。 
    拐点的产生,与时间和温度都有关系,PB管蠕变曲线上的拐点,在10℃、20℃时即已出现、PE-RT管在60℃时出现、PP-R管在70℃时出现、PEX管则未出现。70℃时,PB管曲线上的拐点产生在5000h左右、PE-RT管产生在50000h左右、PP-R管产生在100000h以后、PEX管在438000h以前未出现。 
    d强度:从四组蠕变曲线上可以看出,短期强度,如1h、10h,PP-R管、PB管都比较高,而PEX管、PE-RT管比较低,但作为热水地暖系统的管材短期性能并不具有实际意义,还应看其长期性能,长期性能在较低温度下和较高温度下其表现又有较大差异,其中,PB管在70℃以下长期强度高于其它几种管材,而在更高的温度下,PEX管的强度高于其它几种管材,PB管名列第二,PB管较高的强度或多或少弥补了它的许多先天不足,所以在一般的评价中仍然认为它的综合性能要优于PP-R管,更优于PP-B管,纵然如此,笔者认为,在选择PB管时仍应慎重,美国的PB管泄漏事件事故分析报告中指出“没有按要求将管材敷设在垫有不含锐石的松沙土层的壕沟内”,它的娇气程度是不言而喻的。

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