浅谈塑料管材在采暖系统中的应用

　　浅谈塑料管材在采暖系统中的应用

　　邵永生

　　摘要：目前塑料管材在采暖方面应用的主要形式有两种，一是新建楼房低温(45～65℃)地面辐射采暖，二是旧楼房分户供暖改造的管路系统。应用何种塑料管材取决于采用何种采暖方式，本文通过对各种管材的物理化学性能、施工安装、性价比等方面进行综合比较，阐述了今后若干年我国热水采暖系统管材应用的前景。

　　关键词：采暖 管材 性能 PE—X PE—RT

　　近年来，随着塑料工业不断发展，塑料管因其重量轻、耐腐蚀、水流损失小、安装方便等特点受到了管道工程界的青睐，塑料管材正不断替代金属或其他传统材料的管材，发展十分迅速。在建材领域内塑料管的应用也有了飞速的发展，塑料管材的种类也越来越丰富。

　　目前在我国应用于热水采暖系统中的管材有聚乙烯(P E)管，聚丙烯(PP)管，铝塑复合管，另外还有少量的丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物(ABS)管等。在我国东北地区热水采暖系统形式主要有散热器采暖系统和地面辐射采暖系统,下面就各种管材在热水地面辐射采暖系统中的应用做一些分析比较。

　　1 交联聚乙烯管(PE—X)：

　　目前PE—X管材在地面辐射采暖系统中的应用率是最高的，合格PE—X管材具有力学性能好、耐高温和低温性能好等优点，水温20℃，水压为1.0MPa，使用寿命可达50年以上，耐低温;弯曲应力相对集中，弯曲半径R≥200mm(此数值越大弯曲度越差);价格相对其它品种便宜，安装方便且制作成本较低。但是，PE—X管材没有热塑性能，不能用热熔焊接的方法连接和修复，如果加热管损坏，最好的方式是更换整个支路的加热管;若采用连接件进行修补，则增加了整个地暖系统的不安全性。连接方式为锁扣夹紧式，施工工艺要求较高，无法热熔焊，管材出现漏洞难以修补;管材相对较硬，其耐压耐温等特性主要取决于“交联度”，交联度达到要求的PE—X管性能非常优越，但价格也非常高昂。

　　2 铝塑复合管(PAP)

　　PAP管材同样具有一般塑料管的特点，具有不生锈，不结垢，不污染水质，耐热、环保、节能等优点，可用作冷水管、热水管等，在地面辐射采暖管方面有一定的竞争力，由于PAP管材是以盘管形式出现的，具有裁切简单、连接方便、随意弯曲等诸多优点，特别适用于暗敷且管段相对较长的室内供给水系统。缺点是铜接头价格贵，还缩小过水断面，施工过程中在管道调直、剪切及连接等方面，极易出现质量问题，所以在目前的地面辐射采暖系统中应用较少。

　　3 交联铝塑复合管(XPAP)

　　耐压能力强，耐高温，不透氧，易弯曲，不反弹;但是它不能二次熔焊，故一般采用机械卡式连接，此种接头在热胀冷缩时易产生拉拔作用，容易引起渗漏。铝塑复合管由五层材料构成，其结构为铝板与聚乙烯复合而成，两种材质热膨胀系数相差很大，若长期冷热交替变化，易造成两种材质相互脱落，管道强度和导热性下降，甚至导致管道开裂。另外其热膨胀系数与混凝土的热膨胀系数差别亦较大，温度的变化也会造成混凝土层的开裂。XPAP的价格较PE—X、PP—R等管材高，因此在地面辐射采暖系统中应用较少。

　　4 无规共聚聚丙烯管(PP—R)

　　4.l PP—R管为聚丙烯(PP)管改性后的共聚聚丙烯管材，由于PP—R管是热熔性管材，且管材、管件都使用同一种材料，因此在连接时可采用热熔、电熔焊接方式，此种方式速度快，操作简单，安全可靠。PP—R管材材质轻、强度好、耐腐蚀、具有不生锈、不结垢、耐热、防冻、保温、废料可以回收利用等优点。

　　4.2 但PP—R用于系统的工作压力小于0.60 Mpa、长期使用的工作温度<70℃的场合。而高层采暖工作压力最低要求0.8MPa以上，0℃一70℃水在实际运行中难以保证。弹性模量大、材质太硬，DN25无盘管，因此造成地下接头过多，需用管件也多，施工麻烦，易漏水;热胀性大，易出现地面龟裂、垫层表面易出现龟裂现象;内径小，影响采暖效果;蠕变性能差。

　　4.3 PP—R管弹性模量是800(PB管是350)，PP— R管热胀系数为0.18(PB管是0.13)，PP—R管的弹性模量过大，质太硬;其热胀系数偏大，易温差变形，易出现地面龟裂影响采暖效果。PP—R管在输送50℃、0.96MPa热水时，寿命只有25年;而PP—B管耐温、耐压则更低。

　　5 聚丁烯管(PB)

　　5.1 PB管为聚丁烯高分子材料，该材料重量轻、低温下抗脆性、抗冲击性，有良好的柔韧性，耐腐蚀，其用于压力管道时的耐高温特性尤为突出，在70℃、1MPa条件下可连续使用50年。脆化温度低(-30℃)，在-20℃以内结冰不会冻裂。管材表面粗糙度为0.007，不结垢，无需作保温，保护水质，抗紫外线，防异物(微生物)生长;可热熔和电熔连接，使用效果很好。目前在欧美等发达国家，PB管已广泛采用。

　　5.2 PB管耐蠕变性能和力学性能优越，几种管材中最柔软，相同的设计压力下设计计算壁厚最薄。在同样的使用条件下，相同的壁厚系列的管材，该品种的使用安全性最高。但传热系数低于PE—RT，且原料价格最高，是其它品种的一倍以上，当前在国内地暖应用面积较少。

　　6 嵌段共聚聚丙烯管(PP—B)

　　耐低温性能好、弯曲模量高、连接性能优越和原料成本低。但耐热性能相对其它产品而言较差。

　　7 耐热增强聚乙烯管(PE—RT)

　　7.1 PE—RT是一种新型采暖专用管材，其物理技术特性是：在工作温度为70℃，压力为0.8MPa条件下，PE—RT管可安全使用50年以上。PE—RT原料获得了国际专门认证机构Bodycote—Broutman公司的地面辐射采暖材料认证，允许用于180°F(82.2℃)的高温领域。

　　7.2 PE—RT管可采用热熔连接方式连接，遭到意外损坏也可以用管件热熔连接修复，连接处没有接头，可大大提高连接质量、减少质量事故。PE—RT具有良好的柔韧性，最小弯曲半径为5倍管材直径，在地面辐射采暖工程施工过程中可以通过盘卷和弯曲的方法，降低施工成本。其特有的“应力松驰性能”，管道弯曲时，在弯曲部分的应力可以很快得到松弛、不会出现“回弹”现象，PE—RT的脆裂温度低，具有优异的耐低温性能，管道弯曲时无需预热，即使在冬季低温情况下施工也很方便;内壁光滑，对水的摩擦阻力小，能减少结垢，避免堵塞;PE—RT管可回收再利用，不污染环境。

　　7.3 PE—RT管是聚乙烯中现阶段唯一不需交联就可用于热水管的一个品种。它的生产工艺简单、容易控制，管材质量稳定可靠。PE—RT管的价格比交联铝塑复合管XPAP低;散热性能好(热传导系数与PE—X相当，远高于PB和PP—R)。PE—RT管材的综合性能优异，价格适中，性价比很好。其优异性能已得到了有关行业管理机构的充分肯定，生产和应用均已成熟，具备了大规模推广应用的条件。

　　随着中国的经济在持续高速增长，城市住宅等建设的需求为塑料管开辟了空前的大市场，这将会使我国采暖用管材的发展进入一个崭新的阶段。