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耐热聚乙烯PE-RT材料的发展和应用技术(上)2019-10-08


  摘要:本文依据目前国内已经发布的相关标准简单介绍了PE-RT的分类、市场上常见的PE-RT牌号及PE-RT选用原则。针对PE-RTⅠ型及Ⅱ型的特性不同,分析得出Ⅰ型非常适合地板采暖系统,而Ⅱ型在生活热水系统应用领域比PE-RTI型更能体现出突出优势。本文介绍了利安德巴塞尔Hostalen4731BPE-RTⅡ型原料的特性和PE-X相关设计应力的对比,阐述了其承压性能强于PE-X的优势。

  耐热聚乙烯(PE-RT)作为一种非交联工艺的PE材料,既保留了PE耐低温的特性,又大大提升了其在高温下的耐蠕变性和强度,近年来成为建筑物内冷热水应用领域的新型材料。

  近年来随着国内建筑市场的高速发展及地暖系统应用的快速普及到深入人心,巨大的市场需求带来了巨大的市场机会。在欧洲等国外市场还习惯于使用几十年来经受住长久考验的PE-X时,耐热聚乙烯(PE-RT)管材一经问世,在中国市场就得到了迅速的发展,相比国外得到了空前广泛的应用。

  PE-RT原料的供应商主要来自欧洲和韩国几个知名化工企业。Dow化学上世纪八十年代最早研发出PE-RT材料,1991年推出经过论证的Dowlex2344E,是PE-RTⅠ型材料的典型代表。随后经过论证的材料品牌和标号相继由其他化学巨头研发面世,如SKDX800、LGSP980、大林XP9000等。经历二十余年的发展,强度更高,长期耐热性能更佳的原料PE-RTⅡ型投放市场,主要牌号有陶氏化学Dowlex2388、利安德巴塞尔Hostalen4731B、欧洲道达尔XRT70、LGSP988等。

  按照材料发展的阶段和材料性能等级,相关材料标准也不断完善和发展,从早期的单一定义PE-RT到现行不同等级的PE-RTⅠ型(Ⅰ型耐热聚乙烯)和PE-RTⅡ型(Ⅱ型耐热聚乙烯)。

  与PE-RT材料的相关的国外标准,目前可实现全市任一点区域 3天内逐小时精准天气,最早的关于PE-RT的权威标准是德国标准DIN16833:2001(2007)《耐热聚乙烯管道(PE-RT)一般质量要求检验》;DIN16834:2001《耐热聚乙烯管道(PE-RT)一尺寸》和DIN4721:2001《高温地板采暖系统及散热器采暖系统用塑料管道一耐热聚乙烯(PE-RT)》。2009年,DIN16833-2009(替代2007版)《耐热聚乙烯管(PE-RT)Ⅰ型PE-RT及Ⅱ型PE-RT一般质量要求及试验》,之前涉及的PE-RT仅相当于Ⅰ型,2009年版增加了PE-RTⅡ型内容。

  对于欧洲普遍适用的ISO国际标准也同样经历了不同发展阶段ISO/DIS22391-1:2008(替代ISO/DIS22391-1:2007,2004)《冷热水塑料管道系统—耐热聚乙烯(PE-RT)》内容涉及了Ⅰ型和Ⅱ型PE-RT材料,早期的版本涉及的PE-RT仅相当于Ⅰ型。

  国内涉及到PE-RT的相关标准,早年有城镇建设行业标CJ175-2002《冷热水用耐热聚乙烯(PE-RT)管道系统》、JGJ142-2004《地面辐射供暖技术规程》。今年3月1日,新的国家标准GB/T28799—2012《冷热水用耐热聚乙烯(PE-RT)管道系统》正式开始实施,修编后的JGJ142-2012《辐射供暖供冷技术规程》也于今年6月1日开始实施。新颁布的两个标准都涵盖了Ⅰ型和Ⅱ型PE-RT材料的相关内容。

  新的国家标准GB/T28799—2012《冷热水用耐热聚乙烯(PE-RT)管道系统》,一经颁布就引起了国内同行的普遍关注。

  该标准制定参考了国际标准ISO22391-1:2007《冷热水用耐热聚乙烯(PE-RT)管道系统》和奥地利国家标准ONORMB5159:2004《冷热水用耐热聚乙烯(PE-RT)管道系统》,紧密跟踪标准的制定工作进展和管道原材料的最新发展,并结合我国耐热聚乙烯管道生产使用实际,将PE-RTⅠ型及PE-RTⅡ型进行了区分。

  此标准并不是完全参照或者等同于国外或者国际标准,有其独特性。与国际标准相比,新国标的相同之处在于:PE-RTⅠ型预测静液压强度参考曲线完全等同;PE-RTⅡ型的预测静液压强度参考曲线上不存在拐点,耐高温特性比Ⅰ型比明显提高,但是同等温度下新国标PE-RTⅡ型静液压强度比国际标准ISO22391要高。见图1、2、3。

  新的国标实施前,CJ175-2002《冷热水用耐热聚乙烯(PE-RT)管道系统》为国内通行的标准。

  从上表的数值可以看出,ISO22391标准中,在95℃温度下,三个关键控制点22h、165h、1000h的静液压环应力测试值,对于PE-RTⅠ型和Ⅱ型材料的区别并不大,以165h为例,PE-RTⅡ型测试值为3.7MPa,PE-RTⅠ型测试值为3.6MPa。因此很难通过短期的测试进行区分判断。

  由于新国标在PE-RTⅡ型材料的测试指标高于与ISO标准,就意味着目前市场上的PE-RTⅡ型材料也需要甄别是符合满足新国标的标准要求,还是仅达到了ISO国际标准的要求。一般来说,能够满足新国标各项指标要求的Ⅱ型材料一定符合并高于ISO要求。也就是说,按照新实施的国标GB/T28799之规定,只有符合满足国标PE-RTⅡ型预测静液压强度参考曲线才是达标合格的。

  在新国标GB/T28799明确规定用于生产管材的PE-RT材料应是符合该标准要求的混配料,同时规定生产商应提供材料的预测静液压强度曲线,不允许使用其他来源的回用料。

  在加工PE-RT管材的过程中,在上述混配料中掺加其他管材料或线性聚乙烯或者使用不能满足预测长期静液压强度曲线要求的PE-RT原料的行为是极其错误的。基于上述行为而加工的管材,无法保证其在地暖领域中的长期使用性能,使用这种管材甚至可能给用户带来严重后果。



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