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准确掌握和认识交联聚乙烯(PE-X)与耐热聚乙烯(PE-RT)管材之物理力学性能

新闻来源: 发布日期:2012-3-4

摘要:本文通过对不同标准的对比分析,认为PE-RT管材的某些物理力学性能的测试值制定的偏低,而PE-X管则制定的偏高,不能真实地反映出它们的固有属性。在做其物理力学性能检测时,应适当参考欧美标准。

 

引言

每一种管材都有其固有的力学性能。准确掌握和认识它们的物理力学性能,对于合理地选择和使用管材具有十分重要的意义。在地暖行业中,使用最普遍的管材应该是交联聚乙烯(PE-X)(以下简称PE-X)和耐热聚乙烯(PE-RT),(以下简称PE-RT)管材。因此,有必要对它们在不同的标准所被确定的各项物理力学性能指标做一对比分析,以便准确掌握和认识它们所具有的不同的物理力学性能。

在不同的标准中,PE-X和PE-RT的物理力学性能

1、中华人民共和国行业标准《地面辐射供暖技术规程》JGJ142-2004的附录D,对管材物理力学性能是这样规定的:

D.0.1 塑料加热管的物理力学性能应符合表D.0.1的规定。

 

 

2、国际标准ISO22391,对PE-RT I型和PE -RT II型分别有如下规定:

 

国际标准ISO15875:2003冷热水用塑料管道系统?交联聚乙烯(PE-X),则对PE-X管的物理力学性能有如下规定:

将国家标准和国际标准相比较,两者相关数据大致相同,只是,国家标准没有将PE-RT管分成I型和II型,且在试验环应力上做了少量调整:去掉了95℃22h液压试验环应力测试,调低了95℃165h液压环应力(比国际标准中的PE-RT I型II型都低)。95℃1000h液压试验环应力则是I型与II型的平均值。

从以上的几个标准中,似乎看不出什么问题。况且又是国家标准和国际标准,不应该有丝毫的疑义。但是,在实际情况下,PE-X管按照上述的物理力学性能进行检测大多数不合格,甚至找不到送检合格的PE-X管来。09年烟台一家房地产开发商首选的是PE-X管,选择数家国家及省名牌产品,但抽样检测都不合格,当时,厂家皆认为当地检测机构的检测设备有问题,又特意选了几个品牌到大连的一家国家级检测机构进行检测,其结果令人吃惊:无一合格!最后只好改用了PE-RT管。很多人认为,PE-RT管和与PE-X管比较没有应用性能以及成本上的优势。但是在被迫选择PE-RT管的情况下,PE-RT管是否在可靠性上就有优势呢?如果仍然按上述标准进行检测的话,检测几乎可达到100%的合格率,那怕掺有一定的假料。(参见《国内PE-RT管生产厂家用概况及建议》)。但参照一些欧美国家的标准,结果就不一样了:

美国标准ASTM对不同温度下PE-X管的设计应力及压力等级有如下规定:

两者对比,在82.2℃的温度下两者的力学设计应力完全相同,而在常温下,PE-RT的设计应力竟比PE-X的设计应力还要高0.07MPa,这与国家标准和国际标准的规定是截然不同的。如果按照此标准进行物理力学性能检测,PE-RT就不会有优势可言了。

对下面四个表进行对比分析可以看出(DN ≥16mm):

1、PE-X管测试的最高温度是93.3℃,而PE-RT的最高测试温度为82.2℃,这似乎可以看出PE-X管的温度工作区间要大于PE-RT的温度工作区间。

2、持续压力下,82.2℃的测试压力PE-X管和PE-RT管完全相同,而在23℃时,其测试压力或相同,或PE-RT管材的要更大一些(有不同的测试基准)。

3、破坏压力下,82.2℃时,PE-RT管的测试压力比PE-X管要高许多。

即短时间内,PE-RT的耐热性能更好一些。

那么,是否就可以说,PE-RT管用于地暖就更耐热呢?答案是否定的。用于地暖的管材关键性能是长期性,即长期在较高温度和压力下的工作能力,而这种关键的长期性能是不能通过短期的检测准确地反映出来的,所谓的持续水压测试,其测试时间也不过是1000h。即使如此,在通常的见证检测中也是难以做到的,这距几十年的实际应用情况相差甚远。一旦使用有误,将在数年后出现严重的漏水问题。在这一点上,德国标准更体现得一目了然。

德国工业标准DIN

DIN标准表明,PE-X比PE-RT管更具耐热和耐压性能,或者说,在同样的压力和温度下,寿命更长些。

在这里,随便说明一下,耐热聚乙烯PE-RT的英文名字为“polyethylene of raised temperature”,译为汉语应是:升温聚乙烯。亦不要被不太准确的现译名所误。

结语:

在对管材的物理力学性能进行检测时,其检测指标必须和管材的固有性能相适应。检测指标定得过高,会有大量的可用管材被淘汰,而指标定的过低,又失去了检测的意义,使不合格的产品也成了可用之材。对比欧美标准,国家标准和国际标准在制定PE-X和PE-RT的设计压力和环应力测试值时,PE-X的值要明显高于PE-RT的值,这与它们的固有性能是不相适应的。PE-X管韧性好,在确保一定的使用年限的情况下,与PE-RT比耐温性能和耐压性能更好一些,是地暖管材的良好产品,尤其在北方寒冷和严寒地区,供暖周期长,供水温度和压力较高,使用PE-X管更有其优势。而PE-RT比较柔软,可以熔接,施工也方便一些,则更适合于采暖期较短、供水温度较低的地区,比如壁挂炉用户。只要使用合理了都是好管材。从欧洲各国的使用情况看,PE-X管仍是主流。这与国内PE-X管在逐年退缩的现象是不一样的。建议在做管材的物理力学性能指标检测时,参考欧美标准,并对PE-X管材“公平”一些。这样,才能做到“物尽其用”。