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文/王闻
耐热性及承压能力.在热水地暖系统中,人们的着眼点是该塑料管材的热强度,热强度高的塑料管材可以在较高的温度下承受较大的管内压.
抗应力开裂性及抗蠕变能力.此处的开裂主要指塑料管在应力的作用下所发生的龟裂,而导致塑料管材的破坏.这种破坏一般不会被很快发现,而是经过较长时间塑料管材发生了蠕变后才可暴露出来.
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施工性能.地暖施工过程中管道出现死折是难以避免的.PE-Xa管道具有论文范文的记忆性,当管道在现场形成死折后,无需将管道割断后使用管件连接,仅需使用热风论文范文（加热温度为130℃）对管道的死折区域进行加热,管道即能自动复圆.而PB管和PE-RT管道不具有记忆性,当管道在现场形成死折后,需将管道割断后使用管件连接.
自二十世纪七十年代,塑料地暖埋地管道的出现使地暖在欧美得到迅速普及,历经40年,交联聚乙烯PEX-a管一直稳居市场主导地位,始终保持70%以上的市场份额,安全性是关键因素.管道的安全性,主要指管道的耐热性和承压能力、抗应力开裂性和抗蠕变能力,施工性能.
一、耐热性及承压能力：
将这两个问题一并讨论,更接近于工程应用环境,实际上在热水地暖系统中,人们的着眼点是该塑料管材的热强度,热强度高的塑料管材可以在较高的温度下承受较大的管内压.这些数据可由各种塑料管材的相关标准中查到.表一列出了常用于热水系统的几种塑料管材的规定.
从表一可以看出PEX管的环应力最高.在环应力为2.5Mpa,110℃的条件下,测试一年（8760h）管材不破坏,PB管仅次于PEX管,最差的为PERT管.
热水地暖的运行条件远低于110℃.按ISO/DIS10508中使用条件分级中的4级,热水地暖用条件如表二：
按表二规定,热水地暖中管材的许用应力如表三：
表三热水地暖系统中塑料管材许用应力
需要说明的是按表一PB管的环应力低于PEX管,按表三PB管的环应力（许用应力）又高于PEX管,这是由于PB管的抗应力开裂性、抗蠕变能力比PEX管差,温度越高,越为严重的缘故,后文将详述.
二、抗应力开裂性及抗蠕变能力：
这里所讨论的塑料管材的应力开裂性,主要指塑料管在应力的作用下所发生的龟裂,而导致塑料管材的破坏.这种破坏一般不会被很快发现,而是经过较长时间塑料管材发生了蠕变后才可暴露出来.对塑料管而言,它在常温下其局部即呈塑性状态,并且因其弹性模量低,分子结构比较松散,其蠕变对温度和时间有着强烈的依赖性.为了方便说明问题,我们可以比较几种塑料管材的等应变蠕变曲线图.
如图一至图三
从这三组曲线图上,我们注意到如下几点
1.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,其抗蠕能力就弱.随着时间的延续,其强度下降就比较快.这三种全塑管在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%.
2.温度与强度：同一种材料,不同温度下的蠕变曲线是平行的,温度越高,其在纵座标上的交点就越低,这就是塑料热强度对温度最敏感的一个很好的说明.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%.平行线的间距对同种材料当温差相同时,间距越大,说明该材料强度受温度的影响越大,反之就小.如PB管80~95℃（温差△T等于15℃）△б等于2Mpa（略大）,而在95~110℃（△T等于15℃ ）△б ≥2.5Mpa, 而PEX 管80~95℃ 时,△б等于1Mpa,95~110℃ 时,△б等于1.5Mpa（略大）.对不同材料,当温度相同时,曲线在丛座标上的交点越高,说明材料的强度越高,反之就低.在几组曲线中50℃以下,PB管短时间持续强度比PEX管高,而50℃以上却低于PEX管,持续时间越长,PEX管是优势越大.
3.PB管、PERT管的蠕变曲线上均带有一个拐点.在拐点以后,管材的破坏纯粹是脆性破裂,管材表面划伤,管壁厚度的突然变化（如焊接口处）,管材因蠕变造成颈缩,管材表面受到硬锐物的作用,管壁上产生的微小银纹等均会造成应力集中,而导致应力开裂,开裂的缓慢增加开裂的快速传递等,因此曲线在此阶段其斜率急剧变大,管材在此阶段运行,存在着很大风险.在这几种塑料管材中,抵抗应力破坏-抗应力开裂性最差的当属PB管,20℃时拐点A出现在11.4年左右,60℃时拐点A出现在1年左右,70℃时拐点A出现在5000h左右,而PEX管蠕变曲线上并未出现拐点,这说明它们抗应力开裂性很强,长期运用也是很安全的,这无疑也是PEX管主导热水地暖市场近30年的主要原因.
三、施工性能
地暖施工过程中管道出现死折是难以避免的.PE-Xa管道具有论文范文的记忆性,当管道在现场形成死折后,无需将管道割断后使用管件连接,仅需使用热风论文范文（加热温度为130℃）对管道的死折区域进行加热,管道即能自动复圆.而PB管和PE-RT管道不具有记忆性,当管道在现场形成死折后,需将管道割断后使用管件连接.
PE-Xa管道具有优良的裂纹不敏感性,管道上若有细小裂纹,不会造成管道在使用过程中泄漏.而PE-RT管道在施工过程中若有细小裂纹,会造成管道在使用过程中存在泄漏隐患.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被划伤,一旦被划伤这就会为工程留下隐患.美国上世界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管在美国市场上已经绝迹,采用PB管时一定要谨慎又谨慎.
PE-Xa管道和PE-RT管道都具有良好的耐气候性.管道能在夏天的极端高温(温度高于+40℃)和冬天的低温(温度低于-5℃)的条件下正常施工,PB管在低温条件下管道变脆变硬,无法进行施工.低温脆化点,也就是平常所说的脆化温度,比较能说明各种管材的低温韧性,如：PB管为-18~-20℃,PP-B管为-40℃,PEX管、PE-RT管为-60~-80℃.这比较能说明为什么PB管被冻裂的事件比较多见的原因.
PE-RT在20℃下的公称压力,S5———1.25MPa,S4———1.6MPa,S3.2———2.0MPa,S2.5———2.5MPa等.公称压力是指管材20℃时输水的工作压力.若水温在25℃-45℃之间应按不同的温度下降系数,修正工作压力.
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