低溫?zé)崴懿牡倪x擇
一般說來,低溫采暖系統(tǒng)與建筑物同壽命(50年以上),這50年的壽命主要取決于加熱管的壽命。目前,塑料管材的種類、品質(zhì)繁多,性能各異,是不是所有的塑料管材都能保證這一點(diǎn)呢?PE管材成為低溫?zé)崴懿牡倪x擇。
由于低溫地板輻射采暖工程屬于隱蔽工程,意味著當(dāng)加熱管由于質(zhì)量問題出現(xiàn)爆管時(shí),建筑物的地面也就隨之被破壞,損失巨大。因此,用于低溫地板輻射采暖系統(tǒng)的加熱管比普通建筑用的塑料管有著更高的要求。只有這樣低溫地板輻射采暖系統(tǒng)50年的壽命才能得以實(shí)現(xiàn)。
目前,市場(chǎng)上可用于低溫地板輻射采暖的管材主要有PE-X管(交聯(lián)聚乙烯管)、PP-R管(三型無規(guī)共聚聚丙烯管)、PERT管(耐高溫聚乙烯管)、PB管(聚丁烯管),鋁塑管等,這幾種管材在低溫地板輻射采暖系統(tǒng)中都有應(yīng)用,并且各有特點(diǎn)。
加熱管材的性能指標(biāo)是一個(gè)完整的指標(biāo)體系,不能就其某一個(gè)指標(biāo)來判定能否在低溫地板輻射采暖工程中使用,能否保證其有50年的壽命。應(yīng)該對(duì)管材的壓力指標(biāo)、溫度指標(biāo)、使用時(shí)間等指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)才是科學(xué)的、有意義的。實(shí)際上塑料管材在相同的壓力下,工作溫度不同,其壽命不同;在相同的溫度下,壓力不同,壽命不同。在國(guó)際ISO9080標(biāo)準(zhǔn)中提出了“時(shí)溫等效變換法”的驗(yàn)證方法來證明這一點(diǎn),其方法是:通過提高實(shí)驗(yàn)溫度和實(shí)驗(yàn)壓力求得壽命來推算低溫使用條件下管材的實(shí)際壽命。由測(cè)試溫度與實(shí)際使用溫度之間的溫差⊿T確定外推因子Ke,實(shí)驗(yàn)得到的最大試驗(yàn)時(shí)間Tmax和Ke的乘積就是容許外推計(jì)算所能達(dá)到的最長(zhǎng)壽命。
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,PE管具有最好的耐熱強(qiáng)度,因此,在低溫地板采暖系統(tǒng)中選擇PE管作為加熱管也是最經(jīng)濟(jì)的。
蠕變特性曲線是管材長(zhǎng)期抗應(yīng)力和耐高溫性能的綜合體現(xiàn),最實(shí)際地反映了管材的使用壽命。從四種管材的蠕變特性曲線中可以得出:PE管從高溫到低溫、從1年到100年的范圍內(nèi),都沒有出現(xiàn)拐點(diǎn)。隨著時(shí)間的增加,同一溫度下的PE管的環(huán)應(yīng)力下降得很?。徊煌瑴囟认?,環(huán)應(yīng)力下降程度也較其它幾種管材小得多。從中可以得出結(jié)論:PE管能很好地適應(yīng)高溫度、高壓力下的長(zhǎng)期使用。其它幾種管材在高于60攝氏度時(shí),均在不同的時(shí)間段(最長(zhǎng)的僅為十幾年,最短的不到一年)出現(xiàn)環(huán)應(yīng)力急劇下降的拐點(diǎn),隨著溫度的提高,出現(xiàn)拐點(diǎn)的時(shí)間大大提前。
高分子塑料分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩種。理論上講,熱塑性塑料是一種熔體,它沒有固定的熔點(diǎn),成型后還可熔化,它的蠕變期較短。
熱固性塑料屬晶體,成型后不會(huì)熔化,它的蠕變期非常長(zhǎng),在100年中性能幾乎不變。在目前常用的塑料管材中,PP-R、PERT、PB屬于熱塑性塑料,而PE屬于熱固性塑料。
PE在一定的條件下大分子鏈形成游離基相互連接形成平面或立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而形成的。其方法有三種,一是硅烷交聯(lián)法;二是過氧化物交聯(lián)法;三是輻射交聯(lián)法。
三種交聯(lián)方法的實(shí)現(xiàn)條件及產(chǎn)品的優(yōu)缺點(diǎn)分析如下:一、硅烷交聯(lián)法是在聚乙烯中加入硅烷劑,成型后在水解過程中完成立體網(wǎng)狀的交聯(lián)過程,這種交聯(lián)方法所要求的條件較低,只要有水和一定溫度就可完成。硅烷交聯(lián)從工藝上分為一步法和二步法工藝,其原料的保管與包裝要求較高,同時(shí)原料的保管期很短(6個(gè)月)。硅烷交聯(lián)法是一個(gè)先成型后交聯(lián)的過程。其產(chǎn)品特點(diǎn)是表面強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度較高,但耐水性較差,產(chǎn)品交聯(lián)度會(huì)隨時(shí)間游動(dòng)。二、過氧化物交聯(lián)法是在聚乙烯中加入過氧化物交聯(lián)劑,在一定溫度(230攝氏度)的作用下逐漸完成平面網(wǎng)狀的交聯(lián)過程。這種交聯(lián)方法所要求的交聯(lián)條件較高,一旦成型后交聯(lián)度不會(huì)發(fā)生變化。它是一個(gè)先交聯(lián)后成型的過程。其產(chǎn)品特點(diǎn)是表面光潔度好,柔韌度好,但耐酸性差。三、輻照交聯(lián)法是一個(gè)物理交聯(lián)方法,它是將由高密度聚乙烯成型的管材產(chǎn)品經(jīng)αβγ射線或電子束輻照后,使聚乙烯大分子主鏈形成新的游離基,游離基間再結(jié)合即形成交聯(lián)。這種交聯(lián)方法所要求的條件極高,交聯(lián)非常穩(wěn)定,但它有一個(gè)特點(diǎn):產(chǎn)品表皮交聯(lián)度高,隨著深度增加,交聯(lián)度越來越低。此方法不宜生產(chǎn)壁厚過厚的產(chǎn)品。