低溫供熱領(lǐng)域耐熱聚乙烯PE-RT II保溫復(fù)合塑料管的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

姜信杰

（遼寧城建設(shè)計(jì)院有限公司，遼寧 沈陽 110168）

0 引言

在中國北方寒冷地區(qū)，室外或溫度較低的室內(nèi)，輸水供熱的管線普遍采用外加保溫管的鋼管。由于鋼管易生銹、易腐蝕并在運(yùn)輸、施工、維修等方面成本較高，隨著技術(shù)的進(jìn)步，塑料管道的應(yīng)用逐漸增多，現(xiàn)已廣泛用于市政行業(yè)。耐熱塑料管道材料的使用，使塑料管道開始向低溫供熱領(lǐng)域發(fā)展，為低溫供熱領(lǐng)域供熱管道的設(shè)計(jì)提供了新的選擇。目前供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)供水溫度一般不大于85℃，對(duì)于采取集中供熱的二次網(wǎng)和小型熱水管網(wǎng)，塑料管的耐溫性能均可滿足使用要求，低溫供熱領(lǐng)域中塑料管代替鋼管具備可行性，擁有較好的市場(chǎng)前景。這也充分響應(yīng)了國家關(guān)于發(fā)展節(jié)能、環(huán)保產(chǎn)品和“以塑代鋼”的發(fā)展號(hào)召。

1 PE-RT II管介紹

PE－RT屬于聚烯烴族熱塑性塑料，它的密度和熱塑性與傳統(tǒng) PB、PE或 PP范圍相同，它的原材料樹脂由乙烯與己烯組合而成。特殊的分子結(jié)構(gòu)使其具有較好的耐溫能力與抗壓能力。而且其生己烯程無需交聯(lián)。與傳統(tǒng)PE管相比，其聚合過程中引入了辛烯共聚單體，乙烯基支鏈則會(huì)逐漸形成多個(gè)側(cè)鏈，較多的乙烯基側(cè)鏈經(jīng)過多次的相互纏繞結(jié)合，最終形成片狀晶體結(jié)構(gòu)[1]。

PE-RT II型預(yù)制直埋保溫管是由保護(hù)管、保溫層和工作管組成。PE-RT II預(yù)制直埋保溫管具備良好性能，可以被用于市政低溫供熱領(lǐng)域中。外保護(hù)層材料采用高密度聚乙烯材料；保溫層采用硬質(zhì)聚氨酯泡沫；工作管采用II型耐熱聚乙烯管，其耐溫范圍為-40至110℃。

1.1 PE-RT II管—外護(hù)管

外護(hù)管位于最外側(cè)，其作用是阻擋外力對(duì)保溫層的破壞。高密度聚乙烯外護(hù)管是以高密度聚乙烯為材料，采用先進(jìn)的工藝與設(shè)備生產(chǎn)而成。聚乙烯外護(hù)管應(yīng)具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和耐沖擊能力、較好的耐腐蝕和耐低溫能力、施工方便及密封好無滲漏等優(yōu)點(diǎn)，使用壽命30-50年。

表1 PE-RT II管外護(hù)管主要技術(shù)指標(biāo)

1.2 PE-RT II管—保溫層

保溫層位于管道中間層，其作用是減少管道輸送過程中熱量的散失。保溫層采用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料，保溫材料本身具備一定的粘接強(qiáng)度，將工作管、保溫層和外套管粘接形成一個(gè)整體。聚氨酯直埋保溫管泡沫具備較好的機(jī)械能力與絕熱能力，一般情況下耐溫可以達(dá)到120℃，通過改造性能或與其它隔熱材料組合的方法，耐溫可以達(dá)到180℃[2]。

表2 PE-RT II管保溫層主要技術(shù)指標(biāo)

1.3 PE-RT II管—工作管

工作管位于保溫復(fù)合塑料管中，其作用是輸送流體介質(zhì)。

2 PE-RT II管應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

2.1 降低工程造價(jià)

經(jīng)測(cè)算，低溫?zé)崴艿啦捎酶呙芏染垡蚁┳霰Ｗo(hù)層時(shí)，可以降低工程造價(jià)的20%左右。

表3 PE-RT II管工作管主要技術(shù)指標(biāo)

2.2 具備較強(qiáng)的耐溫承壓性能

PE-RTⅡ管屬于PE管的改性型產(chǎn)品，因此其結(jié)構(gòu)與PE管結(jié)構(gòu)相似，低溫脆性最低可以達(dá)到-40℃。；PE管的使用溫度最高為40℃，PE-RTⅡ在耐溫方面提升到80℃；承壓能力較高，設(shè)計(jì)壓力可達(dá)0.8Mpa。

2.2 熱損耗低，節(jié)約能源

PE-RT II管的導(dǎo)熱系數(shù)為在λ＝0.013～0.03kcal／（m·h·℃）之間，與其他管道保溫材料相比，其導(dǎo)熱系數(shù)低得多，因此保溫效果明顯提升。低吸水率，其吸水率約為0.2kg／m2。吸水率低是由于聚氨酯泡沫的閉孔率較高，可以達(dá)到90%以上。較低的吸水率和導(dǎo)熱系數(shù)，外側(cè)為高密度聚乙烯保護(hù)殼，明顯降低了供熱管道的整體熱耗。

2.3 防腐強(qiáng)，絕緣好，使用壽命長

保溫材料緊密粘結(jié)在PE-RT II工作管外側(cè)，隔絕了環(huán)境中空氣和水的進(jìn)入，具有較好的防腐效果。發(fā)泡孔是閉合的，吸水率小。高密度聚乙烯外殼本身就具有良好的防腐與絕緣性能。因此，工作PE-RT II管外皮可以有效避免外界環(huán)境的侵蝕。根據(jù)資料，某些PE-RT II管的使用壽命可達(dá)50年以上，比以往傳統(tǒng)的鋼管使用壽命高3倍左右。

2.4 施工方便，利于環(huán)境保護(hù)

PE-RTⅡ?yàn)闊崴苄运芰?，管道連接時(shí)可以通過加熱的方式使產(chǎn)品互相連接，具有較多樣的施工方式。其連接方式：dn63以上管件采用熱熔對(duì)接；dn63以下管件采用熱熔承插；dn20—dn250管件采用電熔連接；dn20—dn250管件采用機(jī)械連接。管道加工和挖溝同時(shí)進(jìn)行，現(xiàn)場(chǎng)只需連接，可以減少工期約一半左右。

2.5 安全

PE-RT II管材具有優(yōu)秀的抗破壞的能力，可以保證管道的使用安全。為了增加管材的使用年限，可將高端產(chǎn)品的性能優(yōu)勢(shì)引入PE-RⅡ管材產(chǎn)品中[3]。

PE-RT II管具有傳統(tǒng)鋼管不具備的實(shí)用性能，且具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，采用PE-RT II直埋供熱管道技術(shù)，將促進(jìn)中國供熱事業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。伴隨PE-RT II直埋供熱管道技術(shù)的發(fā)展與完善，在低溫供熱領(lǐng)域PE-RT II管道直埋取代傳統(tǒng)鋼管勢(shì)在必行。

表4 PE-RT II管與鋼管對(duì)比優(yōu)勢(shì)分析表

3 結(jié)語

目前，我國供熱管網(wǎng)仍以鋼制管道為主，但是伴隨長期運(yùn)行，鋼管的缺陷與劣勢(shì)逐漸顯現(xiàn)，主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：一是管道較重，安裝焊接費(fèi)力；二是銹蝕沉積物會(huì)污染水質(zhì)，導(dǎo)致儀表與閥門等部件堵塞，無法實(shí)現(xiàn)分戶計(jì)量的要求；三是管道使用壽命短，維護(hù)成本高。

PE-RT II型保溫復(fù)合塑料管能夠有效地解決當(dāng)前低溫供熱管網(wǎng)領(lǐng)域存在的“跑冒滴漏”嚴(yán)重、使用壽命短、熱損大、易腐蝕等問題，同時(shí)可以現(xiàn)場(chǎng)組裝、降低工程造價(jià)、縮短施工工期，具備較好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。