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德国哈文告诉您为什么要选择pert五层阻氧地暖管
早在大约50年前,德国、瑞士和奥地利等国家就开始使用地板采暖。当初采用的是金属水管,后来由于成本原因,几乎先后全被塑料管代替。但是在开始使用塑料管之后不久,就出现了供暖系统的金属腐蚀而使管道堵塞问题。德国经过多方面调查研究于1982年发现,产生锈蚀的原因是空气中的大量氧气透过塑料管进入热水循环系统,使锅炉、泵等金属部件锈蚀所致。
80年代后期,业界生产科研机构,共同开发了EVOH多层阻氧管加工技术,从而成功地解决了上述管道铁锈堵塞问题。此后,首先在欧洲开始大量使用EVOH阻氧管,同时随着德国DIN4726等阻氧管标准的实施,EVOH阻氧管逐渐成为地暖管的主流。按照外径16mmEVOH厚度80μm估算,目前欧洲EVOH阻氧管的年产量约为10亿米!
自90年代末,受欧洲影响,北美、日本、韩国、中国等也都先后开始生产和采用EVOH多层地暖管。中国近年来,除了出口市场外,国内也得到建材行业的广泛关注,一些写字楼和住宅开始使用EVOH阻氧管,有许多企业投入开发和生产。同时,国家有关部门也将起草有关阻氧地暖管的国家标准。
1.2 市场状况
欧洲EVOH管市场的增长状况,可见在欧洲市场上一直保持高速增长,尤其近年来增长速度更快。各种EVOH多层地暖管所占比例,可见EVOH多层全塑管合计占83%,其中PE/EVOH多层比例最大,占76%。而铝塑复合管和铜管分别只占13%和4%。在EVOH多层管中,PE/EVOH多层管占92%。主料PE主要为PEX和PERT。
1.3 阻氧管标准
德国率先制定了一整套相关标准。DIN4726、4727、4728、4729和16892,分别制定了用于地暖的热水塑料管、聚丁烯管、聚丙烯、以及交联聚乙烯管的有关技术标准。其中DIN4726还明确规定了低于70℃热水地暖管的氧气阻隔性标准。
DIN4726规定,在40℃水温下,平均1天内通过每立方米容积的水管表面进入管内的氧气量(用Q或O2GTR表示),不得超过0.1g/m3.day 或0.1 mg/L.day(40℃水温),而且该性能应在70℃的水温使用条件下维持50年以上。
对于这一标准,普通单层聚烯烃类塑料管很难达到。例如,外径20mm的单层聚乙烯管,厚度2mm,40℃时的氧气透过量约3.1mg/L.day。可见远远达不到DIN的要求。而具有卓越氧气阻隔性的EVOH可以通过挤出涂层或共挤成型等技术,加工成EVOH多层管而满足DIN的阻氧要求,因此地暖用塑料管采用EVOH多层结构的越来越普遍。
中国建设部2002年公布了有关PE-RT管的非强制标准CJ/T175-2002,其中同样规定了 O2GTR不得超过0.10g/m3.day(40℃)。目前有关部门正在酝酿制定相关国标,这将大大促进EVOH阻隔管的市场扩大和规范化。
2.EVOH树脂
2.1 EVOH树脂的阻隔性
在20℃相对湿度65%时各种不同树脂的氧气透过率:EVOH的氧气阻隔性是普通聚烯烃如PE或PP的几千甚至几万倍!因此在多层管中使用很薄一层EVOH,就可以达到很高的阻隔效果。
在不同湿度条件下各种热塑性树脂的氧气透过率:EVOH的氧气透过率是随着相对湿度的增大而增大的。但是,在大部分相对湿度条件下,例如90%以下时,EVOH仍然是目前氧气透过率较小,即阻隔性较好的热塑性树脂。对于地暖管,EVOH用在最外层或靠近外侧的中间层,因此,即使管内流水,EVOH层的湿度也都比较接近外侧环境,即湿度较低,从而可发挥优异的阻隔性能。当然,使用中间层阻氧的管道,性能会更好。
3.加工技术
3.1 结构设计
3.1.1 一般结构
目前世界上较多采用3层挤出涂布或共挤成型,或5层共挤成型。典型结构举例如下:
3层:FP101B or FP104B /Tie/PO,例如 FP101B/Tie/PEX = 85/30/2000μm
3层:EP105B/Tie/PO,例如 EP105B/Tie/PEX= 120/35/2100μm
5层:PO/Tie/FP101B/Tie/PO,例如 PEX/Tie/FP101B/Tie/PEX = 100/50/100/50/1400μm
其中Tie表示粘合树脂,PO表示聚烯烃(PE,PP或PB)。第一种结构比较普遍,较多的采用挤出涂布方式;第二种意大利等部分国家有采用,但使用EP105B比较难以达到DIN阻隔性要求;第3种在欧洲较多,该结构EVOH不暴露在表面,可避免施工时损伤。但表层的PO和粘合层应该比较薄,否则EVOH层的相对湿度会相应提高,从而阻隔性下降。
EVOH多层地暖管所用的基材为聚烯烃(PO),包括PEX,PERT,PPR和PB。图2所示PE包括PEX和PERT,而前者以其强度和成本优势所占比例最大。
3.1.2 EVOH层厚设计
由于DIN标准规定的透氧率O2GTR定义为在一定时间内通过管壁进入单位容积管内的氧气质量(g),其大小与地暖管的比表面积(外表面积与容积之比)成正比。而比面积约与管径成反比。因此,如图4所示,如其他条件相同,则管子越粗,O2GTR越小,越容易达到DIN标准。同时由图4可见,温度越高,O2GTR越大,即透过管壁的氧气越多。
EVOH的氧气透过率与其本身的厚度成反比。因此, EVOH层越厚,透过管壁进入管内水中的氧气量O2GTR越小,即阻隔性越好。所以,对于一定大小的管径,要达到DIN标准规定的阻氧性能,EVOH厚度必须达到一定厚度以上。
3.1.3 3层与5层的比较
与3层相比,5层的EVOH阻隔层不暴露在表面,可以避免施工等过程中造成的损伤,从而保障阻隔性能。同时,对于PE-Xb管,5层可以避免在交联过程中管间EVOH层的相互粘连,也可以直接将管子侵入热水中进行交联。
再就是氧分子透过塑料管壁进入采暖系统会产生以下危害:
1.腐蚀系统中的金属构件。
2.与水中游离的钙、镁、钠离子反应,生产水垢。
3.有氧既有有机物和微生物存在的可能,易生产水藻。水藻附着在管壁,会使管径增厚,水流量变小,起热时间变长,增加燃气费用,降低舒适度。
所以pert阻氧管目前全采用EVOH阻氧专用料,产品具备遮光阻氧双重功能,能有效抑制系统中的微生物,阻隔氧气渗入管道系统,从而防止供暖系统内部的金属部分腐蚀生锈,大大延长整个供暖系统中的金属件的使用寿命。管材柔韧性好,易弯曲,易施工,被广泛用于采暖管道系统;
哈文PERT阻氧管材的特点:
1.质量轻,易于运输,安装,施工。
2.具有良好的柔韧性,使其铺设时方便经济,生产的管材在施工时可以通过盘卷和弯曲等方法减少管件的使用量,降低施工成本。
3.管材弯曲时,在弯曲的部分的应力可以很快得到松弛,不会出现“回弹”现象,便于施工操作。
4.管内磨擦损失小,此种管的输送流体能力比同管径金属管大30%。
5.脆裂温度低。管材具有优越的耐低温性能,因此在冬季低温的情况下也可以施工,并且在弯曲时管道无需预热。
6.耐化学腐蚀性好,不生锈,使用寿命长。
7.良好的环境适应性。
8.在工作温度为70摄氏度压力为0.4MPa条件下,可安全使用50年以上。
9.管材在生产过程中不添加任何有毒助剂。内壁光滑,不结垢,不滋生细菌,可以安全应用在饮用水输送等领域。
10.抗冲击性能是PVC-U管材的5倍。
11.耐热耐压性好。
12.可以热熔连接和机械连接,可靠、不渗漏。而PE-X只能机械连接。
13.绿色环保产品,可回收再利用。
14.耐高温性好,在适当的压力条件下可使用50年;
15.耐低温霜冻性能好,同时具有优异的抗冲击性,适于冬季施工;
16.良好的抗化学腐蚀性能,使用寿命长;
17.无毒、无味、卫生性能好; 18.重量轻,柔韧性好
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