冷热水用耐热聚乙烯(PE-RT)管道系统的相关标准及设计应力.docVIP

. Word资料 ????冷热水用耐热聚乙烯（PE-RT）管道系统的相关标准及设计应力的计算 摘要：本文比较了不同标准中的静液压测试应力、不同使用条件下的设计应力和不同设计使用压力下管材应选择的S值。对于PE-RT I，各国的标准要求基本相同。对于PE-RTⅡ，ISO22391-2009和ONORM B5159-2004和国标报批稿各有不同。但是针对地采暖领域，在相同的设计压力下，所选PE-RT管材的S值相当,壁厚相同。在生活热水领域，PE-RTⅡ比PE-RTⅠ有明显优势。 关键词： 耐热聚乙烯;静液压强度;强度参照曲线;设计应力 ? 0 前言 冷热水用耐热聚乙烯（PE-RT）是上世纪九十年代初合成的一种新型PE材料。普通的PE管材料，不管是PE80还是PE100只能在40℃下长期使用。通过增加晶区连接链的数量，PE-RT在高温下的耐蠕变性和强度大大增强，可以用于建筑物内的冷热水供应。最早的PE-RT有DOW Chemical的2344，其后有韩国SK的DX800和LG的SP980等牌号，它们都属于第一代的PE-RT材料简称PE-RT I。 随着对PE-RT研究的深入，20世纪初，DOW Chemical，巴塞尔，部分韩国公司又先后推出了第二代的PE-RT材料（PE-RT II）。它在高温下的强度更高，耐蠕变性更好。 随着地板采暖的发展，PE-RT管材得到了广泛的应用，成为近年来最热门、发展最快的管材。 市场上管材质量良莠不齐，我国相应的标准正在制定过程中，已形成了国标报批稿，但至今尚未颁布。?? 本文对业内高度关注的PE-RT国标报批稿与现有的国际标准ISO22391-2009，德国标准DIN16833-2009和奥地利标准ONORM B5159-2004进行了比较，试图说明国标报批稿中PE-RTII的强度参照曲线和165h静液压测试条件的合理性. 通过对标准中的设计应力计算和管系列S值的选用。探讨了PE-RTⅠ和PE-RTⅡ各自的优缺点和适合的应用领域，以便找到各自的细分市场定位。 ? 1 不同标准中的强度参照曲线 1.1 PE-RTI的强度参照曲线方程 ISO22391-2009、DIN16833-2009、ONORM B5159-2004和国标报批稿中关于PE-RT I的强度参照曲线方程是相同的。（图1） 1.2 PE-RT II的强度参照曲线方程 ISO22391-2009、 ONORM B5159-2004和国标报批稿中的曲线方程则不同。（见图2、图3、图4） PE-RT II的曲线在PE-RT I的曲线上方，而且没有拐点，其强度和耐蠕变性较高。?? 2 不同标准中的管材静液压测试条件 管材的静液压测试点取自长期曲线中20℃和95℃线上的点。 ? 对于PE-RT I，由于各标准强度参照曲线相同，管材的静液压测试值相同。 对于PE-RT II，ISO22391-2009中，对PE-RT I和PE-RT II 95℃165h测试环应力分别为3.6MPa和3.7MPa，95℃，1000h分别为3.4MPa和3.6MPa，差别很小，通过静液压强度对于PE-RTI和PE-RTII进行区分较难。ONORM B5159和国标报批稿中，PE-RT I和PE-RT II的静液压测试环应力相差较大。国标报批稿的取值则在其它两个标准之间，与PE-RT I还是有明显区别。如果直接取ONORM B5159的曲线，能满足其要求的牌号不多，其取值比较合理。 ? 3 不同标准的设计应力 3.1 使用条件分级 ISO22391-2009中的设计应力通过长期曲线、方程和使用条件计算得来。 使用条件分为1、2、4、5四类，分别对应不同的典型应用范围，见下表。每个使用条件下，总的设计使用时间是50年。（见表2） 3.2 不同标准中设计应力σd的比较 不同使用条件下的设计应力σd。结果见表3： PE-RTII与PE-RT I相比设计应力在温度较低的使用条件1和4下增加不大，4～6.7%；但是在高温下的使用条件2和5下，增加较多20.5～38.8%。 ? 4 不同标准对应的管材的S值 管材的系列数S值的选择，根据设计应力和设计压力以及安全系数计算出最大Smax值，然后向下选取最接近的系列数S值 表4列出了在不同设计压力时，使用条件1、2、4、5的管材S值。 从表中的S值可以看出在低温的使用条件4和使用条件1，各设计压力下所选的管系列S值大致相同，也就是说所用的管的尺寸相同，在较高温度的使用条件2和使用条件5下，可选S值较大，也就是说同样管外径下，管壁厚较小。由此可见，PE-RTI适合用于地采暖，其强度足以满足使用要求。PE-RTII适合用于生活热水，它可以减薄