新型PP-R塑铝稳态复合管简介

简介： 简要介绍了我国近年来新出现的一种高性能的塑料管道产品——PP-R塑铝稳态复合管的产品结构及概念、性能特点、物理性能指标、应用场合，以及发展前景等内容。

关键字：PP-R 塑铝稳态复合管 暖通 中央空调 散热器

　　1 产品结构及概念介绍

　　PP-R塑铝稳态复合管是一种五层结构的复合管材，是将PP-R管与铝层在高温下通过特制热熔胶有机结合，形成了聚丙烯-热熔胶-铝层-热熔胶-聚丙烯的特殊复合结构，内外层的PP-R材料可以保证材料在给水应用中的卫生性能，其中内层PP-R尺寸接近于普通PP-R管，是主要的承压体，而中间的铝层起加强保护作用，通过五层的有机结合达到稳定的物理力学性能，使复合管具有了高刚度、高耐温、高韧性、低线性膨胀系数的三高一低的特性。弥补了普通PP-R管道在立管、明装管和热水管应用中易变形等局限性，是普通PP-R管道一次重大的全面升级。

　　其结构示意图见图1。

　　2 PP-R塑铝稳态复合管发展起因

　　PP-R塑铝稳态复合管发展的起因可从以下方面阐述:

　　2.1 输送领域对管道提出的高要求

　　当今世界上流体输送管道领域新产品不断推陈出新，新技术日新月异，极大的满足了人们不断追求更高的生活品质，更加可靠快捷的施工和使用要求。然而在一些特殊的、高要求的流体输送领域，我们的纯塑料管道依然面临着许多问题，如老化、透氧、变形等。

　　2.1.1 暖通领域

　　2.1.1.1 管道内冷热水温差较大，要求管路的线膨胀系数不宜过大，以免造成严重的翘曲变形；

　　2.1.1.2 要求管道在长期耐高温的情况下具有较高的耐压等级；

　　2.1.1.3 管路应具有优异的防渗氧能力，以尽量减少空气中的氧气渗透到管路中，进入暖通系统金属设备，造成昂贵的金属设备氧化腐蚀，减低使用寿命；

　　2.1.1.4 管路应耐腐蚀，且不易结垢，以免造成管道流通面积减少，使空调运行的效率大大降低，降低使用寿命，增加维修费用；

　　2.1.1.5 导热系数宜低不宜高，以免热量大量损失，造成能耗浪费。

　　2.1.2高温热水输送领域

　　2.1.2.1 管道需长期输送70℃乃至90℃以上的高温高压热水；

　　2.1.2.2 管道需具有优良的耐腐蚀，以免影响使用寿命，加大维修费用；

　　2.1.2.3 管道应不易结垢，以免污垢在管道内堆积，减小管道通径；

　　2.1.2.4 管道导热系数不宜过高，以免大量热量的无谓损失，造成能耗浪费。

　　2.1.3 户外明装热水输送领域

　　2.1.3.1 管道必须具备优异的抗紫外线能力，以防在太阳光的长期照射下，管道变色、变形、老化，降低使用寿命；

　　2.1.3.2 管道的线膨胀系数越小越好，以免外界气温，以及管道中水温的变化，造成管道明显变形，影响外观和使用；

　　2.1.3.3 管道应不易结垢，以免污垢在管道内堆积，减小管道同径，影响管道输送能力，导致系统效率低下；

　　2.1.3.4 管道导热系数不宜过高，以免大量热量的无谓损失，造成能耗浪费；

　　2.1.3.5 管道应具有良好的耐腐蚀性能，以免影响水质和使用寿命；

　　2.1.3.6 管道应具备优良的抗外力损伤能力。

　　2.2 传统输送管道的应用上存在问题

　　在暖通、高温热水、户外明装热水系统等领域，存在着诸多的问题，由于没有更好的选择管道，以往我们只能依赖传统的镀锌管或各种纯塑料管。虽然金属管道具有耐压性、尺寸稳定性、抗紫外线性能突出，但其存在易腐蚀、易污染、导热系数大、寿命短等致命缺陷。而纯塑料管道虽具有耐腐蚀、卫生、导热系数小等优点，但其尺寸稳定性、抗紫外线、防渗氧、透光性等性能不理想，因此难以满足以上各领域的需求。

　　综上所述，由于塑料和金属管本身的局限性，在应用中出现了许多不足的地方，不能满足各输送领域的需求，同时金属管道也由于存在耐腐蚀性能差等致命缺陷，逐渐淡出历史的舞台。于是各管道厂家为了弥补金属管和塑料管能够适应不同场合的使用，又纷纷推出了结构上刚柔相济，多种材料互补，工艺技术复合成型的一系列产品，如衬塑金属管，塑料管与其它材料的复合，如铜塑复合管、钢塑料复合管、铝塑料复合管等新型管材。而上述各种管道又或多或少存在加工工艺难以掌握、性能不稳定、防腐效果不理想，或接头连接方式不可靠等缺陷。在此基础上应运而生的PP-R塑铝稳态复合管巧妙的结合了诸多管道的优点，解决了普通塑料管道刚性不足，以及金属塑料复合管连接不可靠等缺点，获得了理想的物理力学性能，是塑料管道一次重大的技术革新。

　　3 产品性能特点

　　PP-R塑铝稳态复合管融普通PP-R管道和金属管道的优点于一体，同时兼具塑料管的卫生性、耐腐蚀性，以及金属管的防紫外线、不渗氧、明装不变形等特性，使之具有更高的强度和更稳定的机械性能，具有如下突出优点：

　　3.1 不渗氧，杜绝藻类生长——合金铝能阻隔氧气渗入，防止设备材料氧化，减轻散热片、锅炉等金属器件氧化腐蚀，提高系统供热效率，延长系统使用寿命。

　　3.2 膨胀系数小，明装不变形——管材膨胀系数小，接近于金属管，室内外明装不变形。

　　3.3 刚度高、韧性高、耐高温——兼具塑料管的卫生性和金属管的刚性。具有更高的强度和更好的耐高温性能。管网系统稳定性好，安装后一般无需维修。

　　3.4 抗紫外线，防止材料老化——铝层可有效阻隔紫外线，给管材提供一道紫外线保护屏障。户外安装不变色、不老化。

　　3.5 保温节能，更经济——导热系数为0.23-0.24 W/M.K，比钢管（43-52W/M.K）比铜管（383W/M.K）小得多，故可作为保温材料。

　　3.6 连接牢固、不渗漏、安装方便——PP-R稳态管仍然采用与普通PP-R管道同样的热熔承插连接方式，连接前用专用卷削工具剥去外覆铝塑复合层，然后与同材质的PP-R管件进行热熔连接，保证管材、件的一体化，杜绝连接部位的无渗漏之忧。

　　4 不同管道的性能比较

　　部分管道的性能对比见表1。

　　从上表可以看出PP-R塑铝稳态复合管兼容塑料和金属两种管道的优点，在性价比、使用寿命、卫生性能、使用压力等方面均具有明显的优势，能符合暖通领域、户外系统、高温热水等领域的高性能要求。

　　5 与普通铝塑PP-R复合管的区别

　　5.1 铝塑PP-R复合管

　　是众多铝塑复合管中的一类，性能上与普通铝塑复合管差不多，但又有区别，主要在结构方式上，PP-R铝塑管外层壁厚加厚，铝层在中间，内层为PE或PP。

　　其连接方式主要采用热熔连接将铝层同时熔进，在热熔连接前，需在管材端面加盖封帽，依靠帽内的橡胶圈密封防止水的渗入，以避免腐蚀铝箔。这种密封方式，一旦铝箔接触水即腐蚀，主要结构层将遭到破坏，容易出现爆管现象，管道系统的安全性得不到保证，且管道内径明显缩小，并容易出现“分层”现象，抗压强度降低。但其优点是施工方便。

　　在承压方面，管材是由PE、PP和铝材三种材料组成的多层管，在承受内压时和普通PP—R管不同，不能用标准尺寸比SDR值的大小来表征管材承受载荷的能力，也不能用管系列S来选用管材，确定管材的壁厚。该类管材的材料壁厚与压力等级之间的关系有待进一步确认。在使用寿命方面也比较模糊，目前尚未出台与之相应的技术规范等措施。

　　5.2 PP-R塑铝稳态复合管

　　由传统的PP-R管演变过来，内管为普通PP—R管材，外层为塑料保护层，中间为铝层，该管材同时兼容普通PP-R 管的耐腐蚀性和金属管的刚性，通过一体化的铝层达到稳定的机械性能，具有线性膨胀系数小、不渗氧、抗紫外线、高强度、高耐温性等极佳的综合物理性能。

　　产品结构方式上，内层为普通PP-R管材，完全符合GB18742.2中管系列S的标准，在其外层包敷铝层及塑料保护层，铝层和塑料层之间通过热熔胶连接，共分五层。

　　在承压方面，起主要承压作用的是内管中的PP—R层，这和普通的PP—R管相同，能用标准尺寸比SDR值大小来表征管材承受载荷的能力，能用管系列S来选用管材，确定管材的壁厚，使用寿命，能保证50年的使用寿命。由于外层还包覆了铝层和塑料层，其总壁厚明显高于同系列的普通PP-R管，所以安全可靠性在普通PP-R管道的基础上有了更加长足的提高。

　　在连接方式方面，其连接方式与普通PP-R管道一样，可与普通PP-R管件通过热熔承插连接，从而彻底杜绝了普通铝塑复合管、铝塑PP-R复合管等管道连接不可靠，接口易漏水的弊病。但PP-R塑铝稳态复合管在热熔承插焊接前，需先通过专用工具清除管材插口部分的铝层保护层。

　　6 应用领域

　　PP-R塑铝稳态复合管由于其特殊的结构，决定了其特殊的功能，其三高一低的特性是对PP-R管道系统的科学升级，弥补了普通PP-R管的局限性。由于这种管材是金属和塑料管材的完美结合， 集两种材料优点于一体，摒弃了各自的缺陷，显于出了优良的性能，大大扩展了PP-R管的应用领域。

　　PP-R塑铝稳态管除可广泛的应用于所有普通PP-R管道应用领域外，同时也是以下管道领域目前的最佳选择。

　　·高温热水、中央空调、暖气片采暖领域；

　　·室内外明装管道；

　　·太阳能加热、冷却装置；

　　·暖气管道、地板、墙壁取暖装置；

　　·北方建筑物化雪装置；

　　·热水循环系统。

　　7 结束语

　　综上所述PP-R塑铝稳态复合管材是一绿色节能的产品，同时兼具了塑料管道和金属管道的性能优点，避免了各自缺点，其性能特点非常契合中央空调和散热器采暖工程等领域的使用条件。随着我国经济地迅速发展，城市化进程地不断推进，尤其随着环保及“绿色”工程质量标准的实施， PP-R塑铝稳态复合管凭借其优异的综合性能已被越来越多的设计单位、用户、施工单位所了解和接受，并以惊人的速度，迅速抢占传统管道市场份额，是一种值得大力推广的新型高性能管道产品。

参考文献

　　1 JG/T210-2005，无规共聚聚丙烯（PP-R）塑铝稳态复合管

　　2 JG/T195-2004，外层熔接型铝塑复合管

　　3 董孝理，塑料压力管的力学破坏和对策. 北京：化学工业出版社，2005.11

　　4 廖正品，中国塑料工业“十五”回顾与“十一五”发展思路. 国外塑料，2006.4