鋁塑復(fù)合管應(yīng)用性研究論文

時(shí)間:2022-09-13 05:00:00

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鋁塑復(fù)合管應(yīng)用性研究論文

摘要:本文介紹了鋁塑復(fù)合管的優(yōu)缺點(diǎn),及其與各種建筑給水用塑料管材的性能比較。根據(jù)有關(guān)國內(nèi)外信息資料,通過分析對鋁塑管在國內(nèi)應(yīng)用情況及近期市場需求作出了評估。

關(guān)鍵詞:鋁塑復(fù)合管年生產(chǎn)能力需求量

ApplicationofPolyethyleneAluminumPolyethylentPipe

ABSTRACTThispapsintroducestheadvantagesanddisadvantagesofP/A/Ppipeandcompareswithvarionswatersupplypipeinthebuildingwithpolyethylenepipematerical.Baseonhomeandabroadinformationsandanalysis,P/A/Ppipeapplicationinourcountryandcurrentmarketingdemand,theauthorcommendsthispipetoreaders.

KEYWORDSP/A/PpipeAnnualproductionMarketingdemand

在建筑給水和采暖管道上用熱塑性塑料管材替代傳統(tǒng)的鍍鋅鋼管是當(dāng)前國內(nèi)熱門趨勢。工業(yè)部門根據(jù)市場需求,開發(fā)引進(jìn)各種材質(zhì)的塑料管材,其中之一是可用于建筑冷熱水和熱水供暖的高密度聚乙烯(HDPE)和鋁的復(fù)合管,即鋁塑復(fù)合(PE-AL-PE)管。鋁塑復(fù)合管在國內(nèi)發(fā)展很快,目前國內(nèi)已有約85條鋁塑管生產(chǎn)線,年生產(chǎn)能力達(dá)1.5億m,現(xiàn)在投資建造鋁塑管的熱情很高。為此筆者根據(jù)有關(guān)的國內(nèi)外信息資料進(jìn)行了調(diào)查研究,對國內(nèi)鋁塑復(fù)合管的綜合情況、發(fā)展趨勢做出了客觀的評價(jià),提供相關(guān)人員參考。

一、鋁塑復(fù)合管的優(yōu)點(diǎn)及局限性

鋁塑復(fù)合管有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)也有其缺點(diǎn)和局限性。

鋁塑復(fù)合管是國外80年代開發(fā)的一種管材,于1995年開始引進(jìn)我國。鋁塑復(fù)合管和其它塑料管道的最大差別是它結(jié)合了塑料和金屬的長處,具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn):機(jī)械性能優(yōu)越,耐壓較高;采用交聯(lián)工藝處理的交聯(lián)聚乙烯(PEX)做的鋁塑復(fù)合管,耐溫較高,可以長期在95℃溫度下使用,可用于建筑內(nèi)部熱水和暖氣管道;抗氣體的滲透;熱膨脹系數(shù)低等。

但鋁塑復(fù)合管與其他管材一樣,也有其缺點(diǎn)和局限性,在認(rèn)識鋁塑復(fù)合管優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)也必須注意其在應(yīng)用中的不利因素,例如:鋁塑復(fù)合管的連接不能用熔接和粘接,必須使用專用的金屬管件(國外要求用高強(qiáng)度黃銅鍍鎳),把鋁塑復(fù)合管套入管件后徑向加壓鎖??;鋁塑復(fù)合管不能回收重做;鋁塑復(fù)合管的直徑范圍限于較小的范圍。目前國內(nèi)生產(chǎn)的最大直徑是62mm,國外也主要用于小直徑;鋁塑復(fù)合管生產(chǎn)的工藝和設(shè)備比較復(fù)雜(譬如鋁塑復(fù)合管要用于熱水時(shí)聚乙烯層還要進(jìn)行交聯(lián),一般都用二步法);鋁塑復(fù)合管成本難以降低(不能回收就要加上廢品損失),鋁塑復(fù)合管的價(jià)格要高于交聯(lián)聚乙烯PEX管(尤其是用一步法生產(chǎn)的PEX管)和三型聚丙烯PP-R管。室內(nèi)供水管道需要比較多的管件,鋁塑復(fù)合管用的金屬管件價(jià)格高于PP-R等用的塑料管件(尤其在較大直徑)。

二、各種管材的比較

建筑室內(nèi)給水管道的領(lǐng)域內(nèi)有各種材質(zhì)的塑料管材和金屬管材可以應(yīng)用,各有優(yōu)缺點(diǎn)。

鋁塑復(fù)合管主要用于建筑冷熱水管和地面輻射采暖。在這個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)還有各種材質(zhì)的塑料管,金屬管,金屬塑料復(fù)合管可以應(yīng)用,因?yàn)楦饔袃?yōu)缺點(diǎn),目前在國外不單是各占一塊市場,而且都在發(fā)展中。

國內(nèi)發(fā)展鋁塑復(fù)合管起自要淘汰鍍鋅鋼管,特別是要找到能夠耐熱又不腐蝕的熱水管新材料。公認(rèn)國際標(biāo)準(zhǔn)對熱水管的要求是:在輸送70℃熱水時(shí),長期承受1MPa壓力下,可以使用50年(塑料管的特性是使用壽命取決于承受的溫度及壓力,短期使用都可以承受更高溫度和壓力,評價(jià)性能時(shí)必須注意不能只講耐溫或只講耐壓)。近幾十年世界上開發(fā)了多種可以達(dá)到以上要求的塑料熱水管和塑料-金屬熱水管,較常用的有以下幾種:

交聯(lián)聚乙烯PEX管;改性聚丙烯PP-R管;鋁塑復(fù)合管;聚丁烯PB管;氯化聚氯乙烯CPVC管;襯塑鋼管和管件及涂塑鋼管和管件,塑復(fù)銅管,襯塑鋁管。

以上這些管材(前5種是塑料管,后3種是襯或涂塑的金屬管)以及銅管,不銹鋼管,鋁合金管等金屬管材。都可達(dá)到室內(nèi)熱水管的應(yīng)用要求,都能保證防腐蝕和符合衛(wèi)生要求,都有國際公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn),因此都已在各種工業(yè)民用建筑和住宅工程中采用。

2.價(jià)格參數(shù)牽涉各種因素,不可能很確切,僅供參考。

由以上對比可以看到這5種能夠應(yīng)用于室內(nèi)供冷熱水的塑料管都各有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),鋁塑復(fù)合管唯一獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)是能夠阻隔氣體的滲透,這在應(yīng)用于封閉循環(huán)的熱水系統(tǒng)(如地面鋪熱水管的采暖系統(tǒng))時(shí)是有益的,因?yàn)榭梢苑乐寡鯕獾臐B入避免系統(tǒng)中的氧化腐蝕。其他塑料管也可以用幾種方法來彌補(bǔ)其阻隔氧氣性差的缺點(diǎn),所以同樣可以應(yīng)用于封閉循環(huán)的熱水系統(tǒng)。除了上述5種塑料管、外襯塑鋼管和管件及涂塑鋼管和管件,塑復(fù)銅管,襯塑鋁管等也可以應(yīng)用于室內(nèi)供冷熱水的領(lǐng)域。這些襯塑或涂塑的金屬管也各自有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。例如襯塑或涂塑鋼管以鍍鋅鋼管為基體,其機(jī)械性能的可靠最容易被用戶信任。所以,目前國內(nèi)外在室內(nèi)供冷熱水的領(lǐng)域內(nèi)上述各種管材實(shí)際上都在被采用,而且都在不斷地改進(jìn)和發(fā)展。鋁塑復(fù)合管在國內(nèi)發(fā)展很快,今后能相應(yīng)的擴(kuò)大市場占有率,但是不能據(jù)此推斷鋁塑復(fù)合管將成為室內(nèi)供水管的主流??梢灶A(yù)測各種管材爭奪和分占室內(nèi)供水管市場的形勢將長期存在。在室內(nèi)供冷熱水管的領(lǐng)域內(nèi)上述幾種管材國內(nèi)現(xiàn)在都已有生產(chǎn)企業(yè)建立生產(chǎn)線,并投產(chǎn)。

三、國外應(yīng)用情況

國外應(yīng)用鋁塑復(fù)合管在增加,但其總量和比例都不很大。

相對其他幾種塑料管,鋁塑復(fù)合管是較新的,因?yàn)橛衅涮亻L,國外應(yīng)用的增長率比較高(據(jù)介紹美國1992-1995年遞增率25%以上,德國1993-1995年遞增率23%)。但是應(yīng)用的總量還不是很大。

國外在室內(nèi)給水管(包括冷水熱水)領(lǐng)域應(yīng)用各種塑料管的實(shí)際比例據(jù)有關(guān)資料介紹,1994年歐洲室內(nèi)管道安裝長度為12.69億m,其中金屬管占67%,塑料管占33%,到1997年安裝長度增長到16.05億m,而其中金屬占64%,塑料管占36%(5.77億m)。

據(jù)調(diào)查,在亞洲日本,建筑給水管道上主要采用防腐蝕的金屬管和襯塑或涂塑的鋼管。

在歐洲,鋁塑復(fù)合管主要用于建筑冷熱水管和地面輻射采暖。用于地面采暖系統(tǒng)鋁塑復(fù)合管有優(yōu)點(diǎn):可以任意彎曲,可以連續(xù)很長沒有接頭(產(chǎn)品以盤卷供應(yīng)),可以阻隔氧氣滲透防止采暖系統(tǒng)被腐蝕。上表中歐洲1997年用于地面輻射采暖的鋁塑復(fù)合管為1800萬m,而PEX管為13300萬m,相比之下,PEX管用量大大超過鋁塑管,估計(jì)是受管材價(jià)格的影響。國外鋁塑復(fù)合管基本限于小直徑的室內(nèi)用管,除了供水外有介紹采用鋁塑復(fù)合管做家庭燃?xì)馀涔艿?,但沒有查到應(yīng)用量的資料,在美國IAPMO頒布的燃?xì)夤艿腊惭b規(guī)范中,室內(nèi)燃?xì)夤懿辉试S用PE管。因此鋁塑管在室內(nèi)燃?xì)夤艿郎系膽?yīng)用尚待研究論證,目前還不能采用。

四、在國內(nèi)推廣應(yīng)用存在的一些問題

國內(nèi)應(yīng)用鋁塑復(fù)合管還需要進(jìn)一步做好管道系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)工作。

近年來國內(nèi)一些企業(yè)和部門在推廣鋁塑復(fù)合管方面做了大量工作,國內(nèi)鋁塑復(fù)合管發(fā)展很快。尤其是在國內(nèi)能夠自己生產(chǎn)鋁塑復(fù)合管生產(chǎn)線以后,出現(xiàn)了全國各地投資上鋁塑復(fù)合管的熱潮。至今,國內(nèi)生產(chǎn)鋁塑復(fù)合管的生產(chǎn)線已經(jīng)有近百條,設(shè)備年生產(chǎn)能力已超過1.5億m。但是1998年國內(nèi)實(shí)際產(chǎn)量大約只有1200萬m。

通過調(diào)查可以認(rèn)為在國內(nèi)推廣應(yīng)用鋁塑復(fù)合管還需要?jiǎng)?chuàng)造相應(yīng)的條件,主要是:

*鋁塑復(fù)合管和配套金屬管件的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制定。

*鋁塑復(fù)合管道做室內(nèi)冷熱供水管道的設(shè)計(jì)、施工和驗(yàn)收等配套的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范還不完善。目前廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院已編制《建筑給水鋁塑復(fù)合管管道工程技術(shù)規(guī)程》(CECS標(biāo)準(zhǔn)已報(bào)批),而暖氣用交聯(lián)聚乙烯等鋁塑復(fù)合管的工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)尚未制定。

*國外經(jīng)驗(yàn)對鋁塑復(fù)合管用的金屬管件要求很高,我國目前市場用的金屬管件在材料質(zhì)量,表面處理,加工精度上都有差距。例如為防止銅材料可能出現(xiàn)腐蝕和污染,國外要求銅管件表面鍍鎳,而目前我國市場上見到的管件都沒有鍍鎳,因此管件產(chǎn)品的質(zhì)量必須改進(jìn)和提高。

*鋁塑復(fù)合管用的材料聚乙烯,膠粘劑,鋁帶國內(nèi)都有生產(chǎn),但是用戶反映質(zhì)量上都還不夠穩(wěn)定。鋁塑復(fù)合管要用于熱水,聚乙烯層要用交聯(lián)聚乙烯。目前鋁塑復(fù)合管生產(chǎn)線(包括進(jìn)口生產(chǎn)線)絕大部分采用‘二步法交聯(lián)’,所用的特種交聯(lián)聚乙烯原料(已接枝)大都靠進(jìn)口,價(jià)格較高,儲存期只有6個(gè)月。最近國內(nèi)有企業(yè)已開發(fā)出一步法交聯(lián)鋁塑復(fù)合管,但是其工藝和質(zhì)量均須通過實(shí)踐的考驗(yàn)。

總之,鋁塑復(fù)合管的推廣還需要做很多工作,市場的開拓和成熟是個(gè)逐步的過程。

五、應(yīng)用前景

建筑物內(nèi)部冷熱水管的總用量應(yīng)通過市場需求客觀分析確定,以使供求基本平衡,避免過多過急投資鋁塑復(fù)合管生產(chǎn)。

傳統(tǒng)采用的鍍鋅鋼管早晚要被淘汰,開發(fā)室內(nèi)供水管市場是發(fā)展新管材的歷史性機(jī)遇。但是對于這個(gè)市場的總用量到底有多大,鋁塑復(fù)合管能占其中份額的多少?應(yīng)該對此作實(shí)際的分析和估計(jì)。

有1種估算法是每m2新住宅建筑面積用室內(nèi)供水管2m,如果按2000年我國新建住宅30000萬m2(根據(jù)建設(shè)部建設(shè)統(tǒng)計(jì)資料我國1996年完成城市新建房屋竣工面積34527萬m2,其中住宅21580萬m2)。室內(nèi)供水管的總需要量是6億m。假定30%采用各種新型塑料室內(nèi)供水管,則需要1.8億m。如果鋁塑復(fù)合管在其中能占到30%~50%,2000年鋁塑復(fù)合管的市場為6000萬m~9000萬m左右。相比于已經(jīng)有長期應(yīng)用塑料供水管經(jīng)驗(yàn)的歐洲在1997年應(yīng)用鋁塑復(fù)合管6500萬m的實(shí)績,如果2000年我國鋁塑復(fù)合管的用量達(dá)到或超過6000萬m,將是個(gè)十分可喜的進(jìn)步。但是相比于國內(nèi)已經(jīng)投資形成的鋁塑復(fù)合管生產(chǎn)能力來說,市場需要量和生產(chǎn)能力相差已接近三倍。

這種估計(jì)僅針對城市住宅建筑。對大型公共建筑,估計(jì)主要采用銅、不銹鋼等金屬管材,不可能大量應(yīng)用鋁塑管。另外還有農(nóng)村住宅,每年新建的面積亦不少于1億m2,隨著農(nóng)民生活水平的提高,管材應(yīng)用量也將逐步增加,鋁塑管在這方面也有一定市場,但需要一個(gè)過程。

但應(yīng)注意的是目前還有很多企業(yè)準(zhǔn)備投資新上鋁塑復(fù)合管,已經(jīng)生產(chǎn)鋁塑復(fù)合管的企業(yè)也在計(jì)劃擴(kuò)大生產(chǎn)能力(大部分企業(yè)在起步時(shí)只上了一條生產(chǎn)線,因?yàn)殇X塑復(fù)合管更換產(chǎn)品規(guī)格時(shí)調(diào)試的廢品損失較大,適合于一條生產(chǎn)線固定生產(chǎn)一個(gè)規(guī)格,一般鋁塑復(fù)合管企業(yè)要有3條以上生產(chǎn)線才能經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行)。國內(nèi)生產(chǎn)鋁塑復(fù)合管生產(chǎn)線的機(jī)械企業(yè)也已經(jīng)有了十幾家,如果按目前的趨勢發(fā)展下去,今后幾年我國生產(chǎn)鋁塑復(fù)合管的企業(yè)將面臨銷售困難的形勢。

綜合以上的調(diào)查研究結(jié)果,建議已投資鋁塑復(fù)合管的企業(yè)要完善鋁塑管產(chǎn)品規(guī)格品種,生產(chǎn)配套管件,和用于熱水和采暖的交聯(lián)聚乙烯鋁塑管;同時(shí)還要降低成本,提高管材產(chǎn)品質(zhì)量,即是提高鋁塑管的市場競爭能力。必須指出,塑料管材的使用壽命是根據(jù)管材環(huán)向抗拉強(qiáng)度的長期(50年)靜水壓設(shè)計(jì)基礎(chǔ)值(HDB)確定的。在目前不少生產(chǎn)廠采用的制造鋁塑管的聚乙烯,膠粘劑,鋁材等材質(zhì)尚不夠穩(wěn)定的條件下,強(qiáng)調(diào)鋁塑管使用壽命為50年,甚至90年,其根據(jù)是不夠充分的,建議有條件的企業(yè)單位加強(qiáng)這方面的科學(xué)試驗(yàn)工作。另外,對目前準(zhǔn)備投資新建鋁塑管生產(chǎn)廠的地區(qū),建議要在正確估計(jì)該地區(qū)市場情況,落實(shí)比較穩(wěn)定的市場需求條件下,再決策是否投資和確定建廠規(guī)模。