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1、冷热水用耐热聚乙烯（PERT ）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PERT I,各国的标准要求基本相同.对于PE-RTII, IS0223912009和0 NORM 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，PERTI比PE-RT I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（PERT）是上世纪九十年代初合成的一种新型PE材料。普通的PE管
2、材料， 不管是PE80还是PE100只能在40C下长期使用。通过增加晶区连接链的数量，PERT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PERT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PERT材料简称PERT I。随着对PERT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PERT材料（PERT 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，PERT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
3、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PERT国标报批稿与现有的国际标准IS0223912009，德国标准DIN1683 3-2009和奥地利标准0 NORM B51592004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 RT I和PERTI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IS022391-2009、DIN16833-2009、ONORM B5159
4、-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 PERT II的强度参照曲线方程ISO22391-2OO9、ONORM B51592004和国标报批稿中的曲线方程则不同。（见图2、图3、图4）PERT II的曲线在PERT I的曲线上方,而且没有拐点，其强度和耐蠕变性较高。tai Mill MME MM MMaiBniMIfe i Bii m ii si 關IIS3Ee ssiK亶图1 PE-RT I逼度參照吨经S3国掃报枇链PLRT il弓虽度卷頤囱绘二二二I!IImm|R1HU111Ifflro 丁图 iSO22501-2QQ3 PE-RJ I
5、I睜度寺照由线E4 QMORN B5159-2D&4 PE-RT II 弄屋券昭曲线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20C和95C线上的点。表1不同岳准中的管材和芾迂劃试鉅11标堆Li95X2IES760h22k1Mbl：-00hPE-KI12022391-20西圻很址桶?. r5.B3.53. 41.9PB-sr13023391-3005IOSa. g3 7昱63.3C-Ofyrf 5515-2004IL.-：L 24. D2.3国标报lit科11.24=. 14 03. S2.-5对于PERT 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
6、PE-RT II,IS022391-2009 中，对 PE-RT I 和 PE-RT II 95C165h 测试环应力分别为 3。6MPa 和3。7MPa,95C, lOOOh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-R TII进行区分较难。ONORM B5159和国标报批稿中,PE-RT I和PERT 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PERT I还是有明显区别。如果直接取ONORM B515 9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
7、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od的比较不同使用条件下的设计应力结果见表3：PERTII与PERT 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，46.7% ;但是在高温下的使用条件2和5下，增加较多20.538。8%。Tt關下腹用吋间标)TlDflUX 辽T:h=m下悄冃吋肓年)Th tEwi下快用-间h與理帝用牠柑1&0490095too低i加朮2704990195&DCi30昶&02_520257C良51D0E同52CaoL
8、4251G901100&D0ASK采晅Ti!證计怛罔温E b Ta w;度 InaLTcal-d=2(lTC表蛊下同插准中设计应力。日标律使用厲忡：便耳匡件2也用笑件4F-Ft 113022391-2003DEK1SB33-5009DKCiai 65139-20043. 29XES3.25Z.3SPE-HT IIIS032591-2C031553. 373.3B2.33；F：-R7 I：. ：|;.-;7 ran. k-77320.带T*-211OKC-Hd 15159-2054IBS3. 553.S53 05PE-ET I (ISC-223 91-20OT)的壬益肓并率IE.谊32.諜IS.
9、 5K23. 2ft国坏砸趾禍3l肌3.723.603L 156I (ISCZZS 91-2QD3) &=j 程企百井卑ie. ra1D. 7*32. 3*4不伺钙准中对应的管材的Sffi谡计压力(bar)tin4rs-xr ilSQ2：普1-蓟阳6. 35. 35. aPHT IJIE 022 551-20E. 5G. J5 3.5OKICHM Bil=9-2)4E. 3b.J5.3RS3wt批稱6. 36. JS. 36.3FE-RT IISG22391-ZC0?72 :;54PE-RT IIISM2J91-2SC555.fl+. 0OKCKi 65159-2004. 35.0fc.330
10、国岳预社前535gFE-RT IISQZZ391-SCD943.242.5FE-rr IIIS022391-2M9二 04.043.2OMORIS E3159-2004-：.24-043.2国抵撷fit势4q45.210PE-ET Ia.23.5J. 2PI-R.T nISQ221-2?33.25.23.22. 5ONCRy E5155-2aC43.23.122-5国抓播拙捣3.23.23.22.54 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
11、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-R TII适合用于生活热水，它可以减薄壁厚，增大通径。以实际使用中最常用的20管材，使用压力6bar为例，比较不同使用条件下所选管材的差异。5结论5。1国标报批稿在静液压测试的取值介于IS022391和0NORM B5159取值之间，尤其是在95C,1 65h的短期测试上，明显区分PERT I与PE-RT II,其取值比较合理。5。2 PERT II的设计应力高于PE-RT I,但是在低温下，强度差距小，高温下强度差距大。对 于温度较低的地采暖领域PE-RT I和PE-RT II所用管材尺寸相同，PE-RT I足以满足使用要求；对于 高温的生活热水领域，PERT II优势明显，管材壁厚薄，通径大。
