Question

PPR管件与PB管的相融隐患

Answer 1

关于供暖系统中管道PB、PE和PPR管的比较(学习一下）
一、PB与聚丙烯PPR的比较
1. 一般物理性能对比：
导热性
（瓦/米，度） 膨胀量
（毫米/米，度） 膨胀力
（50度温差） 噪音
（米/秒）
聚丙烯（PPR） 0.25 0.18 178公斤 1150
聚丁烯（PB） 0.22 0.13 48公斤 620
从以上对比可以看出：
聚丁烯PB的导热系数（0.22）比聚丙烯PPR（0.25）小，因此在对保温材料的要求上聚丁烯比聚丙烯低；
聚丁烯PB（0.13）的热膨胀系数小于聚丙烯PPR（0.18）。在50度温差时的膨胀力PP—C/R是PB的3倍以上，也就是说在热水使用中，PPR膨胀量比PB大，膨胀弯做的更多；
噪音PPR约是PB的2倍。
2. PB与PPR应用于热水供水系统中的性能比较
塑料管材的优劣取决于它的耐老化性能。而耐老化性能受管材内通过的流体的温度和压力的影响。塑料管材的环应力曲线是塑料管材的耐温耐压性能，也就是耐老化性能的直接体现。以下是ISO和DIN标准中PPR、PB的环应力曲线。

通过聚丙烯（PPR）温度—压力—寿命曲线图ISO/DIS15874.1和聚丁烯（PB）温度—压力—寿命曲线图ISO/DIS15876的比较可得出如下结论：
GF+PB聚丁烯的耐老化性能优于聚丙烯。
从直观上来看，PPR的环应力曲线比PB的要陡得多。即在一定的温度和环应力下，PPR要老化快的多。
由下表中可以看到：在70度水温的使用条件下，PPR的耐压能力在头5年内衰减一半以上，五年以后的耐压能力只有3—4N/m㎡。PB 的耐压能力在50年内只衰减25%，50年时仍可耐压7.5N / m㎡，可以放心使用。

PB与PPR的壁厚比较。
将以上环应力值代入（环应力—许用压力）计算公式可以得出：为满足水温70度，寿命50年，压力10公斤，安全系数1.5倍的生活热水使用条件。PB管壁厚应满足S5级（相当于PN16）规定的壁厚值，PPR管壁厚应满足S2级（相当于PN32公斤规定的壁厚值）。
ISOTR9080规定，用于民用建筑热水供水的塑料管路系统要满足以下标要求。
a. 连续工作温度70度
b. 连续工作压力10公斤
c. 使用寿命50年
d. 安全系数1.5倍
为满足以上使用条件，则应选用S5级PB管或S2级PPR管。
以下是ISO标准对于S5级PB管及S2级PP-R管的壁厚要求：
PPR依ISO/DIS15874-2.2：1999（prEN12202-2：1999）
PB依ISO/DIS1586-2.2：1999（prEN12319-2：1996）
聚丙烯PPR（S2） 聚丁烯PB（S2）
外径 壁厚 内径 内径 壁厚 外径
16 3.3 9.40
20 4.1 11.80 13.00 1.5 16
25 5.1 14.80 16.20 1.9 20
32 6.5 19.00 20.40 2.3 25
40 8.1 23.80 26.00 2.9 32
50 10.1 29.80 32.60 3.7 40
63 12.7 37.60 40.80 4.6 50
75 15.1 44.80 51.40 5.8 63
90 18.1 53.80 61.40 6.8 75
110 22.1 65.80 73.60 8.2 90
90.00 10.0 110
此外，PPR的管材厂家通常不能生产同质的阀门，因此很难保证整个系统的同质性，很难保证系统热胀冷缩的一致性，为漏水埋下隐患；
英国没有PPR的标准，主要是因为PP—R达不到BS7291Part1和2的EFG方面的检测标准；不适合于冷水系统，PPR在低于5/度时，管材变脆，很容易因外力损伤，也给施工、储存带来许多问题，而且，水不能在管道内结冰，否则它会开裂；
由于 PPR硬度太高，不能象PB那样吸收自身膨胀，因此在垂直方向上必须加以处理或加膨胀环，这样花费更大，而且增大了水阻；
众所周知；PPR太硬，不适于地板辐射采暖，而且，除了小部分以外，几乎不能预制。我们都知道，连接工艺越费劲，漏的危险越大；
需要特别指出的是；由于PPR管的生产入门要求低，市场竞争极其激烈，原料来源复杂，不仅如此，而且壁厚也无法保证，以此降低价格，造成不少质量事故。笔者曾看到有家PPR厂家生产的热水用的PP-R的dn40的管，壁厚居然只有3mm，不到标准8.1的一半。如用于热水给水系统或供暖系统的话，将会出现的情况是：2至3年后所有的塑料管道因超温超压，迅速老化，这是相当危险的，应该值得广大的设计师和开发商注意。
3. PB与PPR应用于供暖管路系统中的性能比较
根据北京市标准，《新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程》，对散热器供暖系统使用条件的选择，应按不低于5级的要求。以下是ISO标准中，对于集中供暖中聚丁烯PB和PPR材料的壁厚要求。
使用条件分5级（供水温度90℃，辐射采暖）
PPR ó D=1.45MPa PB ó D=4.31MPa
PD/MPa 0.4 0.6 0.8 1 0.4 0.6 0.8 1
Scalc，max 4.8 3.2 2.4 1.9 10.9 7.2 5.4 4.3
应选管材系列 S3.2 S3.2 S2 无合适 S10 S6.3 S5 S4
外劲（mm） 管材应选的最小壁厚（mm） 管材应选的最小壁厚（mm）
16 2.2 2.2 3.3 1.3 1.3 1.5 1.8
20 2.8 2.8 4.1 1.3 1.5 1.9 2.3
25 3.5 3.5 5.1 1.3 1.9 2.3 2.8
32 4.4 4.4 6.5 1.6 2.4 2.9 3.6
40 5.5 5.5 8.1 1.9 3.0 3.7 4.5
50 6.9 6.9 10.1 2.4 3.7 4.6 5.6
63 8.6 8.6 12.7 3.0 4.7 5.8 7.1
75 10.3 10.3 15.1 3.6 5.6 6.8 8.4
90 12.3 12.3 18.1 4.3 6.7 8.2 10.1
110 15.1 15.1 22.1 5.3 8.1 10.0 12.3
由上表可以看出：
受聚丙烯PPR材料本身的耐温、耐压性能的限制，当系统压力达到10公斤时，已经没有合适的规格系列可以满足要求。即使是在8公斤的系统压力下，如果使用聚丙烯PPR管材，应该使用S2系列，而目前在国内基本上找不到S 2J级聚丙烯PPR管材。
另外，即使有厂家愿意生产S2的PPR管材，由于壁厚的增加，这种管材的供水效率也非常低，基本无实用价值。从上表可见，当PPR的壁厚为S2系列时，外径d20的管材壁厚达4.1mm，内径只有11.8mm，只相当于DN10的镀锌钢管。也就是说，PPR管材的最小外径将d25mm（相当于金属管路DN15）起。与集中供暖分户热计量所需的常用户内暗埋支管DN15，DN20，DN25相对应的PP-R管将只能是d25，d32，d40。如此大外径的PPR管已使管路在户内垫层中的暗埋施工变的不可能。再者，随着壁厚的增加，PPR管材的价格优势也将不再存在。
最后，从上表中我们还可以看到，聚丁烯PB的设计应力为4.30Mpa，而PPR的设计应力只有1.9Mpa，PB是PPR的2.5倍。这表明，PB管材的设计基础就远远高于PPR管材。
五.结论
与以上铝塑复合管、交联聚乙烯和聚丙烯相比，乔治费歇尔公司的聚丁烯PB在生活热水和供暖管路系统上具有明显的优势：
1. 连接方式
聚丁烯PB采用热熔连接方式。热熔连接中，管材和管件采用同一材质。其热膨胀系数和应力变化一致。热熔连接彻底的避免了接头处的漏水现象，是最安全的连接方式，尤其适合于隐蔽工程。
2. 同一材质
因为管材本身为同一种材料，不会存在因为多种材料复合到一起，高温高压下热胀冷缩不一致而出现的脱皮现象。
3. 抗高温老化
可承受110℃以下高温，尤其适合北方地区供暖水温75~95℃的系统。
4. 系统耐久性
不仅是管材本身，整个管路系统在70℃水温10bar压力下连续使用50年。
总之就是PB管比PPR管好很多。