交联聚乙烯管(PEX)管简介
普通高密度聚乙烯(HDPE及MDPE)管，其大分子为线型结,最大缺点是耐热性和抗蠕变能力差，因此普通高密度聚乙烯管不适宜用于输送温度大于45℃的介质。"交联"是聚乙烯改性的一种重要方法，聚乙烯的线型大分子结构经交联后，变成了三维网状结构的PEX，从而大大提高了聚乙烯的耐热性和抗蠕变能力，同时其耐老化性能、力学性能和透明度等均有明显提高，交联度越高，这些性能的提高越为明显。同时继承了聚乙烯管材固有的耐化学腐蚀性和柔韧性。已商品化PEX管有三种。PEXa管 PEXb管 PEXC管
PEX管特点
卓越的耐热耐寒性能，高温下热强度很高:
优秀的耐低温韧性:
加热不熔融:
超凡的抗蠕变能力:蠕变数据是产品设计和工程选材的重要依据,与金属等传统材料相比，塑料的应变行为对加载时间和温度有着明显的依赖性，PEX管的蠕变特性几乎是常见塑料管中最为理想的管材之一。
半永久的使用寿命:PEX管通过了温度110℃ ，环应力2.5MPa，时间8760h的测试后，即可以推导出其在70℃下连续使用寿命50年。
目前市面上的常见PE-Xa管有博亚，日丰等。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 摘要:根据资料及其在实际工程中的情况，介绍了PEX管的优良性能、应用领域、制造过程，以及设计和施工过程中应注意的。
关键词:给水管材 PEX管 应用
0 引言
最近随着上海、大连、广东、福建、湖北、湖南等十几个大中城市和地区建设部门发布通知禁止给排水管道采用镀锌管和铸铁管，几种材质新型管材的使用潮流在全国范围内迅速铺开。竞争的焦点主要集中在三种管材上，即UPVC管、铝塑复合管和PEX管。这三种管材在国内市场上均获得较为广泛的应用，市场占有率较高。
PEX管的应用，始于90年代初，在西方发达国家，已得到广泛推广应用，是目前替代传统镀锌管的较佳产品，被誉为绿色环保管材。
1 PEX管的制造过程
1.1 生产PEX管的主要原料
生产PEX管的主要原料是HDPE，以及引发剂、交联剂、催化剂等助剂，如有特殊要求还可以添加其它改质剂。
PEX管采用世界上先进的一步法(MONSOIL法)技术制造，采用普通聚乙烯原料加入硅烷接枝料，在聚合物大分子链间形成化学共价键以取代原有的范德华力，从而形成三维交链网状结构的交联聚乙烯，其交联度可达60%~89%，使其具有优良的理化性能。
1.2 生产工艺
原料预处理+助剂配制→混合→熔融接枝挤出→管材成型→交联→检验包装→成品。
1.3 PEX管添加剂的作用、目的
交联剂是对其原线性分子结构起裂解作用形成接枝料，进而形成三维网状结构。抗氧剂及色粒的作用是提高PEX管的耐腐性，防止日光长期照射发生物性变化，能够抵御紫外线的长期侵蚀，从而延长其使用寿命。
2 PEX管的性能和特点
2.1 PEX管与镀锌钢管的性能比较(见表1)
表1 PEX管与镀锌钢管的性能比较
PEX管 | 镀锌钢管 |
永不生锈，寿命长 不结垢，不渗漏，不结露 导热系数低，热量损失小，节约能源 管壁光滑，水头损失小，噪音低 不滋生细菌，无毒、无味，干净卫生 材料轻，安装简便，省时省工，安全可靠 管路接头少，节省维修、维护费用， 保用50年其性能不变 | 易生锈，冷水管5年，热水管2年 易结垢，易渗漏，结露现象严重 导热系数高，热量损失大，浪费能源 管壁粗糙，水头损失大，噪音大 易滋生细菌，二次污染严重 材质重，安装工艺落后，费时费工，故障率高 管线接头多，每年需进行维护， 维护费用高，5~10年需要更换 |
2.2 PEX管与UPVC管、铝塑复合管性能异同点
从性能上，三种管材除具有不锈蚀、不结垢、不滋生细菌和安装简便等共性外，还有一些区别:
2.2.1 优良的耐温性能
PEX管使用温度为-70~110℃，UPVC管使用温度为5~45℃，铝塑复合管使用温度为-40 ~85℃。
2.2.2 防振性能
UPVC管由于采用胶水粘接，防振性能略逊色于铝塑复合管和PEX管。
2.2.3 使用寿命
UPVC管和铝塑复合管使用寿命约20~30年，PEX管约50年。
2.2.4 抗化学腐蚀性能
由于PEX管其分子结构，即使处于高温下也能输送多种化学物质，而不被腐蚀。
2.2.5 良好的记忆性能
当PEX管被加热到适当温度(小于180℃)会变成透明状，再冷却时会恢复到原来的形状，即在使用过程中任何错误的弯曲都可以通过热风枪加以矫正，使用起来更加自如。
2.2.6 不结垢
水中碳酸氢钙及镁离子的存在易形成沉淀物，慢慢使管道堵塞，而PEX管具有较低的表面张力以致使高表面张力的水不会被浸润管壁，从而防止管内水垢的形成。
2.2.7 环保性能
经过诸多充分论证和化验，PEX管是无污染环境的绿色管材，不含任何毒素，也不释放有害物质，焚烧后只产生水和二氧化碳。而UPVC管在生产过程中加入重金属添加剂，同时本身残存的单位氯乙烯在使用时一起进入输送的介质中，易造成介质污染;铝塑复合管由于中间为铝层，因铝和塑料的膨胀系数不一样，易发生龟裂现象，属不可降解物质，其垃圾易造成环境污染。因此，PEX管作为绿色环保管材更为名副其实。
3 PEX管的领域
(1)室内给水管、热水管、纯净水输送管。
(2)食品中液体食品输送管道。
(3)水暖供热系统、中央空调管道系统、地面辐射采暖系统、太阳能热水器系统等。
(4)电信、电气用配管。
(5)电镀、石油、化工厂输送管道系统。
4 PEX管设计指南
4.1 管道布置和敷设
(1)首先应根据建筑物的结构及工艺布置要求确定配管位置和走向。
(2)管道宜在吊顶、管窿、管井内暗设或嵌墙敷设。
(3)管道敷设在地坪架空、地坪整浇层内时，宜设护硬聚氯乙稀波纹管。
(4)管道穿越楼板屋面，在穿越部位应设固定支承点，且应有严格防水措施，穿越墙、梁、柱时应设套管。
(5)管道不宜穿越建筑物沉降缝、伸缩缝，当不得不穿越时，在穿越部位应设置防沉降和伸缩措施。
(6)室外管道穿越基础地下室混凝土墙板时，宜采取防沉降措施。
(7)管道穿越水池水箱，其进出水管至阀门间管段应采用耐腐蚀金属管材。
4.2 管道保温
(1)室外明敷给水管道，应按国家给水管道防冻、保温工程技术规程采取保温措施。
(2)热水管敷设在吊顶管井、管窿内及明管段，应采取保温措施。
(3)管道与热源距离一般不小于1m，室内明设管道距离家用灶具不得小于0.4m。
4.3 住宅管道分水器设置
(1)住宅内冷热水管道，当管径小于?De?25宜采取集中设置分水器，且以最短距离到各配水点。
(2)分水器应配置分水器箱，其中心离地面高度宜为冷水管0.3m，热水管0.45m。
(3)分水器材质应用耐腐蚀材料，进水及出水管口端部应安装铜质阀门。
5 PEX管施工指南
5.1 准备工作
(1)设计施工图及其它技术文件齐备，并已经会审。
(2)已确定施工组织设计，且已经过技术交底，了解敷设方式。
(3)管道安装前，应对材料外观质量和管件的配合公差进行仔细检查，受污染的管材、管件内污垢应彻底清理干净。
(4)施工人员应了解建筑结构形式、吊顶高度、管井内管道数量、确定管位，且应掌握管件连接技术及其它基本操作要点。
5.2 与建筑配合工作
(1)小口径管道安装时应利用管道可弯曲性能，尽量不设或少设管道连接件。管道不设连接件时最小弯曲半径为8?De?。
(2)管道穿越楼板、屋面砼墙板、水池池壁时，应按设计要求配合土建预留孔洞、预埋套管或管件。预留孔径宜大于管外径70mm，预埋套管的内径不宜大于管外径50mm。
(3)管道穿越屋面楼板部位，应严格做好防渗漏措施。
(4)嵌墙敷设管道在确定部位应配合土建预留或开凿管槽，槽壁与管外壁间距不应小于10m m，槽深不得小于管道外壁与毛墙面间距5mm，槽口应整齐平整。
5.3 管道支承
(1)管道立管和横管设置一般支承和固定支承，支承间距见表2。
表2 常用管道支承间距
管径De(mm) | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 63 |
立管支承间距(mm) | 200 | 800 | 900 | 1100 | 1300 | 1600 | 1800 |
冷水横管支承间距(mm) | 500 | 600 | 700 | 800 | 1000 | 1200 | 1400 |
冷水横管支承间距(mm) | 300 | 300 | 350 | 400 | 500 | 600 | 700 |
(2)固定支承件应采用钢制件，且应设在管件、管道附近;管道系统分流处的干管部位。
(3)管道伸缩应利用管道折弯进行补偿，悬臂端长度不应大于管段长度。
(4)明敷的直线管道，伸缩节应设置在两个固定支承点之间，且满足压力要求。
(5)管道穿越墙体为一般支承点，在套管或孔洞的空隙内应采用软性填料填实。
(6)管道安装结束，应采用管堵进行封堵，封堵耐压性能满足管道试压要求。
5.4 管道保温
冷热水管道隔热保温，其基本材料应采用单面开口高发泡聚乙烯管壳，厚度不宜小于15mm 。保温材料包复后，屋面冷水管应外缠二道宽度为100~120mm，厚度为0.22mm热水管保温层，应按设计要求施工。黑色聚氯乙烯薄膜，保护层外表用1mm浸塑铁丝扎紧，间距为400~450mm。
5.5 管道试压
管道安装完毕，应进行水压试验，试验压力为管道系统工作压力的1.5倍，但不得小于0 .60MPa，对系统加压应缓缓升压，升至规定压力后，稳压1h，然后观察接点部位是否有漏水现象，15min内压力降不超过0.5MPa为合格。
6 结束语
随着人们生活水平的不断提高，新型管材的需求量必将越来越大，PEX管具有金属管材和其它塑料管材无法比拟的优越性，但是任何事物不可能十全十美，比如本人曾在某工业项目中使用PEX管道输送纯化水，存在管道架空跨度小、支承点多等缺点。因此，在设计过程中应正确使用PEX管，更好地为服务，造福人类。并同时呼吁国家尽快出台有关塑料管材的设计、施工、验收等国家规范，加速推广我国塑料管材的应用。
南京中南工程咨询有限责任公司
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交联聚合物化学交联