论文部分内容阅读
摘要：随着塑料合成材料制造水平的飞速发展，塑料管材品种越来越多，在采暖系统管材的选用上，选择的余地越来越大，目前，我国在80℃/60℃散热器采暖系统中，使用的管材以PB管，PPR管為主，而PEX管作为地板采暖中常用的管材，应用在80℃/60℃散热器采暖系统中的却较少，现就PEX塑料管在80℃/60℃散热器采暖系统实际使用中存在的问题进行分析。某新建大型住宅小区约60万平米，采暖系统采用80℃/60℃散热器采暖系统，室内采暖管道为PEX管暗敷在砼垫层内。自2011年11月份投入供热后，频繁发生十几起户内跑、冒水事故，造成地板、家具被淹，较大损失；经与设计人员、安装负责人员、施工操作人员及维修人员现场勘查、分析、探讨和交流，分析出问题的原因。
关键词：采暖系统问题分析 PEX管
TU832.1
1PEX采暖管渗漏原因分析
1.1 PEX管采暖系统运行问题
小区总供热站因新投用，系统工作不稳定，造成停水或压力波动，压力波动过大对室内PEX采暖管路影响较大，短暂的高压会给管路系统带来很大冲击，根据统计资料证实，近一半的跑水事故发生在停、送热水阶段，因在送热水的启动阶段变频泵在工频状态工作，运行压力达到设定压力，水泵变频调节工作有个滞后期，会形成暂时性超压，甚至有的超压达20%～30%，再加上温度变化使管材管件的变形松动，往往造成部分用户出现跑水情况。
1.2PEX管材质本身特性
（1）该管材的线膨胀问题。PEX管具有耐高温特点，但PEX管的线膨胀系数约为0.20mm/m.k，比PB管、PPR管略大，约为等长钢管的15倍。温度变化时，直线膨胀量大，管道严重变形，埋设在混凝土垫层内的管道纵向膨胀受限，会转化为内应力，容易引起管道变形和损坏。塑料管敷设在砼垫层中，虽然施工要求很精细，对装修地面也有要求，济南市质监站也规定金属管件不得敷设于垫层内，但在施工过程中，无意的破坏是难免的，一旦出现局部破坏的情况，唯一的解决途径即使用金属接头连接，由于PEX管的连接是管件压接，接点脆弱，受温度变化影响最大，也最易漏水。很大一部分非机械损伤的漏水点位置在管件连接处就充分说明这一点。
（2）由于PEX管材和管件的原料品种较多，生产厂家较多，导致管材的原料成分及质量参差不齐。PEX管的耐热性能不单是靠原料保证的，一个主要的因素是交联度，一旦交联出现问题，性能将严重下降，而交联工艺相对复杂，对厂家的工艺控制水平要求较高，在生产时需要将粉料与抗氧化剂与交联剂混合，混合的质量就成了控制交联均匀度的关键，如果混合不均匀，交联剂和抗氧化剂分散不好，则管材交联的均匀度可想而知，管材的可靠性会严重下降，管材会产生薄弱点，而我国PEX管的标准中没有交联均匀度的控制指标，只有交联度的指标，造成了质量上的隐患。
1.3设计问题
仅仅从设计应力上讲，PEX管的的壁厚在5级S5的DN15管道最小壁厚为1.5mm，1.5mm壁厚足以保证PEX管运行在60℃热水中能历时25年，80℃热水中能历时10年，100℃热水中能历时100小时的5等级要求，但未考虑PEX管的生产缺陷及在施工过程中造成的刮、擦、划伤等情况，致使设计的保险系数偏低。
1.4施工问题
（1）土建和装饰施工中的机械破坏或人为破坏。常见情况是土建施工中结构地面偏差过大，致使设计70mm厚的垫层不足，做地面时人为压扁管道甚至压裂管道。
（2）调查中发现：管理人员重视程度不够，措施不到位，施工工艺不当，操作工人麻痹大意，管道随意敷设，施工中插入管件太浅等不按规范施工，弯曲施工中不使用弹簧，导致管道扁缩甚至开裂。是引起PEX管管漏水的原因之一。而严格按施工工艺施工的系统渗水点就明显偏少。
（3）冬季施工，PEX管在冬季温度较低情况下，管道的柔韧性大幅下降，造成管道在弯曲时破裂。
2 相应措施及解决办法
2.1解决系统运行问题
首先保证供热系统长期稳定可靠，即使有紧急情况停热水，在进行送暖气前，将变频泵的设定工作压力向下调0.2 Mpa，以减小启动阶段不对管网形成冲击，待压力稳定后再上调变频泵的压力到正常的工作压力，这样可大大缓解启动阶段对管网产生的冲击。
2.2 针对PEX管材质问题
（1）针对管材的热涨，采暖户内支管的敷设安装，不应留有任何隐患。结合工地现场实际情况，对解决户内支管热胀冷缩问题和保温问题，特提出如下意见：
a．优化户内暖气设计方案，单直管长度≤7m。
b．考虑与土建施工配合较困难，取消聚苯板隔热保温层，改用管道外套适宜厚度（约5～8mm）的橡塑海绵管筒。主要解决管道的保温和径向热胀冷缩问题。
c．为彻底解决管道的轴向热胀冷缩问题，充分保证系统运行时管道具有足够的热胀冷缩空间，考虑在任一端直线长度大于4m的水平管道的转弯处局部设置后浇预留管槽，管槽宽度200mm，两端长度各为300mm，待管道安装冲洗试压合格具备隐蔽条件时再以具有一定机械强度但适度松软的保温材料（如聚苯板等）覆盖填实，其上再做水泥砂浆找平层和装饰面层。
（2）针对PEX管的原料生产工艺，招标时确定采暖热水管选用大厂大品牌产品，优先采用北欧化工原料，尽量不选用韩国原料。
2.3 设计及施工管理问题
（1）采暖系统热媒设计温度为80℃/60℃,热水管壁厚增大一级，使其正常使用寿命达到42.5年以上。同时考虑管材生产和施工过程中可能产生的缺陷，采用的PEX管壁厚不小于2mm。
（2）PEX管最突出的特点是，接头为金属管件压接，小管径管道为盘管，地面以下不需用弯头， PEX管最小弯曲半径为8倍的公称直径，而一般地面垫层做法约60～70mm，要使管道出地面后垂直，很难满足要求，而济南市质监站的验收要求是PEX管出地面垂直且需加装套管，可施工弯曲半径为8倍公称直径的弯套筒，将管道插进去，将套筒固定到结构地面上予以解决。
（3）各项目部应在PEX管施工前会同监理公司、施工单位、PEX管厂家对具体操作工人进行连接工艺技术规程培训，目的是引起各级管理人员的重视，说明利害关系，克服麻痹思想，加强过程控制。根据设计图纸及现场实际，确定各户型PEX管道德具体敷设线路及详细尺寸，项目部及监理应严格按已确定的平面布置图进行隐蔽验收。验收记录交公司预算处、物业公司各一份，交房时物业公司把此表作为附件交客户以备装修时查用。
（4）系统工作压力约为0.6Mpa，管道分层冲水试验时，试验压力不得低于0.9 Mpa，并可适当考虑提高0.2 Mpa的压力，以确保管道安装试压合格。在热力入口后的楼栋采暖系统整体试压时，应严格按规定执行。
（5）地面垫层浇筑时管道内应充满水并保持约0.6 Mpa的静压力，即消除了部分管道应力，又有助于及时发现土建施工造成的破坏（若有破坏，即有水喷出）。
（6）充分重视送冬季暖气前的调试，先低压力冷水运行后，再高压力冷水运行，再低压力低温运行，再高压力高温运行。高压力高温运行阶段，可适当调高运行压力比正常压力提高0.2 Mpa，以及时发现管道设施的缺陷，保证冬季采暖的正常运行。
总之，从材料的性能参数看，PEX管相对较柔软，耐温耐压性、导热性、抗冲击性较好、耐老化的特点，施工不需要特殊的工具或设施即可弯曲施工，而弯曲部位产生的内应力要求比较低；经济效益上看，各种原料的价格为：PB管约5万元/吨，PEX管2.2万元/吨，PPR管3.6万元/吨，经济性可想而知。而且优势比较明显，虽然在使用中也存在一些问题，只要在使用中加强管理，不断改进，PEX管在80℃/60℃散热器采暖系统中的应用还是有很大的发展空间的。
关键词：采暖系统问题分析 PEX管
TU832.1
1PEX采暖管渗漏原因分析
1.1 PEX管采暖系统运行问题
小区总供热站因新投用，系统工作不稳定，造成停水或压力波动，压力波动过大对室内PEX采暖管路影响较大，短暂的高压会给管路系统带来很大冲击，根据统计资料证实，近一半的跑水事故发生在停、送热水阶段，因在送热水的启动阶段变频泵在工频状态工作，运行压力达到设定压力，水泵变频调节工作有个滞后期，会形成暂时性超压，甚至有的超压达20%～30%，再加上温度变化使管材管件的变形松动，往往造成部分用户出现跑水情况。
1.2PEX管材质本身特性
（1）该管材的线膨胀问题。PEX管具有耐高温特点，但PEX管的线膨胀系数约为0.20mm/m.k，比PB管、PPR管略大，约为等长钢管的15倍。温度变化时，直线膨胀量大，管道严重变形，埋设在混凝土垫层内的管道纵向膨胀受限，会转化为内应力，容易引起管道变形和损坏。塑料管敷设在砼垫层中，虽然施工要求很精细，对装修地面也有要求，济南市质监站也规定金属管件不得敷设于垫层内，但在施工过程中，无意的破坏是难免的，一旦出现局部破坏的情况，唯一的解决途径即使用金属接头连接，由于PEX管的连接是管件压接，接点脆弱，受温度变化影响最大，也最易漏水。很大一部分非机械损伤的漏水点位置在管件连接处就充分说明这一点。
（2）由于PEX管材和管件的原料品种较多，生产厂家较多，导致管材的原料成分及质量参差不齐。PEX管的耐热性能不单是靠原料保证的，一个主要的因素是交联度，一旦交联出现问题，性能将严重下降，而交联工艺相对复杂，对厂家的工艺控制水平要求较高，在生产时需要将粉料与抗氧化剂与交联剂混合，混合的质量就成了控制交联均匀度的关键，如果混合不均匀，交联剂和抗氧化剂分散不好，则管材交联的均匀度可想而知，管材的可靠性会严重下降，管材会产生薄弱点，而我国PEX管的标准中没有交联均匀度的控制指标，只有交联度的指标，造成了质量上的隐患。
1.3设计问题
仅仅从设计应力上讲，PEX管的的壁厚在5级S5的DN15管道最小壁厚为1.5mm，1.5mm壁厚足以保证PEX管运行在60℃热水中能历时25年，80℃热水中能历时10年，100℃热水中能历时100小时的5等级要求，但未考虑PEX管的生产缺陷及在施工过程中造成的刮、擦、划伤等情况，致使设计的保险系数偏低。
1.4施工问题
（1）土建和装饰施工中的机械破坏或人为破坏。常见情况是土建施工中结构地面偏差过大，致使设计70mm厚的垫层不足，做地面时人为压扁管道甚至压裂管道。
（2）调查中发现：管理人员重视程度不够，措施不到位，施工工艺不当，操作工人麻痹大意，管道随意敷设，施工中插入管件太浅等不按规范施工，弯曲施工中不使用弹簧，导致管道扁缩甚至开裂。是引起PEX管管漏水的原因之一。而严格按施工工艺施工的系统渗水点就明显偏少。
（3）冬季施工，PEX管在冬季温度较低情况下，管道的柔韧性大幅下降，造成管道在弯曲时破裂。
2 相应措施及解决办法
2.1解决系统运行问题
首先保证供热系统长期稳定可靠，即使有紧急情况停热水，在进行送暖气前，将变频泵的设定工作压力向下调0.2 Mpa，以减小启动阶段不对管网形成冲击，待压力稳定后再上调变频泵的压力到正常的工作压力，这样可大大缓解启动阶段对管网产生的冲击。
2.2 针对PEX管材质问题
（1）针对管材的热涨，采暖户内支管的敷设安装，不应留有任何隐患。结合工地现场实际情况，对解决户内支管热胀冷缩问题和保温问题，特提出如下意见：
a．优化户内暖气设计方案，单直管长度≤7m。
b．考虑与土建施工配合较困难，取消聚苯板隔热保温层，改用管道外套适宜厚度（约5～8mm）的橡塑海绵管筒。主要解决管道的保温和径向热胀冷缩问题。
c．为彻底解决管道的轴向热胀冷缩问题，充分保证系统运行时管道具有足够的热胀冷缩空间，考虑在任一端直线长度大于4m的水平管道的转弯处局部设置后浇预留管槽，管槽宽度200mm，两端长度各为300mm，待管道安装冲洗试压合格具备隐蔽条件时再以具有一定机械强度但适度松软的保温材料（如聚苯板等）覆盖填实，其上再做水泥砂浆找平层和装饰面层。
（2）针对PEX管的原料生产工艺，招标时确定采暖热水管选用大厂大品牌产品，优先采用北欧化工原料，尽量不选用韩国原料。
2.3 设计及施工管理问题
（1）采暖系统热媒设计温度为80℃/60℃,热水管壁厚增大一级，使其正常使用寿命达到42.5年以上。同时考虑管材生产和施工过程中可能产生的缺陷，采用的PEX管壁厚不小于2mm。
（2）PEX管最突出的特点是，接头为金属管件压接，小管径管道为盘管，地面以下不需用弯头， PEX管最小弯曲半径为8倍的公称直径，而一般地面垫层做法约60～70mm，要使管道出地面后垂直，很难满足要求，而济南市质监站的验收要求是PEX管出地面垂直且需加装套管，可施工弯曲半径为8倍公称直径的弯套筒，将管道插进去，将套筒固定到结构地面上予以解决。
（3）各项目部应在PEX管施工前会同监理公司、施工单位、PEX管厂家对具体操作工人进行连接工艺技术规程培训，目的是引起各级管理人员的重视，说明利害关系，克服麻痹思想，加强过程控制。根据设计图纸及现场实际，确定各户型PEX管道德具体敷设线路及详细尺寸，项目部及监理应严格按已确定的平面布置图进行隐蔽验收。验收记录交公司预算处、物业公司各一份，交房时物业公司把此表作为附件交客户以备装修时查用。
（4）系统工作压力约为0.6Mpa，管道分层冲水试验时，试验压力不得低于0.9 Mpa，并可适当考虑提高0.2 Mpa的压力，以确保管道安装试压合格。在热力入口后的楼栋采暖系统整体试压时，应严格按规定执行。
（5）地面垫层浇筑时管道内应充满水并保持约0.6 Mpa的静压力，即消除了部分管道应力，又有助于及时发现土建施工造成的破坏（若有破坏，即有水喷出）。
（6）充分重视送冬季暖气前的调试，先低压力冷水运行后，再高压力冷水运行，再低压力低温运行，再高压力高温运行。高压力高温运行阶段，可适当调高运行压力比正常压力提高0.2 Mpa，以及时发现管道设施的缺陷，保证冬季采暖的正常运行。
总之，从材料的性能参数看，PEX管相对较柔软，耐温耐压性、导热性、抗冲击性较好、耐老化的特点，施工不需要特殊的工具或设施即可弯曲施工，而弯曲部位产生的内应力要求比较低；经济效益上看，各种原料的价格为：PB管约5万元/吨，PEX管2.2万元/吨，PPR管3.6万元/吨，经济性可想而知。而且优势比较明显，虽然在使用中也存在一些问题，只要在使用中加强管理，不断改进，PEX管在80℃/60℃散热器采暖系统中的应用还是有很大的发展空间的。