地面輻射采暖具有節能環保和舒適安全的優點,符合政府大力倡導的節能減排和可持續發展理念,因此,地暖在中國獲得了超高速發展.據統計,在我國東北、華北和西北地區,地暖在新建建筑中所占采暖方式的比例已經超過50%,不少北方城市的地暖已經占到采暖方式的90%以上.而長江流域依經濟發展水平、技術和信息發達程度不同,地暖所占比例也達到了10~30%.在目前的地暖應用中,以通低溫熱水的水地暖占了較大比例。
水地暖系統在使用幾個采暖季后,地暖管道的內壁有可能會形成生物粘泥、泥沙和水垢附著,結垢速度因各地區水質不同而有所不同.結垢嚴重者可致熱水循環不暢,影響供暖效果.有人計算過,地暖管內壁污垢厚度每增加1mm,供暖的室內溫度下降6℃.為解決此問題,地暖應用較廣泛的北方城市出現了專業的地暖清洗公司對用戶家的地暖管道進行清洗.清洗管道按平方收費,常用的有物理清洗法和化學清洗法兩種.下面是一種典型的物理法彈射清洗過程的現場照片:
地暖管內壁污垢的沉積速度除了與采暖供水的水質、流速及地暖回路的設置方式有關外,與地暖管內壁的表面粗糙度也密切相關.表面粗糙度是指管材表面具有的微小峰谷不平度,即波峰與波谷之間高度差.表面粗糙度越小,則表面越光滑,污垢越難附著.因其兩波峰或兩波谷之間的距離(波距)很小,用肉眼很難區別,國標GB/T1031-2009《產品幾何技術規范表面結構輪廓法表面粗糙度參數及其數值》中規定了采用中線制(輪廓法)評定表面粗糙度的測量方法和儀器.本文的表面粗糙度數據即按此標準而測量所得.
國內目前使用的地暖管品種分為PE-RT,PEX-a和PEX-b管,收集了市面上各主流品牌的地暖管材,按國標GB/T1031-2009對各地暖管內壁表面粗糙度測試數據.
從表1數據看出,三種地暖管中,PEX-b管的內壁表面粗糙度在0.301~0.770μm之間;PE-Xa管的內壁表面粗糙度在0.191~0.368μm之間;而地暖行業用量zui大的PE-RT地暖管,各品牌管材內壁表面粗糙度的實測值在0.061~0.768μm之間.各品牌PE-RT地暖管內壁表面粗糙度差異較大,說明不同原料性能和生產工藝對PE-RT管材內壁表面粗糙度的影響較大.本文對不同PE-RT原料和成型工藝對地暖管內壁的表面粗糙度作了初步的研究,通過工藝和材料的優化,獲得了一種低表面粗糙度的“日豐PE-RT精品管”.
1實驗部分
1.1試驗原料 選取目前國內PE-RT管材市場常用的四個牌號原材料:
SP980,PE-RT,LG化學
DX800,PE-RT,SK公司
2388,PE-RT,陶氏化學
XRT70,PE-RT,道達爾
1.2試驗儀器和設備 塑料熔融指數測試儀,KJ-3092,科建儀器公司
φ75單螺桿擠出機,長徑比32,杭州雙林機械設備有限公司
表面粗糙度測試儀,TR200,上海峰志儀器有限公司
1.3樣品制備 樣品制作流程:混料→單螺桿擠出→真空定徑→冷卻→干燥→檢測;
制作相同生產工藝不同原材料的測試樣管時,螺桿轉速和工藝溫度設置恒定,每一種原材料持續生產1h后取樣。