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论PE-Xa管材性能与发展的优越性
来源:地暖月刊 | 发布时间:2018/3/12 | 浏览次数:
前言 
 
2011年,对于国内部分PE-Xa管厂家来说,无疑是一个丰收之年,宏岳等部分有实力的PE-Xa生产企业在经历了前几年的平稳增长之后,又迎来了一个新的快速发展期,产销量一路攀升,部分企业也进一步扩大产能,业内人士普遍觉得PE-Xa管市场在理性回归,同时也在认真思考造成这一局面的深层次原因。
 
一、常用地暖管材的对比

近两年来,国内针对几种常用地暖管材孰优孰劣的争论始终未止,尤其是PE-Xa管和PE-RT管究竟谁更适合用作地暖铺装管材,各有说辞,又似乎都有一定道理。但市场的选择不会因为争论的进行而停滞,因为老百姓需要地暖,建筑商更需要地暖管材,于是乎PE-Xa管和PE-RT管卖的都很不错,增长率彼消我长总体稳中有升。

     
 
在国内地暖行业,实际上PE-Xb管是最先进入中国市场的,但由于其生产工艺相对复杂而且成品率低,被更具有竞争力的PE-Xa管所代替。PE-Xa管生产自动化程度高,尤其是经过柱塞技术改造的韩国泰成设备,几乎实现了最佳的挤塑性能,经过近十年的市场检验仍然无可替代。后来PE-RT管也实现了飞跃式的发展速度,但PE-Xa管始终处于地暖管材主流地位。作为后起之秀,PE-RT管解决了地暖管材断头熔接和柔韧性的问题(但实际上作为地暖铺设管材是不允许有接头的),其耐高温和耐压性能不如PE-Xa管,PE-RT管生产工艺简单,挤出速度相对较快,生产效率高,因此备受管道生产厂家的青睐,大家争相投产并进行大范围推广,一时间造成了产销两旺的火爆局面,市场占有率每年都以超过10%的速度提升,并大有和PE-Xa管平分秋色之势。然而盲目的吞咽必将导致消化的不畅,个别企业为了眼前的利益开始在原料成本和管材尺寸上做起了文章,加上部分企业采用非专业设备生产,导致PE-RT管质量参差不齐,市场口碑急剧下降,2011年增长势头放缓就是最明显的反应。
 
至于PB管,这些年一直就没有太大的起落,主要原因是管材的价格高,而且表面耐划伤性能稍微差一些,除了在一些一线城市高档楼盘采用外,普通工程少有问津。但不可否认,生产PB管所用的聚丁烯是一种高惰性的聚合物材料,具有很高的化学稳定性,而且微生物不易寄生滋长,是目前世界上最符合卫生标准的饮用水给水管材。
 
从国内十余年地暖发展来看,PE-Xa管不但经受住了长期采暖应用的检验,也经受住了其他种类管材的市场冲击,始终保持主流地暖管材的地位。笔者乐观地估计,在未来十年内PE-Xa管依然是地暖管材的首选。
 
二、PE-Xa管性能介绍

PE-Xa管是人们对过氧化物交联聚乙烯管的简称,是以高密度聚乙烯为主要原材料,以有机过氧化物为交联剂,采用柱塞式挤出机挤出的交联成型管材。国内外多家研究机构根据多项数据实验发现,PE-Xa管的耐热性能良好,耐蠕变期长达100年。这是因为PE-Xa管材在加工过程中通过一步化学交联,使聚合物分子链间形成共价,进而形成均匀的网状结构,显著地提高了普通PE-Xa管材的物理化学性能。由这种管材输送的介质,温度可达95℃,短时间内可达110℃,非常适合各种高温流体的输送。因此,PE-Xa管作为低温热水地面辐射供暖系统中的加热管是有严格科学依据的。
 
PE-Xa管材的原料和辅料主要有高密度聚乙烯专用料、交联剂、抗氧剂和辅助抗氧剂,其工艺配方比例为:HDPE 99%,过氧化物及主辅抗氧化剂1%。其机理是:在高温、高压条件下,借助过氧化物交联剂,使高密度聚乙烯的长分子链间产生化学键实现化学交联,成为三维网状结构。因为聚乙烯分子是不饱和键,受到紫外线照射或氧气侵蚀后会缓慢发生变化直至分子键断裂,因此,必须加入主抗氧化剂和辅助抗氧化剂以提高其抗光老化和抗氧老化的性能。
 
目前国内市场上PE-Xa管材的专用过高密度聚乙烯原料主要是从韩国进口的两个牌号,即LG化学的XL1800、湖南石油化学的8100GX,其中质量和产能最高的当属LG化学的XL1800,同时国内化工企业也在加紧研发和生产交联聚乙烯原料,并有少量投放市场。国内的PE-Xa管生产企业采用的交联剂及抗氧剂有进口和国产之分,其中进口辅料主要由荷兰阿克苏、德国巴斯夫、德固赛等欧洲一些知名的化工企业提供。实践证明,进口的交联剂和抗氧剂,其质量比较稳定,性能也优于国内的同类产品。正因为如此,国内重视产品质量的地暖管材生产企业采用的主抗氧剂和辅助抗氧剂基本上都是从上述化工企业进口的。
 
在产品质量方面,目前国内PE-Xa管的产品标准主要参照的是GB/T18992-2003《冷热水用交联聚乙烯(PE-X)管道系统》(简称“GB/T18992-2003”),该标准明确规定PE-Xa管的交联度应大于或等于70%,耐热性能、抗蠕变能力和抗应力开裂性应满足如下规定:20℃/12MPa≥1h;95℃/4.8MPa≥1h;95℃/4.6MPa≥165h;95℃/4.4MPa≥1000h;110℃/2.5MPa≥8760h。
 
在产品外观方面,GB/T18992-2003规定:管材的内外表面应该光滑平整干净,不能有可能影响产品性能的明显划痕、凹陷、气泡等缺陷;管壁应无可见的杂质,管材表面颜色应均匀一致,不允许有明显色差;管材端面应切割平整,并与管材的轴线垂直。GB/T18992.2-2003还规定:用作建筑采暖系统的PE-Xa管,必须完成90℃/1000小时水压试验。

     
 
三、PE-Xa管的起源和发展

在欧美诸国,最早得到广泛应用的给水管材是PE管。但由于普通PE管耐热较差,一般只用于常温冷水的输送。根据美国塑料管材协会PPI(Plastic Pipe Institute)的规定,聚乙烯管的最高使用温度为140°F即60℃。为了提高PE的耐热性能,国外企业率先开发成功了PE-X??交联聚乙烯管材,这种管材把线形大分子链之间通过某些交联剂联结起来,从而使管材获得了很好的耐热效果。后来相关公司又对PE-X管的性能和交联工艺进行了不同的改进,形成了有机过氧化物交联聚乙烯 PE-Xa管、硅烷-水交联聚乙烯PE-Xb管和辐照交联聚乙烯PE-Xc管。另外,国外还曾经开发过偶氮交联聚乙烯PE-Xd管,但终因效果不理想而未被大范围推广。
 
在使用寿命计算上,为方便设计人员对管材的壁厚进行选择,国际标准对PE-Xa管的使用条件进行了计算和简化,形成了ISO10508:1995《用于冷热水系统的热塑性塑料管材和管件》中规定的使用条件级别4,即在设计温度20℃下使用2.5年,40℃下使用20年,60℃下使用25年,在最高温度70℃下使用2.5年,在故障温度100℃下使用100小时,总的使用寿命为50年。上述使用条件客观上要求PE-Xa管材具有一定的长期耐温耐压性能。
 
自上世纪末PE-Xa管生产技术传入中国后,随后在国内引发了一场采暖革命,人们开始逐渐认知并认可低温地板辐射采暖这一新型取暖方式,北方一些主要城市地暖工程如雨后春笋般涌现,并逐渐向西部和南方蔓延,应该说,PE-Xa管对于推动地暖行业的发展和成熟功不可没。
 
在地暖界有一个公认的观点,那就是PE-Xa管材性价比最高,各项性能指标也最佳。但近几年国内PE-Xa管材却始终走不出低价竞争的阴影,究其原因是生产PE-Xa管材的国产设备价格较低,只需要投入几十万元即可进入小规模生产,截至2010年,国内PE-Xa管生产企业近千家,其中绝大多数小企业始终处于停产和半停产状态,市场饱和度极高。
 
另外,由于PE-Xa管生产工艺相对复杂,质量不容易控制,而且挤出速度慢,于是很多中途进入的管道企业纷纷把目标投向生产工艺相对简单、设备兼容性强的PE-RT管材,并大肆进行宣传和推广。与此同时,PE-Xa管生产企业受前几年低价竞争导致利润微薄的影响,在产品宣传方面的投入非常有限。综合以上种种原因,最终导致近两年PE-Xa管的应用增长率趋于缓慢。
 
但是与往年的一味退守不同,今年的PE-Xa管材出现了“量价齐升”的喜人局势,整体市场出人意料地有所扭转。尤其是以宏岳为代表的PE-Xa管材品牌企业,产销量一路攀升,部分还以扩产来缓解供货的压力。这对那些原本比较悲观的PE-Xa管材生产企业一下又点燃了热情,也使市场重新对PE-Xa管材刮目相看。
 
究其缘由,主要是稳定的企业信誉和产品质量赢得了市场和客户的认可,再加上人们对地暖管材的认知重新回归理性化,客户更加看重领军企业的品牌价值,市场正逐渐向品牌化正规企业方向转变。
 
另一方面,随着PE-RT管材在生产中存在的一些弱点正逐渐明朗化,这也加速了Ⅱ型PE-RT管的推出和相关标准的出台,尤其是PE-RT管前几年的市场混乱局面,让消费者彻底认清了“庐山真面目”,人们又开始重新追求性价比更加优异的PE-Xa管材。
 
四、PE-Xa管差异化分析

很多建筑业人士认为PE-Xa管工艺简单,产品趋同性极高,质量基本相同,其实这里边差异性很大。单从生产工艺控制来说,PE-Xa管材生产需要在密闭状态下进行,不允许有任何夹杂和污染,这就需要一套全封闭的自动上料系统,同时还要保障原辅料的搅拌均匀,非专业正规企业是很难达到上述要求的。
 
而从原辅料使用来看,虽然市场上可供选择的原料品种较少,但有些厂家为了降低生产成本,不但用国产料替换进口料,还将国内较低价的非高密度聚乙烯原料如薄膜料研磨成粉,按一定比例掺入进口的PE-Xa管材的专用原料中,这无疑会对产品质量造成极大的伤害。
 
同时,如果交联剂质量不过关,或者不添加抗氧剂,非专业人员是难以进行鉴别的,但对于管材使用性能却造成了降低。实验证明,未加入抗氧剂和辅助抗氧剂的管材无法通过8760小时热稳定性实验,其很可能在使用3-5年后出现爆管事故。
 
用户辨别PE-Xa管材专用原料是否掺假,首先是到权威的实验室按标准规定组织产品的型式检验和出厂检验,但这种检验时间太长,而且成本很高,所以必须由管材生产企业事先进行,并及时提供给用户真实的检验报告。
 
除了权威的实验室检验报告外,还有另外一种简易的辨别方法。原料掺假的PE-Xa管材其柔软性更比专用原料生产的PE-Xa管材要好得多,因此原料掺假的PE-Xa管材其密度和硬度都很低、耐应力开裂性也很差。
 
需要特别指出的是,有些企业为了掩盖上述事实,往往还要添加色母,美其名曰“精品管”,这种掩耳盗铃的拙劣行为稍有专业知识的人就能识破。
 
为了弄清楚管材生产企业所采用原料是否合格,建议用户亲自去厂家进行实地考察,考察时除了要看厂家的原料采购合同或授权书是否正规以外,还要看其仓库同类原料的库存量是否足够多,以防止厂家仅仅在客户考察时摆一些合格原料。
 
此外,管材的外径和壁厚对生产成本的影响很大。熟悉管材产品的人都知道,每种塑管产品都有加工标准,有的生产企业按企业标准、行业标准或国家标准加工管材。我国对PE-Xa管材制订的国家标准为GB/T18992.2-2003《冷热水用交联聚乙烯(PE-X)管道系统》,其中对各项尺寸指标都作了明确的规定。但是有些生产企业在管材尺寸上动起了脑筋,通过缩减管材外径尺寸或壁厚以达到降低产品重量来节省管材专用原料的目的。
 
通过改变管材外径尺寸或壁厚来偷工减料降低成本的做法实在笨拙,其实危害性非常大。这种缩减了壁厚的管材,耐压性能及使用寿命都会受到严重影响,即使单单缩减了管材外径,壁厚不变,内径也会随之缩小,这种“缩水”的管材会影响管路中热水的流量,使地暖的采暖效果大打折扣。在采购PE-Xa管材时一定要认清管材的标识和执行标准,并按有关标准要求验收管材。

     
 
五、如何保持PE-Xa管长久发展

1、发挥品牌企业的作用
 
随着地暖行业的日益成熟,PE-Xa管市场格局也正在逐渐成型,品牌企业将越来越大地发挥市场引导作用,成为推动行业发展的源动力。品牌企业管理正规,在成本控制方面和质量提升方面能够做到均衡发展,并且能够以产销量的提升来带动平均费用的降低。同时,品牌企业产品质量检验体系和检测设备健全,在产品质量控制上严格按照ISO9001质量管理体系的要求开展生产管理工作,原料的采购、原料的检测、原料配混、管材挤出、管材收卷、管材终检、管材打包等每一个环节都有详细的操作和工艺记录,厂家可以将质量问题追溯到每一个生产、检验环节,这套控制体系是非常科学和严密的。而有些小的作坊式厂家,包括个别规模较大的厂家,在生产过程中根本看不到生产记录,为了降低人工成本也不配备专职的质检人员,检测设备形同虚设,甚至连基本的原料和管材性能测试设备都没有,根本无法保证其所生产管材的质量。
 
因此,地暖管材质量的提升,地暖行业的强盛发展,关键是努力打造并推动一批正规企业的发展,继而带动整个行业的高效、可持续发展。可以预见,未来PE-Xa管材生产将会越来越集中化,不适应市场发展的企业必将被淘汰出局。
 
2、加速产业结构升级
 
地暖管道经过了十余年的发展,逐渐形成了一定的产业规模。但同时,由于行业竞争加剧,产品附加值变得越来越低,那些单一品类经营的企业不得不靠走量来维持利润平衡,这就直接导致了企业的发展后劲不足。这主要表现为利润变得越来越薄,加之企业没有能力进行自主创新,很多小型企业最终将难以为继经营。
 
因此未来PE-Xa管市场将向多元化和功能化方向发展,一方面,产品应用领域和服务功能将更加广泛,由现在的单一地暖管材和配套产品生产,逐渐向系统集成转变,并形成辐射供暖与制冷组合使用功能。另一方面,顺应国家节能减排大政方针,实现地暖与地源热泵太阳能的完美结合,并进一步研发更新换代新产品,比如毛细管网和墙壁供暖与制冷等高端产品,满足不同用户的需求。
 
在产业格局中,随着地暖品类越来越多,所涉及的领域也越来越广,无论是上游产品还是下游产品,都会涉及众多的相关行业,如何将这些延伸行业进行整合利用,是地暖企业能否持续发展的关键。
 
3、扩大应用覆盖范围
 
随着国家对房地产价格的打压以及加大保障性住房建设的政策调整,政策的影响已经明朗化,今后一段时期一线城市商品房开发量将有所下滑,较多房地产开发商开发目标已开始转移到受政策影响较小的二三线城市,同时保障性住房的建设将成为住房市场中的重要组成部分,因此向二三线城市及广大农村地区进军,将会是未来地暖市场增长的亮点。
 
由于PE-Xa管性价比优异,在这些地区很容易进行推广,再加上全社会对地暖认知度不断提高,以县级城市为代表的庞大市场正在形成,同时,随着新农村建设的全面升级,在一些城镇和富裕家庭,地暖会越来越普及。
 
另外,近两年南方地暖市场已经成型,并产生了一些代表性工程。在南方开拓地暖市场,必须首先推广地暖理念,提升地暖影响力,同时结合“太阳能+地暖”、“地源热泵+地暖”、“壁挂炉+地暖”的模式进行组合营销,必将起到事半功倍的效果。


 
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