地暖管内壁表面粗糙度研究.doc

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1、地暖管内壁表面粗糙度的研究李白千金季靖彭晓翊（佛山市日丰企业有限公司广东佛山528000）摘要：表面粗糙度是指管材表面具有的微小峰谷不平度。即波峰与波谷之间高度差。地暖管内壁表面粗糙度越小，则表面越光滑，污垢越难附着。本文研究了不同牌号的PE-RT原料和成型工艺对地暖管内壁表面粗糙度的影响，探讨了降低地暖管内壁表面粗糙度的方法和机理。关键词：地暖管、表面粗糙度、熔流比、取向松驰、停留时间0前言地面幅射采暖具有节能环保和舒适安全的优点，符合政府大力倡导的节能减排和可持续发展理念，因此，地暖在中国获得了超

2、高速发展。据统计，在我国东北、华北和西北地区，地暖在新建建筑中所占采暖方式的比例已经超过50%，不少北方城市的地暖已经占到采暖方式的90%以上。而长江流域依经济发展水平、技术和信息发达程度不同，地暖所占比例也达到了10%～30%。在目前的地暖应用中，以通低温热水的水地暖占了较大比例。水地暖系统在使用几个采暖季后，地暖管道的内壁有可能会形成生物粘泥、泥沙和水垢附着，结垢速度因各地区水质不同而有所不同。结垢严重者可致热水循环不畅，影响供暖效果。有人计算过，地暖管内壁污垢厚度每增加1mm，供暖的室内温度下降

3、6℃。为解决此问题，地暖应用较广泛的北方城市出现了专业的地暖清洗公司对用户家的地暖管道进行清洗。清洗管道按平方收费，常用的有物理清洗法和化学清洗法两种。下面是一种典型的物理法弹射清洗过程的现场照片：图1折开管路，放入海绵子弹，准备加气压图2通入压缩空气图3取出海绵子弹图4清水继续冲洗干净地暖管内壁污垢的沉积速度除了与采暖供水的水质、流速及地暖回路的设置方式有关外，与地暖管内壁的表面粗糙度也密切相关。表面粗糙度是指管材表面具有的微小峰谷不平度。即波峰与波谷之间高度差。表面粗糙度越小，则表面越光滑，污垢越

4、难附着。因其两波峰或两波谷之间的距离（波距）很小，用肉眼很难区别，国标GB/T1031-2009《产品几何技术规范表面结构轮廓法表面粗糙度参数及其数值）〉中规定了采用中线制（轮廓法）评定表面粗糙度的测量方法和仪器。本文的表面粗糙度数据即按此标准而测量所得。国内目前使用的地暖管品种分为PE-RT，PEX-a和PEX-b管,收集了市面上各主流品牌的地暖管材，按国标GB/T1031-2009对各地暖管内壁表面粗糙度测试数据列于表1。表1.各大品牌地暖管内壁表面粗糙度管材类型品牌规格颜色内表面粗糙度（μm）P

5、EX-bAdn20*2.0无色0.770Bdn20*2.0无色0.354Cdn20*2.0无色0.301PEX-aDdn20*2.0无色0.191Edn20*2.0无色0.258Fdn20*2.0无色0.253Gdn20*2.0无色0.368PE-RTHdn20*2.0无色0.577Idn20*2.0无色0.211Jdn20*2.0无色0.061Kdn20*2.0橙色0.202Ldn20*2.0白色0.233Mdn20*2.0黄色0.768从上表数据看出，三种地暖管中，PEX-b管的内壁表面粗糙度在0

6、.301～0.770μm之间；PEX-a管的内壁表面粗糙度在0.191～0.368μm之间；而地暖行业用量最大的PE-RT地暖管，各品牌管材内壁表面粗糙度的实测值在0.061～0.768μm之间。各品牌PE-RT地暖管内壁表面粗糙度差异较大，说明不同原料性能和生产工艺对PE-RT管材内壁表面粗糙度的影响较大。本文对不同PE-RT原料和成型工艺对地暖管内壁的表面粗糙度作了初步的研究,通过工艺和材料的优化，获得了一种低表面粗糙度的“日丰PE-RT精品管”。1实验部分1.1试验原料选取目前国内PE-RT管材

7、市场常用的四个牌号原材料：SP980，PE-RT，LG化学DX800，PE-RT，SK公司2388，PE-RT，陶氏化学XRT70，PE-RT，道达尔1.1试验仪器和设备塑料熔融指数测试仪，KJ-3092，科建仪器公司φ75单螺杆挤出机，长径比32，杭州双林机械设备有限公司表面粗糙度测试仪，TR200，上海峰志仪器有限公司1.2样品制备样品制作流程：混料——单螺杆挤出——真空定径——冷却——干燥——检测；制作相同生产工艺不同原材料的测试样管时，螺杆转速和工艺温度设置恒定，每一种原材料持续生产1h后取样

8、。制作相同原材料不同生产工艺的测试样管时，原材料保持不变，每一种工艺温度和螺杆转速（生产速度）均保持1h后取样。1.3性能测试与结构表征按GB/T1031-2009测试管材内表面粗糙度2结果与讨论高聚物制品的表面粗糙度是由高聚物的分子量及其分布、结晶度和加工时分子链的取向和解取向共同作用而形成。下面通过三组对比实验来探讨以上因素对管材表面粗糙度的影响。2.1分子量及分子量分布对PE-RT地暖管内表面粗糙度的影响选取地暖行业常用的四个PE-RT原材料牌号，