新材料-高密度耐熱聚乙烯（PE-RTII）管道在供熱上的應(yīng)用
集中供暖能源綜合利用率高，便于管理，是目前我國(guó)北方地區(qū)較普遍的供暖方式。從80年代末開(kāi)始，市政熱力管道迎來(lái)了聚氨酯預(yù)制保溫管時(shí)代，它是以聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料為保溫層，工作管為鋼管，高密度聚乙烯為外護(hù)管的直埋管道。聚氨酯保溫直埋管道具有耐壓、耐高溫等特點(diǎn)，但在輸送熱水的過(guò)程中，易受熱水介質(zhì)及其中的離子腐蝕，使管道壽命縮短，還會(huì)污染水質(zhì)，引起銹渣堵塞儀表閥門(mén)（如熱量表）等問(wèn)題。其次，由于接頭采用焊接方式連接，受工人技術(shù)水平影響難以保證焊縫質(zhì)量，易發(fā)生泄漏事故。因此，鋼質(zhì)管道在一定年限后，運(yùn)行維修成本較高。
耐熱聚乙烯（Polyethylene of Raised Temperature Resistance，簡(jiǎn)稱(chēng)PE-RT），是通過(guò)與己烯等烯烴共聚獲得優(yōu)異的長(zhǎng)期耐熱穩(wěn)定性以及優(yōu)良的長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)度；同時(shí)保留了傳統(tǒng)高密度聚乙烯優(yōu)異的焊接性能（熱熔對(duì)接焊接、電熔連接）、低溫抗沖擊能（低至-40℃）、耐開(kāi)裂性能優(yōu)秀（劃痕是否會(huì)引起快速脆性破壞）等特征。
目前，耐熱聚乙烯已經(jīng)發(fā)展到高密度耐熱聚乙烯II型。高密度耐熱聚乙烯（PE-RT Ⅱ）和所有的聚烯烴材料一樣，都是由碳和氫組成的高分子聚合物，化學(xué)穩(wěn)定性很好，對(duì)于常見(jiàn)的酸、堿以及鹽具有很好的耐腐蝕性。聚烯烴材料的性能取決于材料的結(jié)構(gòu)，主要的影響因素包括分子量分布以及共聚單體的種類(lèi)。聚乙烯類(lèi)聚合物的共聚單體包括己烯、丁烯和辛烯，共聚單體分子鏈越長(zhǎng)，越能形成更多的連接鏈。從分子量的分布來(lái)看，有單峰分布的，也有雙峰分布的，雙峰的分子量分布具有更好的綜合性能，因?yàn)榈头肿恿坎糠执_保了材料良好的加工性能，高分子量部分使得材料具有很好的耐壓性能以及長(zhǎng)期的穩(wěn)定性。此外，PE-RT Ⅱ型材料是一種粘彈性材料，具有彈性和粘性的雙重特性，因此有很好的可塑性和減小外界應(yīng)力損傷。
高密度耐熱聚乙烯保溫管是以耐熱聚乙烯（PE-RT Ⅱ）樹(shù)脂及專(zhuān)用色母料經(jīng)過(guò)混合擠出成型為工作內(nèi)管，以聚氨酯材料為保溫層，以高密度聚乙烯管材為外護(hù)管，公稱(chēng)壓力不大于1.0MPa，最大輸送熱水溫度不超過(guò)80℃的室外集中供熱復(fù)合管材。適用于熱力預(yù)制直埋管、以及高溫?zé)崴艿老到y(tǒng)等，尤其在北方應(yīng)用于城鎮(zhèn)供熱系統(tǒng)二次管網(wǎng)以及溫泉保溫管道系統(tǒng)。
高密度耐熱聚乙烯保溫管和鋼管的另一個(gè)區(qū)別體現(xiàn)在熱脹冷縮特性上，PE-RT II型PE管的膨脹量很大，但是膨脹力很??；而鋼管相反，膨脹量很小，膨脹力很大。因此，相同的應(yīng)用條件下，PE管的膨脹力一般不到鋼管的1/50。對(duì)于集中供熱二級(jí)管網(wǎng)用的預(yù)制保溫PE管而言，管道軸向應(yīng)力主要包括管道熱脹冷縮產(chǎn)生的熱脹應(yīng)力，保溫層和工作管之間的剪切應(yīng)力以及外護(hù)管與土壤之間的摩擦應(yīng)力。當(dāng)外護(hù)管與土壤之間的摩擦力大于或等于管道產(chǎn)生的熱脹力時(shí)，管段將不會(huì)產(chǎn)生熱位移。工作管的軸向熱脹力遠(yuǎn)小于工作管和保溫層之間的剪切力，因此工作管和保溫層之間不會(huì)出現(xiàn)脫層現(xiàn)象。這就意味著：因此管道完全可采用直埋無(wú)補(bǔ)償?shù)姆绞竭M(jìn)行敷設(shè)，且無(wú)需采用額外的固定措施，可減小投資和施工難度。
根據(jù)資料顯示，高密度耐熱聚乙烯管較普通的鋼管還具有以下特點(diǎn)：
（1）保溫性能好，內(nèi)層導(dǎo)熱系數(shù)僅有0.42W/m.K，熱損失遠(yuǎn)低于鋼管，長(zhǎng)期運(yùn)行可節(jié)約大量能源，顯著降低能源成本。
（2）具有很強(qiáng)的防水和耐腐蝕能力，密封可靠，不滲不漏；無(wú)銹蝕，不污染水質(zhì)，不結(jié)垢堵塞，在熱力管網(wǎng)的日常管理和維護(hù)上有較大優(yōu)勢(shì)。
（3）在低溫條件下也具有良好的耐腐蝕和耐沖擊性，材料脆化溫度達(dá)-70℃，能輕松應(yīng)對(duì)在寒冷地區(qū)使用。
（4）耐壓耐溫，性能可靠，70℃下使用壽命可達(dá)50年。
（5）熱熔對(duì)接和電熔焊接方便，牢固可靠。
（6）施工工藝簡(jiǎn)單快捷，施工安裝方便，不需附設(shè)管溝，可直接埋入地下。該特點(diǎn)大大節(jié)省了PE-RT II管道的施工成本，縮短了施工周期。綜合考慮人工費(fèi)、材料費(fèi)和機(jī)械設(shè)備的費(fèi)用，PE-RT II管道的施工成本相對(duì)于鋼管能節(jié)省30%。
（7）該類(lèi)管道具有優(yōu)異的耐快速開(kāi)裂和耐慢速裂紋增長(zhǎng)性能，壓扁后可恢復(fù)；一旦管道出現(xiàn)斷裂，破損等情況，可利用壓管器實(shí)現(xiàn)局部阻水作業(yè)，方便緊急維修，節(jié)約成本與時(shí)間。
（8）經(jīng)濟(jì)可行性：90mm以下直徑，高密度耐熱聚乙烯管材料成本與鋼管相當(dāng)；110mm以上，較鋼管高10~20%。若結(jié)合施工及運(yùn)行，高密度耐熱聚乙烯管在dn355以下經(jīng)濟(jì)性高于鋼管。
