鋁塑復合管應用性論文

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摘要：本文介紹了鋁塑復合管的優缺點，及其與各種建筑給水用塑料管材的性能比較。根據有關國內外信息資料，通過對鋁塑管在國內情況及近期市場需求作出了評估。

關鍵詞：鋁塑復合管年生產能力需求量

ApplicationofPolyethyleneAluminumPolyethylentPipe

ABSTRACTThispapsintroducestheadvantagesanddisadvantagesofP/A/Ppipeandcompareswithvarionswatersupplypipeinthebuildingwithpolyethylenepipematerical.Baseonhomeandabroadinformationsandanalysis,P/A/Ppipeapplicationinourcountryandcurrentmarketingdemand,theauthorcommendsthispipetoreaders.

KEYWORDSP/A/PpipeAnnualproductionMarketingdemand

在建筑給水和采暖管道上用熱塑性塑料管材替代傳統的鍍鋅鋼管是當前國內熱門趨勢。部門根據市場需求，開發引進各種材質的塑料管材，其中之一是可用于建筑冷熱水和熱水供暖的高密度聚乙烯(HDPE)和鋁的復合管，即鋁塑復合(PE-AL-PE)管。鋁塑復合管在國內很快，國內已有約85條鋁塑管生產線，年生產能力達1.5億m，現在投資建造鋁塑管的熱情很高。為此筆者根據有關的國內外信息資料進行了調查，對國內鋁塑復合管的綜合情況、發展趨勢做出了客觀的評價，提供相關人員。

一、鋁塑復合管的優點及局限性

鋁塑復合管有其獨特的優點，同時也有其缺點和局限性。

鋁塑復合管是國外80年代開發的一種管材，于1995年開始引進我國。鋁塑復合管和其它塑料管道的最大差別是它結合了塑料和金屬的長處，具有獨特的優點：機械性能優越，耐壓較高；采用交聯工藝處理的交聯聚乙烯(PEX)做的鋁塑復合管，耐溫較高，可以長期在95℃溫度下使用，可用于建筑內部熱水和暖氣管道；抗氣體的滲透；熱膨脹系數低等。

但鋁塑復合管與其他管材一樣，也有其缺點和局限性，在認識鋁塑復合管優點的同時也必須注意其在應用中的不利因素，例如：鋁塑復合管的連接不能用熔接和粘接，必須使用專用的金屬管件(國外要求用高強度黃銅鍍鎳)，把鋁塑復合管套入管件后徑向加壓鎖住；鋁塑復合管不能回收重做；鋁塑復合管的直徑范圍限于較小的范圍。目前國內生產的最大直徑是62mm，國外也主要用于小直徑；鋁塑復合管生產的工藝和設備比較復雜(譬如鋁塑復合管要用于熱水時聚乙烯層還要進行交聯，一般都用二步法)；鋁塑復合管成本難以降低(不能回收就要加上廢品損失)，鋁塑復合管的價格要高于交聯聚乙烯PEX管(尤其是用一步法生產的PEX管)和三型聚丙烯PP-R管。室內供水管道需要比較多的管件，鋁塑復合管用的金屬管件價格高于PP-R等用的塑料管件(尤其在較大直徑)。

二、各種管材的比較

建筑室內給水管道的領域內有各種材質的塑料管材和金屬管材可以應用，各有優缺點。

鋁塑復合管主要用于建筑冷熱水管和地面輻射采暖。在這個應用領域內還有各種材質的塑料管，金屬管，金屬塑料復合管可以應用，因為各有優缺點，目前在國外不單是各占一塊市場，而且都在發展中。

國內發展鋁塑復合管起自要淘汰鍍鋅鋼管，特別是要找到能夠耐熱又不腐蝕的熱水管新材料。公認國際標準對熱水管的要求是：在輸送70℃熱水時，長期承受1MPa壓力下，可以使用50年(塑料管的特性是使用壽命取決于承受的溫度及壓力，短期使用都可以承受更高溫度和壓力，評價性能時必須注意不能只講耐溫或只講耐壓)。近幾十年世界上開發了多種可以達到以上要求的塑料熱水管和塑料-金屬熱水管，較常用的有以下幾種：

交聯聚乙烯PEX管；改性聚丙烯PP-R管；鋁塑復合管；聚丁烯PB管；氯化聚氯乙烯CPVC管；襯塑鋼管和管件及涂塑鋼管和管件，塑復銅管，襯塑鋁管。

以上這些管材(前5種是塑料管，后3種是襯或涂塑的金屬管)以及銅管，不銹鋼管，鋁合金管等金屬管材。都可達到室內熱水管的應用要求，都能保證防腐蝕和符合衛生要求，都有國際公認的標準，因此都已在各種工業民用建筑和住宅工程中采用。下表是根據調查結果簡單比較前5種塑料管的情況：

交聯聚乙烯

PEX管改性聚丙烯

PP-R管鋁塑復合管

PEX-AL-PEX聚丁烯PB管氯化聚氯

乙烯CPVC管

長期耐熱又耐壓70℃，1MPa，50年可以可以可以可以可以

壁厚(達到同要求)較薄較厚較薄最薄較薄

衛生性能優優優優優

生產工藝和設備較復雜較簡單最復雜較簡單較復雜

回收利用性不能能不能能能

連接粘合不可不可不可不可可以

熱熔接不可可以不可可以不可

電熱熔接不可可以不可可以不可

擠壓夾緊連接可以可以可以可以不可

連接用管件金屬管件PP-R管件金屬管件PB管件CPVC管件

熱膨脹系數/mm(m℃)-10.150.160.0360.130.06

價格比(直徑32mm以下)*1.11.41.62.52.3

阻隔氣體滲透不能不能能不能不能

注：1.價格比的資料來自塑料99-5‘國內建筑給排水塑料管材性能及應用初探’一文；

2.價格參數牽涉各種因素，不可能很確切，僅供參考。

由以上對比可以看到這5種能夠應用于室內供冷熱水的塑料管都各有其優點和缺點，鋁塑復合管唯一獨特的優點是能夠阻隔氣體的滲透，這在應用于封閉循環的熱水系統(如地面鋪熱水管的采暖系統)時是有益的，因為可以防止氧氣的滲入避免系統中的氧化腐蝕。其他塑料管也可以用幾種方法來彌補其阻隔氧氣性差的缺點，所以同樣可以應用于封閉循環的熱水系統。除了上述5種塑料管、外襯塑鋼管和管件及涂塑鋼管和管件，塑復銅管，襯塑鋁管等也可以應用于室內供冷熱水的領域。這些襯塑或涂塑的金屬管也各自有其獨特的優點和缺點。例如襯塑或涂塑鋼管以鍍鋅鋼管為基體，其機械性能的可靠最容易被用戶信任。所以，目前國內外在室內供冷熱水的領域內上述各種管材實際上都在被采用，而且都在不斷地改進和發展。鋁塑復合管在國內發展很快，今后能相應的擴大市場占有率，但是不能據此推斷鋁塑復合管將成為室內供水管的主流。可以預測各種管材爭奪和分占室內供水管市場的形勢將長期存在。在室內供冷熱水管的領域內上述幾種管材國內現在都已有生產建立生產線，并投產。

三、國外情況

國外應用鋁塑復合管在增加，但其總量和比例都不很大。

相對其他幾種塑料管，鋁塑復合管是較新的，因為有其特長，國外應用的增長率比較高(據介紹美國1992-1995年遞增率25%以上，德國1993-1995年遞增率23%)。但是應用的總量還不是很大。

國外在室內給水管(包括冷水熱水)領域應用各種塑料管的實際比例據有關資料介紹，1994年歐洲室內管道安裝長度為12.69億m，其中金屬管占67%，塑料管占33%，到1997年安裝長度增長到16.05億m，而其中金屬占64%，塑料管占36%(5.77億m)。下列各表給出了應用情況。

1997年歐洲各種建筑室內管道統計(萬m)

金屬管

銅管/鍍鋅鋼

管/不銹鋼管交聯聚乙

烯PEX管改性聚丙

烯PP-R管鋁塑復合管

PEX-AL-PEX聚丁

烯PB管氯化聚氯乙

烯CPVC管

用量1029003020014700650044001800

比例%64199431

歐洲室內給水管各種材質管道用量與預測(萬m)

199219931994199519961997199819992000

PE-X4700580067007800830090009300970010000

PP-C480056006000600060005900590059005800

PE-AL-PE300500800100013001800200021002500

1997年塑料管：2050027%金屬管：5540073%

1997年歐洲采暖用各種管材比例

銅管鋼管PE-XPE-AL-PEPBPP-C

55%23%12%6%3%2%

管道長度51300萬m

1997年歐洲地面輻射采暖管各種管材用量(萬m)

銅管PE-XPP-CPBPE-AL-PE總長度

14001330016001000180019100

(上述各表均引自建設部促進中心提供的《我國塑料管道生產和應用現狀》，1999年5月全國塑料管道推廣應用研討會論文，高立新、王真杰著)

據調查，在亞洲日本，建筑給水管道上主要采用防腐蝕的金屬管和襯塑或涂塑的鋼管。

在歐洲，鋁塑復合管主要用于建筑冷熱水管和地面輻射采暖。用于地面采暖系統鋁塑復合管有優點：可以任意彎曲，可以連續很長沒有接頭(產品以盤卷供應)，可以阻隔氧氣滲透防止采暖系統被腐蝕。上表中歐洲1997年用于地面輻射采暖的鋁塑復合管為1800萬m，而PEX管為13300萬m，相比之下，PEX管用量大大超過鋁塑管，估計是受管材價格的。國外鋁塑復合管基本限于小直徑的室內用管，除了供水外有介紹采用鋁塑復合管做家庭燃氣配管的，但沒有查到應用量的資料，在美國IAPMO頒布的燃氣管道安裝規范中，室內燃氣管不允許用PE管。因此鋁塑管在室內燃氣管道上的應用尚待研究論證，還不能采用。

四、在國內推廣應用存在的一些

國內應用鋁塑復合管還需要進一步做好管道系統工程的基礎工作。

近年來國內一些和部門在推廣鋁塑復合管方面做了大量工作，國內鋁塑復合管發展很快。尤其是在國內能夠自己生產鋁塑復合管生產線以后，出現了全國各地投資上鋁塑復合管的熱潮。至今，國內生產鋁塑復合管的生產線已經有近百條，設備年生產能力已超過1.5億m。但是1998年國內實際產量大約只有1200萬m。

通過調查可以認為在國內推廣應用鋁塑復合管還需要創造相應的條件，主要是：

*鋁塑復合管和配套金屬管件的產品標準的制定。

*鋁塑復合管道做室內冷熱供水管道的設計、施工和驗收等配套的標準規范還不完善。目前廣東省建筑設計研究院已編制《建筑給水鋁塑復合管管道工程技術規程》(CECS標準已報批)，而暖氣用交聯聚乙烯等鋁塑復合管的工程建設標準尚未制定。

*國外經驗對鋁塑復合管用的金屬管件要求很高，我國目前市場用的金屬管件在材料質量，表面處理，加工精度上都有差距。例如為防止銅材料可能出現腐蝕和污染，國外要求銅管件表面鍍鎳，而目前我國市場上見到的管件都沒有鍍鎳，因此管件產品的質量必須改進和提高。

*鋁塑復合管用的材料聚乙烯，膠粘劑，鋁帶國內都有生產，但是用戶反映質量上都還不夠穩定。鋁塑復合管要用于熱水，聚乙烯層要用交聯聚乙烯。目前鋁塑復合管生產線(包括進口生產線)絕大部分采用‘二步法交聯’，所用的特種交聯聚乙烯原料(已接枝)大都靠進口，價格較高，儲存期只有6個月。最近國內有企業已開發出一步法交聯鋁塑復合管，但是其工藝和質量均須通過實踐的考驗。

總之，鋁塑復合管的推廣還需要做很多工作，市場的開拓和成熟是個逐步的過程。

五、應用前景

建筑物內部冷熱水管的總用量應通過市場需求客觀分析確定，以使供求基本平衡，避免過多過急投資鋁塑復合管生產。

傳統采用的鍍鋅鋼管早晚要被淘汰，開發室內供水管市場是發展新管材的性機遇。但是對于這個市場的總用量到底有多大，鋁塑復合管能占其中份額的多少?應該對此作實際的分析和估計。

有1種估算法是每m2新住宅建筑面積用室內供水管2m，如果按2000年我國新建住宅30000萬m2(根據建設部建設統計資料我國1996年完成城市新建房屋竣工面積34527萬m2，其中住宅21580萬m2)。室內供水管的總需要量是6億m。假定30%采用各種新型塑料室內供水管，則需要1.8億m。如果鋁塑復合管在其中能占到30%～50%，2000年鋁塑復合管的市場為6000萬m～9000萬m左右。相比于已經有長期應用塑料供水管經驗的歐洲在1997年應用鋁塑復合管6500萬m的實績，如果2000年我國鋁塑復合管的用量達到或超過6000萬m，將是個十分可喜的進步。但是相比于國內已經投資形成的鋁塑復合管生產能力來說，市場需要量和生產能力相差已接近三倍。

這種估計僅針對城市住宅建筑。對大型公共建筑，估計主要采用銅、不銹鋼等金屬管材，不可能大量應用鋁塑管。另外還有住宅，每年新建的面積亦不少于1億m2，隨著農民生活水平的提高，管材應用量也將逐步增加，鋁塑管在這方面也有一定市場，但需要一個過程。

但應注意的是目前還有很多企業準備投資新上鋁塑復合管，已經生產鋁塑復合管的企業也在計劃擴大生產能力(大部分企業在起步時只上了一條生產線，因為鋁塑復合管更換產品規格時調試的廢品損失較大，適合于一條生產線固定生產一個規格，一般鋁塑復合管企業要有3條以上生產線才能地運行)。國內生產鋁塑復合管生產線的機械企業也已經有了十幾家，如果按目前的趨勢發展下去，今后幾年我國生產鋁塑復合管的企業將面臨銷售困難的形勢。

綜合以上的調查研究結果，建議已投資鋁塑復合管的企業要完善鋁塑管產品規格品種，生產配套管件，和用于熱水和采暖的交聯聚乙烯鋁塑管；同時還要降低成本，提高管材產品質量，即是提高鋁塑管的市場競爭能力。必須指出，塑料管材的使用壽命是根據管材環向抗拉強度的長期(50年)靜水壓設計基礎值(HDB)確定的。在目前不少生產廠采用的制造鋁塑管的聚乙烯，膠粘劑，鋁材等材質尚不夠穩定的條件下，強調鋁塑管使用壽命為50年，甚至90年，其根據是不夠充分的，建議有條件的企業單位加強這方面的試驗工作。另外，對目前準備投資新建鋁塑管生產廠的地區，建議要在正確估計該地區市場情況，落實比較穩定的市場需求條件下，再決策是否投資和確定建廠規模。