GB/T28799《冷热水用耐热聚乙烯(PE-RT)管道系统》系列国家标准解析

 前 言

       最近几年来，PE-RT管道材料的问世为聚乙烯家族材料扩展了更广泛的应用空间。管道原材料的发展也十分迅速，第一代中密度PE-RT管道材料解决了聚乙烯家族材料不能够耐受高温的问题，而第二代PE-RT材料则解决了耐热聚乙烯在应用层面更为现实的生产、连接和应用的问题。

       第二代PE-RT材料的问世，将耐热聚乙烯管道材料推向更广阔的应用领域，除了第一代PE-RT材料广泛应用的地面辐射采暖领域外，建筑冷热水、直埋保温热力管、温泉水管以及地源热泵蓄热系统都是第二代PE-RT管道材料的用武之地。

       第二代PE-RT材料的开发和设计专门针对耐高温压力管道，除了考虑加工性能和常规的物理力学性能之外，更加关注系统应用的多样性和长期安全性，例如管材规格可以更大，甚至到dn500；例如更优异的耐慢速裂纹增长性能，和燃气管道一样强调系统的长期安全性；例如多种焊接连接的可靠性，除了承插焊接，还有对熔焊接和电熔连接。当然还遗传了聚乙烯家族固有的天生优势，低温冲击性能好。在北方寒冷的冬天不用担心脆性开裂，因为低温性能好的管材在高温领域的使用受限制，聚乙烯的长期使用温度不超过40℃；而且在普遍的施工环境比较苛刻的情况下，例如施工现场的拖拽可能会造成管材外壁出现划痕，机械式连接处以及热熔连接熔体熔合处等位置都是容易形成应力集中而出现开裂位置，不用担心齐口脆性开裂。

      2012年底，国家标准GB/T28799系列标准获准发布，并于2013年3月1日起实施。至此PE-RT管材在国内的生产和应用也将更加规范，用户在采购、使用、安装及应用方面更加有据可依，确保了行业能够健康有序的持续发展。

      本文即从标准的重要条款入手，解读PE-RT材料的关键技术要求，并结合行业发展的现状，阐释PE-RT材料选择和应用过程中应该注意的问题。

      ●GB/T28799标准编制的背景及依据

      GB/T28799系列标准发布之前，我国只有一份2002年发布的行业标准CJ/T175《冷热水用耐热聚乙烯(PE-RT)管道系统》，但是由于当时行业标准参照的是德国标准DIN16833:2001《耐热聚乙烯(PE-RT)管道——一般质量要求》和DIN16834:2001《耐热聚乙烯(PE-RT)管道——尺寸》，标准的要求严重滞后于材料的发展。2009年国际标准ISO22391《冷热水用耐热聚乙烯(PE-RT)管道系统》修订后发布，考虑到材料的发展，将PE-RT管道材料分成PE-RT Ⅰ和PE-RT Ⅱ，增加了第二代耐热聚乙烯管道材料以及管道的技术要求。

       但是国际标准ISO22391:2009的问题在于不能够明确地在应用层面（用户的角度）将PE-RT Ⅰ和PE-RT Ⅱ区分开来，难免会给系统应用的安全性带来隐患。例如ISO/DIS22391中，PE-RT Ⅱ的参照线“较低”，以至于4×4=16（四个压力等级、四种工作条件级别）种组合中，有10种组合无论Ｉ型还是Ⅱ型都选择相同的S系列。可能带来的效应是：

       1）Ｉ型产品冒充Ⅱ型产品；

       2）不能充分发挥Ⅱ型材料的性能潜力；

       3）采用Ⅱ型材料生产时，即使掺混部分其它材料，仍可通过控制点试验。

       因此，国家标准编制的第一个共识就是，提高PE-RT Ⅱ型的要求，从而客观上能够带来正面的效应，如：

       1）Ｉ型、Ⅱ型产品能够明确分开，难以冒名顶替；

       2）较充分发挥Ⅱ型材料的性能潜力；

       3）压缩了Ⅱ型产品中掺混其它材料的可能性；

       4）Ⅱ型产品由于壁厚更薄而体现更好的经济性。

        PE-RT管道国家标准的制订为行业的良性发展提供了规范

        在PE-RT管道快速发展的同时，PE-RT管道系统国家标准的制订十分重要而且必要，是规范并指导塑料管道行业健康发展，跻身世界先进技术发展行列必不可少的。

        在标制定中，标准起草组充分考虑目前的生产和技术状况，同时对国内一些不规范的市场现象进行了充分的讨论，对于上文提到的一些问题，标准中在技术上给出了一些规范方法：
 

1）提高原材料的要求
 

原材料性能是管道性能的基础，但管材生产商并没有能力（全面）验证所购材料，因此要求原材料供应商提供原材料的检测报告很重要。
 

有些企业可能认为，对于管道生产商来讲，不管选用什么材料，只要符合标准中对于管材和管件的液压控制点试验，管材管件就合格了。这种认识是片面、短视和狭隘的。因为原材料性能是保证管道性能以及长期使用寿命的源头，生产商的职责就是通过提高加工技术，把原材料的性能尽可能传递到管道产品上。因为生产过程不可避免会出现一些波动，这些波动导致材料性能没有完全传递到最终产品中；同样，原材料性能也可能会出现微小波动，管材和管件控制点试验只是用来控制这些波动在一定合理的范围内。因为管材生产商并没有能力（全面）验证所购材料，控制点实验室是很重要的手段，结合原材料供应商的检测报告，作为评价原材料和管材管件质量的一种方法，不能用作评价管材管件性能或长期寿命的唯一论据。
 

2）地暖管宜为本色，生活冷热水管宜为灰色，其他颜色由供需双方确定。
 

对于管材而言，颜色的功效有两方面，一方面是标识作用，更重要的是阻隔光线，因为对于生活冷热水系统（包括饮用水输送系统），为了防止藻类在管内壁滋生繁衍，管材的透光率应不超过0.2%，耐热聚乙烯树脂的本色为蜡状半透明的乳白色，必须添加色母料，降低透光率。国际上的经验是灰色管材用于生活冷热水系统，而且灰色管材的遮光性也能满足透光率的要求，因此工作组建议生活冷热水管宜为灰色。而对于采暖系统用管材，没有透光率的要求，但是鉴于目前国内市场有些厂家为了降低成本，在新料中添加过多回收料，甚至是不明来源的材料，不同的树脂的折光系数不同，颜色也会有偏差，颜色能够掩盖这些偏差。因此标准定地暖管材宜为本色。但是对于PE-RT Ⅱ型管道用于地暖领域，存在不合理添加的概率不大，因为国家标准规定的测试要求较高，95℃/165h控制点测试就能进行区分。
 

3）区分Ⅰ型和Ⅱ型PE-RT管道。
 

通过研究相关标准，我们可以发现：国际标准PE-RT Ⅱ型的静液压强度参照线较低，特别是短期的性能，不能够很好的将PE-RT Ｉ型和PE-RT Ⅱ型区分开来。体现在管材管件的要求里面就是提高了静液压强度控制点试验的应力水平，从而区分Ⅰ型产品和Ⅱ型产品，见表1。而且，95℃的液压试验也可以作为管道进场施工前的抽检项目之一。
 

4）防止添加
 

国家标准提高了熔体流动速率(MFR)要求：即产品熔体质量流动速率(MFR)与对原料测定值之差，不应超过0.3g/10min且不超过±20%。对于所有的冷热水管道产品，首次提出绝对值和相对值二者取更严格的要求，与国际标准相比，相对值从±30%的要求加严到±20%。而且将该项作为出厂测试的项目，确保产品质量管理的连续性和一致性。
 

对于压力管道而言，最好的性能在管道原材料里，原材料经过挤出加工，受到强剪切作用会分解，性能会下降，每加工一次就折损一次。体现在产品的物理性能上，熔体质量流动速率（MFR）会发生变化，数值通常会比原材料的数值大，回收料使用量的过多也会体现在管材管件产品与所用原材料的MFR变化率上。也会因此控制加工前后，所用原材料和管材管件产品MFR变化率是控制加工过程的重要指标之一。特别要注意的是，控制产品的MFR绝对值是没有意义的，应控制的是加工后的产品和所用的原材料的MFR变化率。
 

PE-RT原料生产有标准的指标，在管道生产后，管材的MFR相对于原料的测试值应该符合标准的要求。因此，用户可以将该项性能作为管道进场施工前的抽检项目之一。
 

5）更安全，客户更有信心
 

市场在不断发展，客户也越来越成熟，更多的客户关注系统的长期安全可靠性，这也是越来越多工程和项目青睐PE-RT Ⅱ型地板采暖系统。标准GB/T28799.2-2012也给出了相应的选型方法，最高允许工作压力可以通过公式（1）来计算。
 

例如：dn16×en2.0 PE-RT Ⅱ型管材，允许工作压力：
 

例如：dn20×en2.0 PE-RT Ⅱ型管材，允许工作压力：
 

●规范我国PE-RT管道行业发展的建议
 

1）加强企业自律
 

加强企业自律，听起来是一句很空洞的呼吁和要求。这是欧洲、日本或制造业先进国家的企业根本和几百年工业革命的基本要求。企业不但作为一个盈利单位存在，同时要考虑发展和社会责任。
 

企业自律，承担社会责任，考虑长远发展，整个社会走向良性循环；不自律的企业，将成为社会的毒瘤，即使盈利再高，也必将为社会和行业所唾弃。
 

2）增加用户单位对材料的认识
 

作为管道产品的供应单位，我们的企业都在向用户介绍产品的优点；同时，也要让用户全面认识产品。只有全面了解产品，才能做出正确的选择，选择好的产品或供应商。
 

3）制定国家标准、设计规范，真正执行
 

一个产品的发展，离不开标准、规范和管理执行。相信各方如果正确理解了标准、规范，真正执行，社会、行业必然是良性发展和和谐的；反之，则行业不健康发展、充斥假冒伪劣、最终，受伤的还是参与的各方。
 

对于产品标准，各方要正确认识标准的定义和作用，不应将标准赋予太多打假的责任，否则，我们的国家/行业标准成了一部无法指导贸易、无法在行业内指导生产和应用、无法在国际上交流的文件，倒变成了一个打假的文书。


       [编辑：孟扬]