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浅谈铝合金衬塑(PE)在室内燃气领域的应用
一、前言
随着国民经济的日益发展，人民生活水平的逐渐提升，燃气作为一种清洁、安全、环保的能源在我国已经得到广泛的应用，特别是城镇燃气应用的发展速度尤为快捷。所以，燃气输送的安全性、经济性日显重要。而管道系统的安全性是其中一个重要环节，愈来愈受到人们的重视。在实际工程应用中，选择采纳新工艺，新技术、新材料，安全性能高的管道系统成为人们心中的一种首选，
燃气管道系统的发展已经从最初单一管种发展成纯塑料PE管道、金属类管道〔含不锈钢管、镀锌钢管及铜管〕、铝合金衬塑〔PE〕类管道、不锈钢衬塑〔PE〕类管道、钢骨架〔PE〕类复合管道和铝塑复合压力管道几大类。上述几类管种在燃气发展的不同阶段分别作出了不同的贡献。然而，随着科学技术的进步，在燃气应用领域中采纳的新型管道，如何进一步解决管道系统的安全性、经济性、美观性，成为燃气管道产品的一个发展方向性问题。上述几大类产品，都有各自的特点，各种管道如何应用，国家及地方也有相应的规范，下面就浅谈一下其中的一种新型管道：铝合金衬塑类管道目前在室内燃气领域的应用及今后的发展状况。
二、铝合金衬塑〔PE〕管道的发展过程
四川是天然气生产与应用大省，四川也是全球最先将天然气应用于民用的地区，最早可追溯于西汉年代，当时采集天然气的火井至今尤在。所以在四川境内燃气新型管道的应用也是走在全国的前列。
我国是从80年代初期开始聚乙烯燃气管的研究工作,最早使用聚乙烯管输送城镇燃气是1982年在上海。为使聚乙烯燃气管研究工作受到重视并顺利进行，国家科委1987年把“聚乙烯燃气管专用料研制和加工应用技术开发〞列为国家“七五〞科技攻关项目，从专用原料─管材、管件加工─工程应用─标准规范制定进行系统研究，取得丰硕成果。1995年，国家技术监督局、建设部分别颁发了PE燃气管材、管件的国家标准和工程技术的行业规程。目前，PE燃气管正在国内迅速推广使用。
铝合金在民用领域的应该早已十分广泛，其华丽、轻质、耐腐蚀的特点深受人们的喜爱。
成都凯撒铝业世纪90年代初率先将铝合金与PE进行减径结合，开发了具备聚乙烯〔PE〕和铝合金双向优异性的铝合金衬塑〔PE〕管应用于室内燃气管道， 从产品在市场上应用至今已有十多年的历史。第一代的铝合金衬塑〔PE〕管道采纳的是卡环式连接方式，在四川的南充、宜宾、乐山等地区得到的大量的应用。为了提升产品的综合性能，2021年初，采纳热熔连接方式的第二代的铝合金衬塑〔PE〕管道研制成功，第二代铝合金衬塑〔PE〕管道从2021年起最先在四川省室内燃气领域应用，该产品投入市场已经后，产品以其稳定的质量、安装的快捷方便，后期修理成本的低廉等优点获得用户的青睐。2021年四川省建设厅和四川省技术监督局为了在四川省内进一步推广使用该管道，组织相关人员针对室内燃气管道工程的特点和燃气用铝合金衬塑〔PE〕管及公司另一种新型燃气管道燃气用双层金属复合管的特点，结合成熟的使用经验，编写了DB51/5034-2021〔备案号：J10772-2021〕《燃气用衬塑〔PE〕铝合金管、燃气用衬不锈钢铝合金管道工程技术规程》，并在2021年2月28日正式实施，进一步对铝合金衬塑〔PE〕管道在室内燃气领域的应用进行了规范。
三、铝合金衬塑〔PE〕管道的特点
采纳热熔连接的铝合金衬塑〔PE〕管道，其主要特点如下：
1、管材、                               
① 外层管采纳铝合金〔6063〕材质，重量只有其他金属〔如不锈钢、铁、铜等〕的1/3，表面经过特别处理后，形成一层致密的氧化膜，具有合格的抗磨与耐腐蚀能力，故外层铝合金管具有综合性能好、使用寿命长、耐腐蚀性合格等特点。
② 内衬管材采纳PE100级燃气专用管道专用料，制品内外壁平滑、流畅。聚乙烯材料具有防渗漏性能好、合格的韧性、合格的耐磨、耐低温、耐腐蚀性能和环境适应性合格等优点。
③ 外层管与内衬管材经特别工艺进行复合后，在管材的强度、耐拉拔性能上性能优异，不但具有聚乙烯管采纳热熔连接快捷、方便的特点，而且外层铝合金层彻底解决了一般聚乙烯管在明装时抗紫外线性能差的问题，整个管道安装后气密性好、安全性能高。
    ④ 产品重量轻〔只有镀锌管的1/6〕、强度高、耐腐蚀、使用寿命长，具备金属管道与塑料管道
的双向优异性能。质轻的优点可以减少高层建筑中，管道自重产生的压缩应力。整个管材外观美观大方、色彩柔和，具有金属质地感和合格的刚性，为一种明装管道中安全性能高，结构新颖的新型轻质刚性复合管道。
2、管件
采纳与管材一致的PE100级燃气管道专用料，使得管材与管件在热熔形成一体后保证了材质的一致性，使整个管道系统具有高度的稳定性。
3、管道的连接方式
管材与管件的连接方式采纳了比较先进的热熔式，热熔连接的最大优点不但安装快捷、方便，而且相同材质的管材与管件通过热熔机将必需要连接的结合面分别熔化后，再将外表面熔化后的管材承插在内表面熔化的管件中，最后结合面经过固化，完全充分地连接在一起。管材与管件一次性热熔后，整个管道系统形成一体，有效地解决了其他连接方式中因管材与管件连接不当会造成连接处泄漏的问题，使管道系统安全性能更高。
4、产品先进的核心技术
    燃气用热熔连接铝合金衬塑〔PE〕管道在技术上具有三大特色：
A、铝合金管材与塑料管材复合过程中的减径技术
该技术将具有不同延伸率的两种材料通过先进的减径技术有效地结合在一起，同时不改变材料本身物理性能，有效地解决了不同材料在复合应用中的兼容性。减径后形成的复合管材，在两种材料的结合面，通过合理的过盈量制定，获得理想的层间结合强度，彻底消除了内衬塑料管材的收缩现象，使得整个复合管材在收缩、膨胀上体现出高度的一致性，其线膨胀系数只有纯塑料管材的五分之一左右。在强度、刚度上，铝合金衬塑管材比单一的材料性能更加优异，在爆破压力试验中，爆破压力在10MPa以上。
B、铝合金管材的阳极氧化与阳极氧化膜的封孔技术
铝的腐蚀电位较负，未通过说明处理的铝合金会产生严重腐蚀，因此必必需从根本上解决或提升防护性、装饰性和功能性三大问题。
首先，通过管材表面阳极氧化，形成一层较为致密的氧化膜，其平均膜厚达10μm以上。但该氧化膜表面仍存在一定的空隙。因此，进一步通过封孔技术，有效在氧化膜空隙之间修补、弥合，最终达到管材表面氧化膜的完美附着。
C、管件的表面喷涂技术
在管件表面喷涂采纳与阳极氧化处理后的铝合金表面色彩高度协调的专用漆，该漆除了附着力强、感观性能好外，还含一定比例的抗老化添加剂。当该专用漆喷涂在管件表面上后，在管件表面形成一层涂层，该涂层除了具有与铝合金表面匹配的金属色彩外，还能对紫外线起到屏蔽作用，从而减缓管件的老化过程。
四、铝合金衬塑〔PE〕管道的发展前景
铝合金衬塑〔PE〕管道目前除了四川、重庆地区应用比较广泛外，在其一些兄弟省份也发展势头合格。从四川地区多年的应用经验来看，铝合金衬塑〔PE〕管道中管材与管件采纳热熔连接，安装快捷、方便，管道系统严密性好，安全性能高，外形美观，性价比优越，所以应用前景十分广泛。

2021-10-23