플라스틱 파이프는 가벼운 무게와 내식성 등의 장점으로 인해 많은 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 하지만 소재 유형, 개질 기술 및 적용 시나리오에 따라 고온 저항성이 크게 달라집니다.
일반적인 플라스틱 파이프의 온도 저항 범위
PE 파이프
PE 파이프 는 장기 온도 상한이 60°C, 단기 온도 저항이 최대 80°C로 온도 저항이 약합니다. 그러나 나노 개질 또는 유리 섬유와 같은 강화 재료를 추가하여 일부 HDPE 파이프는 150°C의 고온을 장시간 견딜 수 있으며 Vicat 연화 온도가 150°C 이상이어서 유전의 고온 원유 운송에 적합합니다.
PVC 파이프
PE 파이프는 내열성이 약하여 장기 상한 온도는 60°C, 단기 내열성은 최대 80°C에 불과합니다. 그러나 나노 개질 또는 유리 섬유와 같은 강화 재료를 추가하여 일부 HDPE 파이프는 150°C의 고온을 장시간 견딜 수 있으며 Vicat 연화 온도가 150°C 이상이어서 유전의 고온 원유 운송에 적합합니다.
엔지니어링 플라스틱 파이프
폴리이미드(PI): 350°C의 장기 온도 저항성과 450°C의 단기 온도 저항성. 현재 최고의 내열성 엔지니어링 플라스틱이지만 가격이 비싸서 주로 항공우주와 같은 특수 분야에서 사용됩니다.
개질 FRP 파이프: 탄화규소, 질화붕소 등의 필러로 강화된 복합 파이프로, 최대 600°C의 내열성을 지니고 있어 엔진 배기가스 배출과 같은 고온 환경에 적합합니다(예: UNI H 시리즈 호스).
고온 내성을 개선하기 위한 기술적 경로
재료 변형 기술
강화 필러: 유리 섬유 및 탄화붕소와 같은 무기 충전제를 추가하면 PVC 및 PE의 내열성을 향상시킬 수 있습니다. 예를 들어, 특허 기술에서는 유리 섬유와 질화규소를 복합적으로 개질하여 PVC 파이프의 장기 온도 저항을 100°C까지 높입니다.
난연 및 단열 구조: 난연층과 단열면의 이중층 설계를 채택하여 외부 고온의 열이 파이프 본체로 전도되는 것을 차단합니다. 특허받은 기술로 단열면 충전재를 사용하여 파이프 외부 표면의 복사온도를 280°C에 도달하도록 합니다.
복합 파이프 설계
금속-플라스틱 복합재: 알루미늄-플라스틱 복합 파이프는 금속의 내압성과 플라스틱의 내식성을 결합한 것으로, 온도 범위가 -70℃~110℃까지 확장되어 온도차가 심한 지역에 적합합니다.
다층 구조: 예를 들어, UNI H 시리즈 호스는 나선형 강철 스프링 + 고온 내성 섬유의 다층 설계를 채택하여 유연성을 유지하면서 최대 600℃의 온도를 견딜 수 있습니다.
테스트 및 검증
열노화 시험은 온도 저항성을 평가하는 핵심적인 방법입니다. 예를 들어, PE 파이프를 고온 테스트 챔버에 넣어 200°C 환경을 시뮬레이션하고 인장 강도 및 무게 변화와 같은 지표를 통해 열 안정성을 검증합니다. 산동 팡다 신소재는 제3자 테스트를 통해 개질된 PE 파이프가 150°C에서 성능 저하가 없음을 확인했습니다.
애플리케이션의 고온 시나리오 및 선택 제안
산업용 고온 매체 운송
유전: 고온 원유 수송에 사용되는 개질 PE 파이프(150℃ 내성)는 기존 강관 대비 10배의 내마모성과 80%의 비용 절감 효과를 제공합니다.
화학 산업: 엔진 배기 처리에 사용되는 UNI H 시리즈 호스와 같이 부식성이 강한 가스 배출에는 PI 또는 FRP 복합 파이프(400℃~600℃ 내성)가 사용됩니다.
건설 및 도시 엔지니어링
온수 시스템: PP-R 알루미늄-플라스틱 복합 파이프(110℃ 내성)는 기존 PP-R 파이프보다 우수하여 열팽창 및 수축의 위험을 줄여줍니다.
화재 방지 및 HVAC: 난연성 개질 PVC 파이프(95℃ 내성)는 화재 연기 배출의 요구를 충족하기 위해 내화성 케이스와 일치합니다.
다양한 환경에 적응하기
저온 환경: HDPE 파이프는 최대 -70°C의 저온을 견딜 수 있어 추위와 고도가 높은 지역의 물 운송에 적합합니다.
순간적인 고온: PI 파이프는 단시간에 450°C를 견딜 수 있어 우주선 유압 시스템과 같은 순간적인 고온 시나리오에 적합합니다.
결론
플라스틱 파이프의 고온 저항성은 재료와 공정의 차이로 인해 크게 달라집니다. 일반 PVC/PE 파이프의 내열성은 대부분 45℃~95℃인 반면, 개질 또는 복합 파이프는 150℃~600℃에 달할 수 있습니다. 선택은 중간 온도, 환경 조건 및 비용과 결합되어야 합니다.
