我国塑料管的应用前景

时间：2007-04-11 来源： 作者：

    塑料管因其重量轻、耐腐蚀、水流损失小、安装方便等特点受到了管道工程界的青睐。在国外，塑料管材正不断替代金属或其他传统材料的管材发展十分迅速。从1980～1990年的十年中除塑料管以外，其它各种材料的管材增长率总和还不足2％，但是塑料管的增长率却是其它各种管材增长率总和的4倍，达到8％，进人9O年代，塑料管的需求仍以每年4．2％的速率增长，其产值大约以每年8％的速率递增。
1 国内塑料管的发展状况
      我国自2O世纪70年代开始生产塑料管，近30年来，塑料管得到了很大发展。1999年底我国塑料管生产线约 200O多条，其中15％为引进设备，生产能力165万t，产量100万t左右，其中UPVC管材约5O万t，占50％；PE管材36 万t，占36％。近年来，随着塑料工业不断发展，在大力推广应用化学建材的同时，在各个领域内塑料管的应用都有了飞速的发展。塑料管材的种类也越来越丰富，目前在我国应用的塑料管全公有聚氯乙烯（PVC）管，聚乙烯（P E）管，聚丙烯（PP）管，铝塑复合管，另外还有少量的丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物（ABS）管等。
1．1 聚氯乙烯（PVC）管
      目前在我国应用的塑料管主要是硬质聚氯乙烯（UPVC）管，聚氯乙烯管应用历史最久，这是因为聚氯乙烯管具有强度较高、刚性较大、材料价格比较低等优点，而且已经有丰富的使用经验，在世界各地仍然被广泛的应用、在我国已经能够为建筑给排水、室外埋地给排水管道工程等提供质量较可靠、配套较完整的聚氯乙烯管材和管件，无疑聚氯乙烯管今后在我国仍然会有发展。在我国，UPVC管生产企业约600多家，生产能力约11O万t。生产规模超过1万t的企业约30多个，规模在0.6万一I万t的企业约60家左右、在城市住宅建筑排水管方面，据统计，1998年UPVC管在一些城市中使用率达到90％左右，在城市供水管道上约理设5000多公里，最大竹管径为630mm。UPVC管的生产设基本上实现了国产化，到目前为止，UPVC管已走上了规模化的生产水平。
1.2 聚乙烯（PE）管
      PE管材已成为继PVC之后，世界上消费量第二大的塑料管材管道品种。过去聚乙烯管应用的量远少于聚氯乙烯管，其主要原因是经济性，早期聚乙烯管的材料大约相当于PE63以下的等级；因为强度低在同样的使用条件下（同样的压力和直径下），聚乙烯管的管壁要比聚氯乙烯管厚1倍以上。造成成本高而且只能人压力较低直径较小的管材中使用。随着国际上近年来对于聚乙烯管材专用料一直不断地在研究和改进，并在材料性能上取得重大进步，因而增强了聚乙烯管的优势，扩大了应用领域。20世纪90年代后国际上已经能大量生产PE100级聚乙烯管材料．在同样压和同样直径下，用PE100聚乙烯管已经比用聚氯乙烯管的重量要小。虽然高等级聚乙烯管材的价格还比聚氯乙烯管高，但聚乙烯管具有一些独特的优点．其柔韧性可熔接性使管道敷设费用明显低于聚氯乙烯管，因而可以使总的工程费用下降。我国目前从国外引进了几条生产线也开始生产PE80和PE100等级的聚乙烯管材专用料、随着聚乙烯管的许用应力的提高，和聚氯乙烯管在壁厚上差距就减少了。特别是近10年来．国际上聚乙烯管的发展速度明显快于聚氯乙烯管、欧洲塑料管的产量从1985年的140万t增加到1997年的26O万t，在1990一 1998年间聚氯乙烯管的平均年增长率是2％，而聚乙烯管的平均年增长是7％，美国塑料管协会1998年统计资料表明，美国1998年1年时间内聚乙烯管产量就增长了11.9％，约为35万t。由此可见在国外聚乙烯管的发展是非常快的。我国聚乙烯（PE）管的生产始于6O年代，近年来在国家推广使用化学建材的倡导下得到了迅速的发展。据统计，我国现有PE管的生产企业150多家，生产能力约为45万t。PE管生产规模在5OOOt/a此以上的企业有10多家。应该注意到给水管领域正在越来越多的应用聚乙烯管，而且在不少地区给水管的应用量已经超过聚氯乙烯管；在输配燃气管领域也在广泛采用聚乙烯管；在埋地排水管领域也越来越多地使用各种聚乙烯管器材。聚乙烯管材管件发展得这么迅速分析其原因有下面几个方面。
（1）无毒、生卫、环保
（2）由于聚乙烯流动性好、热稳定性高，注塑成型聚乙烯热熔管件比较容易。聚乙烯管电熔馆接都已有专门技术及专用设备，连接时十时方便和可靠。
（3）聚乙烯管具有独特的柔韧性和优良的耐刮伤痕的能力，对管道基础的适应能力强，抗震性好，适宜用于地震地区。
（4）适应范围广。低密度聚乙烯强度较低，但是柔韧性好，用于低压小直径的管材（如制造成小直径盘管应用于农村或工地）。在给水。输气上聚乙烯管则应采用高密度聚乙烯管材专用料。
　　主要品种有低密度聚乙烯LDPE、高密度聚乙烯HDPE、交联聚乙烯管材（PE一X）。目前国内交联聚乙烯管材（PE一X）生产企业有近10O家，生产线达到100多条（其中进口设备有10多条），生产能力达到5亿m/a,1999年管材的使用量已达到8000万m左右。
1．3 无现共聚聚丙烯管材（PP—R）
      PP一R管为聚丙烯（PP）管改性后的共聚聚丙烯管材，是80年代末至90年代初开发应用的新型环保产品。PP-R管材的原料属聚烯烃，其分子由C、H元素组成，不含什何有毒元素，卫生性能可靠。聚乙烯管材（PE－x）在原料生产、制品加工、使用及废弃回收全过程中，均不会对人体及环境造成不利的影响，与交联聚乙烯管材（PE～X）一并被称为绿色建材。用于系统的工作压力<0.66 Mpa、长期使用的工作温度＜70℃的场合，短期最高使用温度可达到95℃。我国自1997年8月起，由上海建筑材料厂首先引进德国先进的PP一R管材生产线，采用进口原料在国内首次生产（PE-X）管材由于它具有良好的性能、安装方便且制作成本较低，因而在建筑给排水系统中被大量使用。目前国内PP—R管生产企业有近100家，生产线有近130多条（其中进口设备有10多条），生产能力达到5亿m／a，1999年PP－R管使用量达到二亿m左右。
1．4 铝塑复合管
      目前国内铝塑复合管生产企业有近300家，生产线有近30O多条（其中进口设备占10％，国内设备占9O％），搭接焊中产线占 7O％，对接焊生产线占30％，生产能力达到8亿m/a，1999年铝塑复合管使用量达到1．5亿m左右。
1.5 其它管材
    聚丁烯管（PB）：具有长时间的抗蠕变性能和优良的抗冲击强度，但价格是PP一R原料的2～3倍，目前世上仅有少数几家原料生产厂家，我国有2－3家企业生产PB管。其管道连接采用热熔连接。
      C－PVC管：有良好的机械性能，可用于大型管材，使用温度可达90℃，但是比起PP-X管和PP-R管成本更高，需用特殊的母粒，而且挤出困难，其管道连接用溶剂胶接。
   ABS管；其特点是具有较高的冲击强度、良好的抗蠕变性能和耐磨性能，使用温度范围在一40～100°C,缺点在于气候件较差，易产生变硬发脆老化现象 成本也较高，其管材的连接可用胶粘水仙承接连接、塑料螺纹连接。
      新型耐高温非交联聚乙烯管道一PE一RT：它是美国陶氏化学公司最近推出的一种新型管材专用料，这种树脂是一种性能稳定的中密度聚乙烯，它是乙烯辛烯共聚产物。由于在共聚过程中合理地控制了其支链辛烯的数量和分布，使得管道在承受内压力的过程中，应力得以有效的分散，从而使PE-RT管道具有优良的耐力期静压能力；耐长期蠕变能力也较强；特别是具有优良的耐高温性能。
      超高分子聚乙烯管材（UHMW—PE）：它是一种分子量在150万以上的聚乙烯，由于其分子量大，用它制成的管道具有高强度、高耐磨及低磨阻等特性，由此，这种管道可以作为诸如粉煤灰、固体垃圾、原油等特殊物质输送管道；由于其较好的抗蠕变特性，使得UHMW-PE管道完全有可能用于传统压力流体的输送，如大口径管材可以作为城市给水管网的支线管道。在具有优异性能的同时对其加工尚有一些困难，如高润滑性使得难以用传统的挤出工艺加工，如能在加工设备上有所改进的话，它的应用前景是一片光明。
      聚乙烯硅芯管材：聚乙烯村芯管是集低度阻、高强度于一身的新型复合管道，其内壁是由硅胶构成，这样管道的外层由高密度聚乙烯HDPE构成，因此具有良好的抗压能力; HDPE具有良好的低温柔韧性，因此可以满足通信网络在温度变化较广地域敷设，对温度依赖性小。目前已经有外商在上海投资该种管材的生产，而国内的企业也开始开发相关的生产机械，并投入批量生产。
      硬聚氯乙烯（PVC—U）加筋管：它是一种内壁平滑，外壁为环状肋的结构壁管材。它具有硬聚氯乙烯管强度高等从个极性之外，由于采用工字钢结构原理，管材用的原料比用同样强度的平壁管省3O％－4O％。从技术性能上来分析，它是一个起点高、档次高的高新技术产品，现已被广泛应用于城市市政排水、排污地下管网系统。
      高密度聚乙烯（HDPE）缠绕焊接增强管：它是一种内壁平滑，外壁为圆形的螺旋肋管壁，属于结构壁管类的异型壁管。它是以高密度聚乙烯树脂为主要原料，根据管材的不同类型，以聚丙烯（PP）单壁波纹管为辅助支撑管成型的圆形中空封闭螺旋肋，采用热缠绕成型工艺复合而制成的具有较高抗外压能力的一种结构壁管材，管材长度为6M，管径为0.3～3.5M。

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