聚乙烯管材管件的發(fā)展

張智淵

（西山煤電太原市杰森實(shí)業(yè)有限公司,山西 太原 030053）

引 言

近些年來,隨著我國化學(xué)建材的不斷發(fā)展,聚乙烯管材管件在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在我國應(yīng)用比較多的塑料管材管件是聚氯乙烯PVC管。但是隨著聚乙烯技術(shù)的不斷發(fā)展,聚乙烯管材管件的發(fā)展速度要好于聚氯乙烯管,而且應(yīng)用領(lǐng)域也比較廣泛。本文將會(huì)對聚乙烯管材管件的應(yīng)用及提升措施等給予介紹。

1 國際上聚乙烯管材管件的發(fā)展歷程

國際上對聚乙烯管材管件的研究不斷深化,主要目的是提高聚乙烯管材管件的使用范圍。目前公認(rèn)的聚乙烯管材管件發(fā)展歷程有三代,雖然有報(bào)道說已經(jīng)研發(fā)出了第四代聚乙烯管材料PE125,但是并未在實(shí)際應(yīng)用中得到證實(shí)。

第一代聚乙烯管材管件。最開始研發(fā)出的是低密度聚乙烯,其所采用的材料是用承壓能力和剛性較高的高密度聚乙烯材料。該材料被稱之為第一代聚乙烯管材料,但是其具有較差的使用性能,與目前的PE63等級(jí)的聚乙烯管材料相類似。

第二代聚乙烯管材管件。20世紀(jì)60年代為了滿足燃?xì)夤艿氖褂靡?研發(fā)出了一套具備抗開裂能力和長期靜液壓強(qiáng)度的中密度聚乙烯管材,與目前的PE80級(jí)聚乙烯管材料相類似。在“七五”期間,我國的齊魯石化所研發(fā)的燃?xì)夤軐Ｓ貌牧匣旧辖咏薖E80級(jí)聚乙烯管材管件。

第三代聚乙烯管材管件。20世紀(jì)80年代研發(fā)出了專用材料PE100。并且國際上部分大型石油化工企業(yè)開始對PE100級(jí)聚乙烯管材管件進(jìn)行量產(chǎn)。但是目前我國部分管材生產(chǎn)單位引進(jìn)PE100材料并將其加工成聚乙烯管材管件,而且達(dá)到了國際水平［1］。PE100材料最小必須強(qiáng)度MRS達(dá)到10MPa（PE63是6.3MPa,PE80是8MPa）,并且該材料能夠有效地抑制快速開裂裂紋的延長。

2 聚乙烯管材管件在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用

2.1 輸氣和輸水中聚乙烯管材管件的應(yīng)用

1999年歐洲塑料期刊對聚乙烯管材管件進(jìn)行了介紹,通過對東西歐24個(gè)國家7種塑料管進(jìn)行調(diào)查和研究,發(fā)現(xiàn)在輸水領(lǐng)域,聚乙烯管材管件的使用率達(dá)到了62%,而在輸氣領(lǐng)域,聚乙烯管材管件的使用率達(dá)到了98%。目前國際上輸氣和輸水中所采用的聚乙烯管材管件一般為PE80和PE100的混配料,生產(chǎn)設(shè)備選擇了高效率的單螺桿擠出機(jī)。PE80和PE100材料有很完整的歐洲標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn),并且我國也開始對該類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂,逐漸接近國際標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 采暖和建筑給水中聚乙烯管材管件的應(yīng)用

1）建筑冷水用聚乙烯管材管件。國內(nèi)生產(chǎn)的聚乙烯管材管件所選擇的材料為PE80,借助承插熱熔連接。如今,我國建筑給水基本為冷水供應(yīng),而聚乙烯管材管件的抗沖擊性能優(yōu)于PP－R、長期耐壓性能和PP－R相同、連接方便且價(jià)格較低,因此在建筑冷水供應(yīng)中得到了廣泛的應(yīng)用。

2）建筑熱水和采暖用聚乙烯管材管件。交聯(lián)聚乙烯PEX屬于聚乙烯中的一類,其具有較好的耐壓和耐熱性能,可以被廣泛的應(yīng)用到建筑熱水和采暖管道之中。在美國和歐洲交聯(lián)聚乙烯管使用范圍比較廣,尤其是地板采暖中聚乙烯管材管件的使用率占據(jù)著第一的位置。目前在我國交聯(lián)聚乙烯管也開始被更多的應(yīng)用到地板采暖領(lǐng)域。

2.3 埋地排污和排水用聚乙烯管材管件

在塑料管市場中,埋地排水管對管材的需求量最大,通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)1997年東西歐24個(gè)國家在塑料管使用過程中,排水排污管年用量占到56%。在埋地塑料排水管方面,一般會(huì)選擇結(jié)構(gòu)壁管。近些年來,聚乙烯埋地排水管材管件呈現(xiàn)出逐年增長的趨勢,主要為聚乙烯纏繞熔接管、聚乙烯雙壁波紋管和聚乙烯纏繞螺旋管。雙壁波紋管是借助一定的外力直接擠成管形,然后通過后續(xù)處理使其連續(xù)成型。纏繞熔接管主要是在一個(gè)柱形胎具上纏繞型材,使其形成結(jié)構(gòu)壁管,其最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以更換不同直徑的胎具,投資成本比較低,變更剛度比較容易,尤其是能夠生產(chǎn)較大的直徑。但是也存在一定的缺點(diǎn),那就是大量熔接縫的可靠性無法得到有效的檢測,具有較低的生產(chǎn)率［2］。

2.4 光纜和電纜保護(hù)套管用聚乙烯管材管件

光纜和電纜保護(hù)套管是目前我國塑料管市場中應(yīng)用比較廣泛的另外一個(gè)領(lǐng)域,其中聚乙烯管材管件得到了良好的發(fā)展機(jī)遇。從聚乙烯管材管件的發(fā)展歷程中我們可以發(fā)現(xiàn),日后最具有發(fā)展前景的是大長度的、柔韌的、內(nèi)壁有永久預(yù)潤滑層的高密度聚乙烯管材管件,如硅芯管（CILICORE）。硅芯管的主體外層為中密度聚乙烯MDPE或高密度聚乙烯HDPE,內(nèi)層為薄層含硅塑料－硅芯層。厚度一般在2mm～5mm,內(nèi)直徑一般在25mm～50mm,長度可達(dá)1 000m～5 000m?？客鈱拥腍DPE是光纜的保護(hù)層,內(nèi)層－硅芯層一般比較薄,僅有0.5mm～2mm,但是具有潤滑防粘作用。內(nèi)外光滑的雙層實(shí)壁管是目前我國應(yīng)用比較多的硅芯管。根據(jù)硅芯管用途還可以做成外壁成波紋的、內(nèi)壁有縱向肋的、斷面成8字形等,敷設(shè)的方式有埋地和懸掛兩種方式。

3 聚乙烯管材管件未來發(fā)展的建議

3.1 必須堅(jiān)持嚴(yán)要求高標(biāo)準(zhǔn)

在聚乙烯管材管件生產(chǎn)過程中,雖然生產(chǎn)起來比較容易,但是各個(gè)環(huán)節(jié)也要嚴(yán)要求高標(biāo)準(zhǔn)。例如：如果聚乙烯管材管件進(jìn)行有壓輸送,要按照要求使用聚乙烯管材專用料,而且所使用的原材料企業(yè)要對原材料進(jìn)行長期的檢測,嚴(yán)禁企業(yè)用非管材專用料制作聚乙烯管材管件。因此為了更好地推動(dòng)聚乙烯管材管件的發(fā)展,需要對我國已有的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改和完善,并在國家標(biāo)準(zhǔn)頒發(fā)前,最好委派政府主管部門來執(zhí)行國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。建議政府主管部門將國際通用的塑料管材管件使用標(biāo)準(zhǔn)引入到我國的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)之中。

3.2 加大國外先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)

為了更好地推動(dòng)我國聚乙烯管材管件的研發(fā),需要對國外先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行分析,并根據(jù)我國的實(shí)際情況引進(jìn)與之適應(yīng)的相關(guān)技術(shù)。近些年來,對于聚乙烯長期抗快速開裂性能和耐壓性能、聚乙烯管專用材料、埋地聚乙烯管的設(shè)計(jì)計(jì)算方法和應(yīng)力應(yīng)變研究、聚乙烯管的襯管修復(fù)技術(shù)和鋪設(shè)技術(shù)等都進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。其中一些研究成果已經(jīng)被國外相關(guān)企業(yè)或行業(yè)協(xié)會(huì)公開發(fā)表,如美國的聚乙烯塑料波紋管協(xié)會(huì)CPPI、塑料管協(xié)會(huì)PPI、聚乙烯管生產(chǎn)企 業(yè) （KWH、CPP、HANCOR、PLEXCO、PRINSCO）、聚乙烯管原料生產(chǎn)單位（Borealis、Solvay）等。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO也制訂了一系列與聚乙烯管材管件相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),并建議相關(guān)企業(yè)和協(xié)會(huì)注意對新技術(shù)成果的收集和研究,通過對我國的聚乙烯管材管件進(jìn)行補(bǔ)充和完善,并鼓勵(lì)發(fā)展合資企業(yè),使其趕上國際先進(jìn)水平。

3.3 重視對聚乙烯管材管件的研究和推廣

我國聚乙烯管材管件發(fā)展的關(guān)鍵不在于生產(chǎn)環(huán)節(jié),而在于應(yīng)用環(huán)節(jié)。對我國工業(yè)發(fā)展進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),通過技術(shù)改造或投資建廠比較容易,但是要想達(dá)到國際先進(jìn)水平還是有一定的難度,最難的就是相關(guān)技術(shù)無法得到有效的推廣。要想讓用戶愿意選擇聚乙烯管材管件,就需要購買者對聚乙烯管材管件的設(shè)計(jì)和施工有所了解和掌握,同時(shí)還需要對鋪設(shè)聚乙烯管材管件的工作人員進(jìn)行培訓(xùn)和教育,為他們提供施工所需要的專業(yè)工具,并協(xié)助他們了解和掌握與聚乙烯管材管件維護(hù)和修理相關(guān)的技能［3］。此外,還要建議相關(guān)單位、主管部門和協(xié)會(huì)密切合作,加大對聚乙烯管材管件技術(shù)的應(yīng)用,并鼓勵(lì)聚乙烯管材管件生產(chǎn)企業(yè)加大對該技術(shù)的研發(fā)。

4 結(jié)語

目前,聚乙烯管材管件在我國各個(gè)領(lǐng)域具有非常好的發(fā)展前景,而且應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷的擴(kuò)大,為了更好地推動(dòng)聚乙烯管材管件的發(fā)展,需要將國內(nèi)外先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)結(jié)合在一起,并對未來發(fā)展提出相應(yīng)的建議。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 劉凱維.淺談我國燃?xì)庥镁垡蚁┊a(chǎn)品生產(chǎn)、應(yīng)用及檢測新技術(shù)［J］.城市燃?xì)?2016,7（2）：98－99.

［2］ 宋玉林.探討塑料管材管件的檢測與應(yīng)用［J］.城市建設(shè)理論研究（電子版）,2013,7（28）：143－144.

［3］ 程遠(yuǎn)鵬.城鎮(zhèn)燃?xì)釶E聚乙烯管道設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的問題［J］.石油和化工設(shè)備,2016,11（2）：54－55.