聚乙烯管材的國(guó)內(nèi)外發(fā)展及應(yīng)用

賴志紅廣州星亞高新塑料管道股份有限公司

聚乙烯管材的國(guó)內(nèi)外發(fā)展及應(yīng)用

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由于聚乙烯（PE）管材耐腐蝕、以施工和安裝、柔韌性好，因而被廣泛用于建筑給排水、供熱采暖、農(nóng)用節(jié)水灌溉、礦山礦物輸送、燃?xì)狻㈦娋€電纜穿線、工業(yè)排污等領(lǐng)域。目前，PE管材已成為世界上消費(fèi)第二大的塑料管道品種。本文介紹了國(guó)內(nèi)外PE管材的現(xiàn)狀和發(fā)展前景、以及管材專用料的研究、生產(chǎn)情況。

聚乙烯；管材；專用料

由于我國(guó)大力發(fā)展“西氣東輸”、”南水北調(diào)”及農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉等工程，這為PE工程的發(fā)展提供了市場(chǎng)機(jī)遇。另一方面，由于國(guó)內(nèi)外石化企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)日益加劇，必須加快我國(guó)PE工管材的研究與發(fā)展。

1 國(guó)外PE管材的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

1.1 PE管材的分級(jí)

目前，國(guó)際上根據(jù)管材專用料的長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)度（MRS）將其分為PE32、PE40、PE63、PE80、PE100五個(gè)等級(jí)。不同的等級(jí)體現(xiàn)了不同材料的強(qiáng)度性能、并且將其直接用于設(shè)計(jì)管材的厚度上，此種方法具有科學(xué)性，可以對(duì)產(chǎn)品的性能作出保證。

1.2 PE管材的發(fā)展歷史

第一代，部分HDPE和LDPE，和PE63、PE32級(jí)的材料相類似，前者被用于大管道工程，后者被用于制作低壓力下使用的、小口徑的管子。

第二代，是PE80級(jí)的單峰分布的高、中密度的PE管材，該材料具有優(yōu)異的抵抗慢速裂紋擴(kuò)展能力及較高的MRS，主要運(yùn)用在輸送水、污水、天然氣及其它液體，其管徑為16mm至250mm。由于技術(shù)的進(jìn)步，能夠修復(fù)老化、退化的的管道直徑可達(dá)1米。

第三代，是聚乙烯管材專用料PE100。在1989年由比利時(shí)的一公司率先開(kāi)發(fā)，這種材料的分子呈雙峰分布，與PE80有很大的差異性，由于它的抗快速開(kāi)裂裂紋增長(zhǎng)能力十分優(yōu)異，因而被廣泛用于壓力要求高、管徑大的管材。PE100的出現(xiàn)是PE管材發(fā)展的亮點(diǎn)，它在給水系統(tǒng)獲得了良好的發(fā)展，同時(shí)擴(kuò)展了PE燃?xì)夤艿膲毫^(qū)域和管徑范圍。第三代PE管材樹(shù)脂的研究已上升到分子設(shè)計(jì)的層面，為大口徑PE壓力管道和PE燃?xì)夤艿赖膽?yīng)用提供了優(yōu)勢(shì)。

1.3 國(guó)外PE管材應(yīng)用情況

世界上最大的PE樹(shù)脂過(guò)程消費(fèi)和生產(chǎn)國(guó)是美國(guó)，然而，在1970年以后，美國(guó)新鋪的燃?xì)夤艿乐?0%以上使用的是聚乙烯管材。另外，英國(guó)對(duì)聚乙烯管材的購(gòu)買(mǎi)量也十分巨大。

現(xiàn)在，發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)PE管的消費(fèi)量?jī)H次于聚乙烯管材，年消費(fèi)量約為100萬(wàn)t，且逐年增長(zhǎng)。在發(fā)達(dá)國(guó)家的PE管材的應(yīng)用中，HDPE管材的年用量最大。當(dāng)前，英國(guó)、美國(guó)、丹麥已基本采用MDPE，HDPE進(jìn)行燃?xì)夤艿冷佋O(shè)，法國(guó)、比利時(shí)的采用率則在65%以上，日本也采用HDPE管鋪設(shè)燃?xì)夤芤钥拐鸷徒档统杀尽?/p>

1.4 國(guó)外PE管材樹(shù)脂開(kāi)發(fā)的進(jìn)展

（1）A t o f i n a公司1997年該公司開(kāi)發(fā)了歸為PE100的新產(chǎn)品。新型樹(shù)脂在物理性能上超過(guò)了所有的第三代樹(shù)脂。其在耐快速和慢速裂縫增長(zhǎng)力方面的性能十分卓越，并且比一般的PE100具有更均勻的擠出性能。由于其耐慢性裂縫增長(zhǎng)力和韌性使其更適于高壓管。它可作為管材換襯的理想材料，因?yàn)槠渚哂械颓锌诿舾行?。它的熔融?qiáng)度較高，因而在擠出過(guò)程中發(fā)生熔垂的可能性較小。

（2）B o r e a l i公司在1999年，該公司生產(chǎn)出了PE100新產(chǎn)品HE3490-LS。這種新產(chǎn)品還可以用來(lái)生產(chǎn)管壁直徑為1600mm、厚度為100mm的管材。

（3）S o l v a y聚烯烴歐洲公司該公司推出的PE100新型號(hào)E l tex Tux100，是一種高性能的交聯(lián)HDPE。這種材料是專為管材而開(kāi)發(fā)的，可用于輸送石油產(chǎn)品、液體化學(xué)品及熱水和做特殊條件下的氣體分配管。該產(chǎn)品性能優(yōu)越，有極好的耐快速和慢速裂紋增長(zhǎng)性，耐化學(xué)性和腐蝕性好，耐刮痕性和磨損性高，抗沖劑性有較大提高，促進(jìn)了輸送能力的提高。

（4）韓國(guó)三星通用化學(xué)公司2000年，該公司開(kāi)發(fā)出HDPE新產(chǎn)品，該產(chǎn)品具有高耐壓、高強(qiáng)度的特點(diǎn)。該產(chǎn)品不僅保持了良好的加工性能，還在耐慢速開(kāi)裂性能和耐蠕變性之間取得了較好的平衡。由于該產(chǎn)品可耐更高的工作壓力，因而在制作相同工作壓力和相同直徑的管道時(shí)，可降低管壁的厚度，用該產(chǎn)品可制成最大管徑為1600mm的耐高壓管。

1.5 PE管應(yīng)用技術(shù)進(jìn)展

（1）較大直徑韌性的PE管，可先在地面上連接好，再鋪入溝道。較小直徑的PE管通常以長(zhǎng)盤(pán)管的形式供貨，這樣有利于減少連接點(diǎn)，提高了可靠性，節(jié)省了連接時(shí)間，減少連接的工作量，降低了工程的成本。由于在鋪設(shè)PE管時(shí)，對(duì)管溝的平直要求不是特別高，因而，PE管的鋪設(shè)和蓋土工作可同步完成，這樣加快了工程的速度。

（2）專門(mén)的鉆孔技術(shù)被被廣泛應(yīng)用于河流下及城市的管道鋪設(shè)，這種技術(shù)可按管道設(shè)計(jì)位置鉆孔，在將柔韌的已連接成一條長(zhǎng)管的PE管插入孔內(nèi)，它的優(yōu)點(diǎn)是不用破壞地面。

（3）可以用長(zhǎng)管沉入的方式鋪設(shè)管道，此法適用于湖、海、江、河的管道鋪設(shè)。還可以PE管為襯管，對(duì)城市的舊的排水管及給水管進(jìn)行修復(fù)。其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)在不可能開(kāi)挖的工程處進(jìn)行施工。

2 國(guó)內(nèi)PE管材的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

2.1 我國(guó)管材專用料與國(guó)外相比存在很大差異，因而大量引進(jìn)聚乙烯生產(chǎn)裝置。當(dāng)前國(guó)內(nèi)的管材生產(chǎn)水平僅有國(guó)際上20世紀(jì)70年代的水平，同時(shí)國(guó)內(nèi)烯產(chǎn)品缺乏，使生產(chǎn)水平受限，至今仍沒(méi)有通過(guò)PE100等級(jí)認(rèn)證的產(chǎn)品。

2.2 專用樹(shù)脂牌號(hào)較少，當(dāng)前我國(guó)高檔次的專用樹(shù)脂結(jié)構(gòu)性短缺和通用樹(shù)脂結(jié)構(gòu)性過(guò)剩，這為我國(guó)石化企業(yè)提供了一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

2.3 我國(guó)企業(yè)管材的水平低，只有少數(shù)企業(yè)能達(dá)到國(guó)際水平。國(guó)內(nèi)的非壓力管材所占比例大，且用料不規(guī)范。

2.4 管材、管件不配套。塑料管的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)施工不完善。

3 結(jié)語(yǔ)

由于PE管材的推廣使用，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也因而日趨激烈，要求我國(guó)石化企業(yè)不斷擴(kuò)PE管材的生產(chǎn)規(guī)模，提高質(zhì)量，開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，加大市場(chǎng)推廣力度，以增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力。因而我們不僅要緊跟國(guó)外的研究趨勢(shì)，并結(jié)合國(guó)內(nèi)實(shí)際情況，開(kāi)發(fā)適合我國(guó)國(guó)情的經(jīng)濟(jì)實(shí)用的PE管材，還要加大標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范力度，與國(guó)際市場(chǎng)接軌，推動(dòng)PE管材的發(fā)展及應(yīng)用。

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