塑料管應(yīng)用現(xiàn)狀及新科技管理發(fā)展?fàn)顩r

　　文章是一篇材料論文，主要講述了塑料管應(yīng)用現(xiàn)狀研究和改革管理新政策模式制度等等。本文選自：《工程塑料應(yīng)用》,《工程塑料應(yīng)用》為專業(yè)技術(shù)性刊物。報(bào)道國內(nèi)外工程用樹脂、塑料及其復(fù)合材料、功能材料等高分子材料的研究、開發(fā)、加工與應(yīng)用等方面的科研成果及技術(shù)改進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。主要欄目有材料、加工、應(yīng)用、測試、綜術(shù)、簡訊等，讀者對(duì)象為從事高分子材料科研、生產(chǎn)及應(yīng)用的工程技術(shù)人員及相關(guān)專業(yè)高校師生。

　　摘要：我國自80年代初開始，系統(tǒng)地研究在市政工程和建筑工程中塑料管的應(yīng)用。10年來，塑料管在工程應(yīng)用中得到了很大發(fā)展，不僅在數(shù)量上而且在品種和規(guī)格上得到很大發(fā)展。先后開發(fā)出了聚氯乙烯管(PVC)、玻璃鋼夾砂管(RPM)、聚乙烯管(PE)、鋁塑復(fù)合管(PAP)、交聯(lián)聚乙烯管(PE-X)、聚丙烯管(PP-R)、氯化聚氯乙烯管(CPVC0、ABS工程塑料管(ABS)、鋼塑復(fù)合管(SP)等塑料管。

　　關(guān)鍵詞：塑料管應(yīng)用,塑料材料,材料管理,材料應(yīng)用,材料論文

　　一、塑料管道種類及應(yīng)用領(lǐng)域

　　(一)塑料管道種類

　　1、硬質(zhì)聚氯乙烯管(UPVC)

　　UPVC管是國內(nèi)外使用最為廣泛的塑料管道。UPVC管具有較高的抗沖擊性能和耐化學(xué)性能。它可根據(jù)使用要求不同，在加工過程中可添加不同添加劑，使其具有滿足不同要求的物理和化學(xué)性能。UP-VC管根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同，又分為：螺旋消聲管、芯層發(fā)泡管、徑向加筋管、螺旋纏繞管、雙壁波紋管和單壁波紋管。UPVC管主要用于城市供水、城市排水，建筑給水和建筑排水管道。

　　(1)UPVC螺旋消聲管

　　螺旋消聲管是在管內(nèi)壁有幾條起導(dǎo)流作用螺旋肋，達(dá)到降低噪音目的，主要應(yīng)用于建筑排水。

　　(2)UPVC芯層發(fā)泡管

　　芯層發(fā)泡管是采用三層共擠出工藝生產(chǎn)的內(nèi)外兩層與普通UPVC相同，中間是比重0、7～0.9低發(fā)泡層的一種新型管材。單位長度的管材可減少約17%UPVC用量，同時(shí)改善了管材的絕熱和隔音性能，主要應(yīng)用于排水管及護(hù)套管。

　　(3)UPVC徑向加筋管

　　聚氯乙烯徑向加筋管是采用特殊模具和成型工藝生產(chǎn)的UPVC塑料管，其特點(diǎn)是減薄了管壁厚度，同時(shí)還提高了管子承受外壓荷載的能力，管外壁上帶有徑向加強(qiáng)筋，起到了提高管材環(huán)向剛度和耐外壓強(qiáng)度的作用。此種管材在相同外荷載能力下，比普通UPVC管可節(jié)約30%左右的材料，主要用于城市排水。

　　(4)UPVC螺旋纏繞管

　　螺旋纏繞管是帶有‘T’型肋的UPVC塑料板材卷制而成，板材之間由快速嵌接的自鎖機(jī)構(gòu)鎖定。在自鎖機(jī)構(gòu)中加入粘結(jié)劑粘合。這種制管技術(shù)的最大特點(diǎn)，是可以在現(xiàn)場按工程需要卷制成不同直徑的管道，管徑可從Φ150～Φ2600mm。適用于城市排水、農(nóng)業(yè)灌溉、輸水工程和通訊工程等。

　　(5)UPVC雙壁波紋管

　　聚氯乙烯波紋管管壁縱截面由兩層結(jié)構(gòu)組成，外層為波紋狀，內(nèi)層光滑，這種管材比普通UPVC管節(jié)省40%原料，并且在較好的承受外荷載能力，主要用于室外埋地排水管道、通訊電纜套管和農(nóng)用排水管

　　2、氯化聚氯乙烯管(CPVC)

　　氯化聚氯乙烯管是由過氯乙烯樹脂加工而得一種耐熱性好的塑料管。具有較好的耐熱、耐老化、耐化學(xué)腐蝕性能優(yōu)良，國外多用作熱水管、廢液管和污水管，國內(nèi)多用于電力電纜護(hù)套管。

　　3、聚乙烯管(PE)

　　聚乙烯管按其密度不同分為高密度聚乙烯管(HDPE)、中密度聚乙烯管(MDPE)和低密度聚乙烯管(LDPE)。HDPE管具有較高的強(qiáng)度和剛度;MDPE管除了有HDPE管的耐壓強(qiáng)度外，還具有良好的柔性和抗蠕變性能;LDPE管的柔性、伸長率、耐沖擊性能較好，尤其是耐化學(xué)穩(wěn)定性和抗高頻絕緣性能良好。在國外HDPE和MDPE管被廣泛用作城市燃?xì)夤艿�、城市供水管道。目前，國�?nèi)的HDPE管和MDPE管主要用作城市燃?xì)夤艿�，少量用作城市供水管道，LDPE管大量用作農(nóng)用排灌管道。

　　4、交聯(lián)聚乙烯管(PE-X)

　　交聯(lián)聚乙烯是通過化學(xué)方法或物理方法將聚乙烯分子的平面鏈狀結(jié)構(gòu)改變?yōu)槿�維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使其具有優(yōu)良的理化性能。交聯(lián)聚乙烯管制造通常有化學(xué)交聯(lián)和物理交聯(lián)兩種方法，其中化學(xué)交聯(lián)又分一步法和二步法兩種。一步法是聚乙烯原料中加入催化劑(硅烷、過氧化物)、抗氧劑，在擠出機(jī)擠出過程中進(jìn)行交聯(lián)，生產(chǎn)出交聯(lián)聚乙烯管;二步法是先制造出交聯(lián)聚乙烯A、B料，然后擠出交聯(lián)聚乙烯管。物理交聯(lián)方法，通常是用電子射線或鈷60-γ射線交聯(lián)方法，聚乙烯原料通過傳統(tǒng)方法生產(chǎn)成管材，然后通過電子加速器發(fā)出電子射線或鈷60-γ射線照射聚乙烯管，激發(fā)聚乙烯分子鏈發(fā)生改變，產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)，生產(chǎn)出交聯(lián)聚乙烯管。PE-X管主要用于建筑室內(nèi)冷熱水供應(yīng)和地面輻射采暖。

　　5、三型聚丙烯管(PP-R)

　　三型聚丙烯是第三代改性聚丙烯，即采用氣相共聚法使PE在PP分子鏈中隨機(jī)地均勻聚合，使其具有較好抗沖擊性能、耐溫性能和抗蠕變性能，PP-R管主要應(yīng)用于建筑室內(nèi)冷熱水供應(yīng)和地面輻射采暖。

　　6、聚丁烯管(PB)

　　聚丁烯管具有獨(dú)特的抗蠕變性能，能長期承受高負(fù)荷而不變形，化學(xué)穩(wěn)定性，可在-20℃ ～95℃之間安全使用。主要應(yīng)用于自來水、熱水和采暖供熱管，但由于PB樹脂供應(yīng)量小而價(jià)高等原因，國內(nèi)難以大量生產(chǎn)與應(yīng)用。擾悉，世界上能生產(chǎn)PB樹脂的只有二家公司。

　　7、ABS工程塑料管(ABS)

　　ABS是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物，具有質(zhì)較高的耐沖擊強(qiáng)度和表面硬度，在-40℃～100℃范圍內(nèi)仍能保持韌性和剛度，并不受電腐蝕和土壤腐蝕，使用溫度可達(dá)90℃。所以在國外常用作衛(wèi)生潔具下水管、輸氣管、高腐蝕工業(yè)管道，國內(nèi)一般用于室內(nèi)冷熱水管和水處理的加藥管道、有腐蝕作用的工業(yè)管道。

　　8、玻璃鋼夾砂管(RPM)

　　玻璃鋼夾砂管是采用短玻璃纖維離心或長玻璃纖維纏繞，中間夾砂工藝制作，管壁略厚，環(huán)向剛度較大，可用作承受內(nèi)、外壓的埋地管道。玻璃鋼夾砂管具有強(qiáng)度高、重量輕、耐腐蝕等特點(diǎn)，可用于化工等工業(yè)管道，尤其適用于做大口徑城市給水排水管道。

　　9、鋁塑復(fù)合管(PAP)

　　鋁塑復(fù)合管道是通過擠出成型工藝而生產(chǎn)制造的新型復(fù)合管材，它由聚乙烯層(或交聯(lián)聚乙烯)一膠粘劑層一鋁層一膠粘劑層一聚乙烯層(或交聯(lián)聚乙烯)，五層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。鋁塑復(fù)合管根據(jù)中間鋁層焊接方式不同，分為搭接焊鋁塑復(fù)合管和對(duì)接焊鋁塑復(fù)合管。鋁塑復(fù)合管可廣泛應(yīng)用于冷熱水供應(yīng)和地面輻射采暖。

　　10、鋼塑復(fù)合管(SP)

　　鋼塑復(fù)合管生產(chǎn)工藝有硫化床涂裝法、靜電噴涂法、真空抽吸以及塑料管內(nèi)襯法等。產(chǎn)品具有鋼管的機(jī)械強(qiáng)度和塑料管的耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)，主要應(yīng)用于石油、化工、通訊、城市給水排水等領(lǐng)域。最近，國內(nèi)已開發(fā)出擠出成型的中小口徑鋼塑復(fù)合管成套生產(chǎn)設(shè)備，此種鋼塑復(fù)合管為三層結(jié)構(gòu)，中間層為已銃孔的鋼板卷焊或鋼網(wǎng)焊接層，內(nèi)外層為熔為一體HDPE層。

　　(二)塑料管應(yīng)用領(lǐng)域

　　塑料管道已被國內(nèi)外廣泛應(yīng)用在城市供水、城市排水、建筑給水、建筑排水、熱水供應(yīng)、供熱采暖、建筑雨水排水、城市燃?xì)�、農(nóng)業(yè)排灌、化工流體輸送以及電線、電纜護(hù)套管等領(lǐng)域。二、國外塑料管生產(chǎn)應(yīng)用情況

　　在國外，塑料管材正不斷替代金屬或其他傳統(tǒng)材料的管材，發(fā)展十分迅速。從1980～1990年的10年中除塑料管以外，其它各種材料的管材增長率總和不足2%，而塑料管的增長率是其它各種管材增長率總和的4倍，達(dá)到8%，進(jìn)入90年代塑料管的需求量將仍是每年4.2%的速率增長，其產(chǎn)值大約以每年8%的速率遞增。美國1997年塑料管材量為216萬噸，歐洲1996年為147萬噸，日本60萬噸。

　　在國外，從50年代開始就把硬聚氯乙烯(UPVC)制品用于建筑工程中。美國：用于自來水管、煤礦用管、灌溉用水管的壓力管道占總量的40.4%;用于下水、污水、通風(fēng)的UPVC管道為17.3%;電工穿線管方面用的管道為14.08%;市政工程污水排放用的UPVC管道為22.93%;其它用途占5.24%。日本：UPVC管道的消費(fèi)情況(占總量的百分?jǐn)?shù))：上水管17.2%;農(nóng)用管5℃%;下水管17.58%;工業(yè)污水管6.8%;設(shè)備排水32.6%;穿線管1.68%;其它5.7%;特殊用管13.24%。西歐國家塑料管道分布領(lǐng)域：壓力管68%;非壓力管17%;管件5%;其它10%。

　　1995年，UPVC管材人均消費(fèi)量，美國高達(dá)8.3Kg，日本4.27Kg，西歐4.18Kg，加拿大4.07Kg。聚烯烴管材的人均消費(fèi)量西歐各國較高，平均高于4kg。1995年美國HDPE人均消費(fèi)量已達(dá)1.38Kg，美國ABS管材人均消費(fèi)量為0.23Kg。

　　縱觀國外塑料管生產(chǎn)應(yīng)用，會(huì)發(fā)現(xiàn)以下特點(diǎn)：

　　1.原材料：分類較為詳細(xì)，品種較多，為適應(yīng)不同場合需要制成各種專用料，極大方便了塑料管生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)，有效地保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

　　2.塑料管生產(chǎn)：塑料管品種、規(guī)格齊全，管材與管件配套性較好，加工設(shè)備自動(dòng)化程度高，在線檢測設(shè)備較為完善，有效地提高了產(chǎn)品生產(chǎn)效率和成品率。其質(zhì)量概念遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于價(jià)格概念。

　　3.塑料管工程應(yīng)用：塑料管在工程 應(yīng)用較為普及，品種很多，并且可以根據(jù)工程特點(diǎn)選擇需要的品種、規(guī)格的塑料管。目前，國外塑料管仍以聚氯乙烯管(PVC)和聚乙烯管(PE)為主導(dǎo)產(chǎn)品，近幾年來，PE管作為城市供水管和燃?xì)夤馨l(fā)展很快，增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過PVC。

　　三、國內(nèi)塑料管道生產(chǎn)應(yīng)用情況

　　1996年，我國各種塑料管材的總產(chǎn)量已達(dá)43.5萬噸，其中，UPVC管材24萬噸，占55%;PE管材18萬噸，占41%;PP管材1.5萬噸，占3.3%。盡管UPVC管材產(chǎn)量已達(dá)24萬噸，但人均消費(fèi)量還不到0.2Kg，遠(yuǎn)低于美、日、歐的人均消費(fèi)量。根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)，1997年全國塑料制品的總產(chǎn)量為1534萬噸，其中塑料管材為87萬噸，已成為塑料行業(yè)中一個(gè)主導(dǎo)產(chǎn)品。另據(jù)中國塑料加工業(yè)協(xié)會(huì)塑料管道制品專業(yè)委員會(huì)的不完全統(tǒng)計(jì)，1998年UPVC管材、管件總產(chǎn)量為35萬噸，比1997年增長了10萬噸，創(chuàng)造了歷史最好水平。

　　近幾年，隨著建筑業(yè)變?yōu)閲�民�?jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，建筑室內(nèi)塑料柔性管(PE-X、PAP等)發(fā)展很快，成為當(dāng)今投資的熱點(diǎn)。

　　(一)聚氯乙烯管(PVC)

　　目前國內(nèi)UPVC管道生產(chǎn)主要品種有：建筑給水、排水管材及管件，城市供水、排水管材及管件，電工絕繃套管配件。主要規(guī)格有：給水管：Φ16～710mm;建筑排管：Φ90～160mm;雙壁波紋管：Φ90～400mm;螺旋纏繞管Φ150～2600mm;電工護(hù)套管：Φ16～20mm。從整體上來看主要是Φ400mm以下規(guī)格。

　　從80年代初到1994年，我國PVC管材、管件生產(chǎn)發(fā)展速度極慢，其產(chǎn)量僅為19.5萬噸;1996年的產(chǎn)量為24萬噸，自從建設(shè)部、化工部、輕工部等五部委聯(lián)合發(fā)出“大力發(fā)展化學(xué)建材”的通知以后，UPVC管材、管件的發(fā)展速度明顯加快，到1997年底全國有UPVC管材、管件生產(chǎn)廠家估計(jì)有400家，總生產(chǎn)能力近100萬噸，但實(shí)際生產(chǎn)量卻不足50萬噸。UPVC管材、管件生產(chǎn)規(guī)模在10000噸/年以上的廠家30多家;規(guī)模5000～10000噸/年的廠家近60家。這些生產(chǎn)規(guī)模較大的廠家由于設(shè)備配套較齊全，技術(shù)力量較強(qiáng)，產(chǎn)品質(zhì)量管理體系也比較完善，管材、件能夠自己配套，產(chǎn)品質(zhì)量也比較穩(wěn)定。這些廠家生產(chǎn)的管材、管件占總生量的85%以上。而那些產(chǎn)量低、裝備差、管材、管件不能配套的小廠，全國各地都有，但由于技術(shù)力量薄弱，于是就出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定現(xiàn)象。從總生產(chǎn)量來看僅占15%左右，但對(duì)建筑排水用UPVC管材、管件整個(gè)供需市場帶來的影響是巨大的。

　　目前國內(nèi)管材生產(chǎn)線估計(jì)有2000條，其中引進(jìn)設(shè)備約占15%左右。全國生產(chǎn)企業(yè)設(shè)備的開工率不足60%。在生產(chǎn)設(shè)備上，由開始引進(jìn)國外先進(jìn)設(shè)備，發(fā)展到自行研制開發(fā)，目前UPVC生產(chǎn)設(shè)備基本上實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。

　　在國內(nèi)，PVC管是首先在建筑排水上推廣應(yīng)用，也是國內(nèi)發(fā)展較為成熟的一種塑料管道。如UPVC建筑排水管，到1993年，累計(jì)已有1.68億平方米民用住宅中得到使用，占當(dāng)年竣工量的19%左右。1998年有的省份使用率達(dá)到90%以上，可以相信不久將來，PVC建筑排水管將取代鑄鐵管;在城市供水管道中，天津、沈陽、濟(jì)南、青島、福建、�？诘�30多個(gè)城市及許多中小城鎮(zhèn)已敷設(shè)UPVC管道5000多公里，最大管徑達(dá)DN630mm。隨著我國原有舊城區(qū)的擴(kuò)建改造，新城市和新城區(qū)的不斷建設(shè)，PVC供水管的應(yīng)用還會(huì)持續(xù)增長。目前主要用于建筑排水、建筑給水、電工穿線管、農(nóng)業(yè)排灌用管、城市供水、城市排水、通訊工程用管材、化工防腐用管材。應(yīng)用量：用于排水的占50%;化工管15%，穿線管15%;通訊用管5%;給水用管5%;農(nóng)業(yè)排灌用管5%;其它用管5%。

　　(二)聚乙烯管(PE)

　　聚乙烯給水管生產(chǎn)：國內(nèi)聚乙烯給水管材生產(chǎn)的品種主要有低密度聚乙烯管、高密度聚乙烯管，規(guī)格一般是Φ16～160mm，最大可達(dá)Φ400mm。聚乙烯給水管材生產(chǎn)一般都采用單螺桿擠出機(jī)，也有少量采用雙螺桿擠出機(jī)。農(nóng)村改水工程使用的聚乙烯管一般是采用國產(chǎn)設(shè)備，按QB1930-93行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的低密度聚乙烯管，城市供水管(大口徑)一般是采用進(jìn)口設(shè)備生產(chǎn)的高密度聚乙烯管，建筑給水聚乙烯管(小口徑)一般是采用國產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)，城市給水管生產(chǎn)都執(zhí)行GB/13663-92國家標(biāo)準(zhǔn)。

　　聚乙烯燃?xì)夤苌�產(chǎn)：聚乙烯燃?xì)夤苌�產(chǎn)是按照GB15558.1《燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁┕懿摹窐?biāo)準(zhǔn)要求，現(xiàn)在生產(chǎn)的聚乙烯燃?xì)夤懿脑陬伾�上有兩種，一種為黃色管，一種為帶黃色條的黑色管。公稱尺寸范圍為Φ20～250mm，但實(shí)際生產(chǎn)的規(guī)格已擴(kuò)大至315mm，根據(jù)使用工作壓力不同(0.4MPa和0.2MPa)，分為SDR11及SDR17.6兩個(gè)尺寸系列。我國現(xiàn)在的聚乙烯燃?xì)夤懿臄D出生產(chǎn)設(shè)備基本是從國外進(jìn)口。已經(jīng)有近10多條PE管材擠出生產(chǎn)線，實(shí)際擠出管材生產(chǎn)能力達(dá)25000噸/年，大大超過了燃?xì)庑袠I(yè)8000噸/年的需求量。但只有少數(shù)廠家擁有自動(dòng)化程度較高的設(shè)備，基本能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)烘干加入原材料、自動(dòng)測量調(diào)整壁厚、自動(dòng)切斷或盤卷，能夠穩(wěn)定連續(xù)生產(chǎn)。1998年國內(nèi)PE燃?xì)夤懿牡挠昧侩m然達(dá)到了約3000噸，倡是由于與25000噸的擠出生產(chǎn)能力相比相去甚遠(yuǎn)。