賴志紅廣州星亞高新塑料管道股份有限公司

聚乙烯管材的國內(nèi)外發(fā)展及應用

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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、燃氣、電線電纜穿線、工業(yè)排污等領域。目前，PE管材已成為世界上消費第二大的塑料管道品種。本文介紹了國內(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)展提供了市場機遇。另一方面，由于國內(nèi)外石化企業(yè)的競爭日益加劇，必須加快我國PE工管材的研究與發(fā)展。

1 國外PE管材的開發(fā)與應用

1.1 PE管材的分級

目前，國際上根據(jù)管材專用料的長期靜液壓強度（MRS）將其分為PE32、PE40、PE63、PE80、PE100五個等級。不同的等級體現(xiàn)了不同材料的強度性能、并且將其直接用于設計管材的厚度上，此種方法具有科學性，可以對產(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展能力及較高的MRS，主要運用在輸送水、污水、天然氣及其它液體，其管徑為16mm至250mm。由于技術的進步，能夠修復老化、退化的的管道直徑可達1米。

第三代，是聚乙烯管材專用料PE100。在1989年由比利時的一公司率先開發(fā)，這種材料的分子呈雙峰分布，與PE80有很大的差異性，由于它的抗快速開裂裂紋增長能力十分優(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，它在給水系統(tǒng)獲得了良好的發(fā)展，同時擴展了PE燃氣管的壓力區(qū)域和管徑范圍。第三代PE管材樹脂的研究已上升到分子設計的層面，為大口徑PE壓力管道和PE燃氣管道的應用提供了優(yōu)勢。

1.3 國外PE管材應用情況

世界上最大的PE樹脂過程消費和生產(chǎn)國是美國，然而，在1970年以后，美國新鋪的燃氣管道中90%以上使用的是聚乙烯管材。另外，英國對聚乙烯管材的購買量也十分巨大。

現(xiàn)在，發(fā)達國家對PE管的消費量僅次于聚乙烯管材，年消費量約為100萬t，且逐年增長。在發(fā)達國家的PE管材的應用中，HDPE管材的年用量最大。當前，英國、美國、丹麥已基本采用MDPE，HDPE進行燃氣管道鋪設，法國、比利時的采用率則在65%以上，日本也采用HDPE管鋪設燃氣管以抗震和降低成本。

1.4 國外PE管材樹脂開發(fā)的進展

（1）A t o f i n a公司1997年該公司開發(fā)了歸為PE100的新產(chǎn)品。新型樹脂在物理性能上超過了所有的第三代樹脂。其在耐快速和慢速裂縫增長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，因為其具有低切口敏感性。它的熔融強度較高，因而在擠出過程中發(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發(fā)的，可用于輸送石油產(chǎn)品、液體化學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性，耐化學性和腐蝕性好，耐刮痕性和磨損性高，抗沖劑性有較大提高，促進了輸送能力的提高。

（4）韓國三星通用化學公司2000年，該公司開發(fā)出HDPE新產(chǎn)品，該產(chǎn)品具有高耐壓、高強度的特點。該產(chǎn)品不僅保持了良好的加工性能，還在耐慢速開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，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管應用技術進展

（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管通常以長盤管的形式供貨，這樣有利于減少連接點，提高了可靠性，節(jié)省了連接時間，減少連接的工作量，降低了工程的成本。由于在鋪設PE管時，對管溝的平直要求不是特別高，因而，PE管的鋪設和蓋土工作可同步完成，這樣加快了工程的速度。

（2）專門的鉆孔技術被被廣泛應用于河流下及城市的管道鋪設，這種技術可按管道設計位置鉆孔，在將柔韌的已連接成一條長管的PE管插入孔內(nèi)，它的優(yōu)點是不用破壞地面。

（3）可以用長管沉入的方式鋪設管道，此法適用于湖、海、江、河的管道鋪設。還可以PE管為襯管，對城市的舊的排水管及給水管進行修復。其優(yōu)點是對在不可能開挖的工程處進行施工。

2 國內(nèi)PE管材的開發(fā)與應用

2.1 我國管材專用料與國外相比存在很大差異，因而大量引進聚乙烯生產(chǎn)裝置。當前國內(nèi)的管材生產(chǎn)水平僅有國際上20世紀70年代的水平，同時國內(nèi)烯產(chǎn)品缺乏，使生產(chǎn)水平受限，至今仍沒有通過PE100等級認證的產(chǎn)品。

2.2 專用樹脂牌號較少，當前我國高檔次的專用樹脂結(jié)構(gòu)性短缺和通用樹脂結(jié)構(gòu)性過剩，這為我國石化企業(yè)提供了一個嚴峻的挑戰(zhàn)。

2.3 我國企業(yè)管材的水平低，只有少數(shù)企業(yè)能達到國際水平。國內(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)品標準和設計施工不完善。

3 結(jié)語

由于PE管材的推廣使用，市場競爭也因而日趨激烈，要求我國石化企業(yè)不斷擴PE管材的生產(chǎn)規(guī)模，提高質(zhì)量，開發(fā)新產(chǎn)品，加大市場推廣力度，以增強企業(yè)競爭能力。因而我們不僅要緊跟國外的研究趨勢，并結(jié)合國內(nèi)實際情況，開發(fā)適合我國國情的經(jīng)濟實用的PE管材，還要加大標準規(guī)范力度，與國際市場接軌，推動PE管材的發(fā)展及應用。

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