塑料管应用现状研究

国内塑料管道生产应用情况
我国自80年代初开始，系统地研究在市政工程和建筑工程中塑料管的应用。10年来，塑料管在工程应用中得到了很大发展，不仅在数量上而且在品种和规格上得到很大发展。先后开发出了聚氯乙烯管(PVC)、玻璃钢夹砂管(RPM)、聚乙烯管(PE)、铝塑复合管(PAP)、交联聚乙烯管(PE-X)、聚丙烯管(PP-R)、氯化聚氯乙烯管(CPVC0、ABS工程塑料管(ABS)、钢塑复合管(SP)等塑料管。
1996年，我国各种塑料管材的总产量已达43.5万吨，其中，UPVC管材24万吨，占55%；PE管材18万吨，占41%；PP管材1.5万吨，占3.3%。尽管UPVC管材产量已达24万吨，但人均消费量还不到0.2Kg，远低于美、日、欧的人均消费量。根据国家统计局统计，1997年全国塑料制品的总产量为1534万吨，其中塑料管材为87万吨，已成为塑料行业中一个主导产品。另据中国塑料加工业协会塑料管道制品专业委员会的不完全统计，1998年UPVC管材、管件总产量为35万吨，比1997年增长了10万吨，创造了历史最好水平。
近几年，随着建筑业变为国民经济支柱产业，建筑室内塑料柔性管(PE-X、PAP等)发展很快，成为当今投资的热点。
(一)聚氯乙烯管(PVC)
目前国内UPVC管道生产主要品种有：建筑给水、排水管材及管件，城市供水、排水管材及管件，电工绝绷套管配件。主要规格有：给水管：Φ16～710mm；建筑排管：Φ90～160mm；双壁波纹管：Φ90～400mm；螺旋缠绕管Φ150～2600mm；电工护套管：Φ16～20mm。从整体上来看主要是Φ400mm以下规格。
从80年代初到1994年，我国PVC管材、管件生产发展速度极慢，其产量仅为19.5万吨；1996年的产量为24万吨，自从建设部、化工部、轻工部等五部委联合发出“大力发展化学建材”的通知以后，UPVC管材、管件的发展速度明显加快，到1997年底全国有UPVC管材、管件生产厂家估计有400家，总生产能力近100万吨，但实际生产量却不足50万吨。UPVC管材、管件生产规模在10000吨/年以上的厂家30多家；规模5000～10000吨/年的厂家近60家。这些生产规模较大的厂家由于设备配套较齐全，技术力量较强，产品质量管理体系也比较完善，管材、件能够自己配套，产品质量也比较稳定。这些厂家生产的管材、管件占总生量的85%以上。而那些产量低、装备差、管材、管件不能配套的小厂，全国各地都有，但由于技术力量薄弱，于是就出现产品质量不稳定现象。从总生产量来看仅占15%左右，但对建筑排水用UPVC管材、管件整个供需市场带来的影响是巨大的。
目前国内管材生产线估计有2000条，其中引进设备约占15%左右。全国生产企业设备的开工率不足60%。在生产设备上，由开始引进国外先进设备，发展到自行研制开发，目前UPVC生产设备基本上实现了国产化。
在国内，PVC管是首先在建筑排水上推广应用，也是国内发展较为成熟的一种塑料管道。如UPVC建筑排水管，到1993年，累计已有1.68亿平方米民用住宅中得到使用，占当年竣工量的19%左右。1998年有的省份使用率达到90%以上，可以相信不久将来，PVC建筑排水管将取代铸铁管；在城市供水管道中，天津、沈阳、济南、青岛、福建、海口等30多个城市及许多中小城镇已敷设UPVC管道5000多公里，最大管径达DN630mm。随着我国原有旧城区的扩建改造，新城市和新城区的不断建设，PVC供水管的应用还会持续增长。目前主要用于建筑排水、建筑给水、电工穿线管、农业排灌用管、城市供水、城市排水、通讯工程用管材、化工防腐用管材。应用量：用于排水的占50%；化工管15%，穿线管15%；通讯用管5%；给水用管5%；农业排灌用管5%；其它用管5%。
(二)聚乙烯管(PE)
聚乙烯给水管生产：国内聚乙烯给水管材生产的品种主要有低密度聚乙烯管、高密度聚乙烯管，规格一般是Φ16～160mm，最大可达Φ400mm。聚乙烯给水管材生产一般都采用单螺杆挤出机，也有少量采用双螺杆挤出机。农村改水工程使用的聚乙烯管一般是采用国产设备，按QB1930-93行业标准生产的低密度聚乙烯管，城市供水管(大口径)一般是采用进口设备生产的高密度聚乙烯管，建筑给水聚乙烯管(小口径)一般是采用国产设备生产，城市给水管生产都执行GB/13663-92国家标准。
聚乙烯燃气管生产：聚乙烯燃气管生产是按照GB15558.1《燃气用埋地聚乙烯管材》标准要求，现在生产的聚乙烯燃气管材在颜色上有两种，一种为黄色管，一种为带黄色条的黑色管。公称尺寸范围为Φ20～250mm，但实际生产的规格已扩大至315mm，根据使用工作压力不同(0.4MPa和0.2MPa)，分为SDR11及SDR17.6两个尺寸系列。我国现在的聚乙烯燃气管材挤出生产设备基本是从国外进口。已经有近10多条PE管材挤出生产线，实际挤出管材生产能力达25000吨/年，大大超过了燃气行业8000吨/年的需求量。但只有少数厂家拥有自动化程度较高的设备，基本能实现自动烘干加入原材料、自动测量调整壁厚、自动切断或盘卷，能够稳定连续生产。1998年国内PE燃气管材的用量虽然达到了约3000吨，倡是由于与25000吨的挤出生产能力相比相去甚远。
聚乙烯管应用：低密度聚乙烯管主要用于农村改水工程、电力、电缆保护、邮电通讯线路保护及其它领域。高密度聚乙烯给水管主要用于建筑物室内外给水系统。目前，国内聚乙烯管用量最多是农村改水工程，占整个聚乙烯管用量的50%左右。目前还没有聚乙烯给水管设计、施工及验收标准，影响了聚乙烯给水管的推广应用。聚乙烯燃气管主要应用于城市中低压燃气管网，尤其是使用天然气的地区用量较大。随着1995年聚乙烯燃气管产品标准GB155581-95、155582和设计、施工技术规程CJJ63-95颁布，聚乙烯燃气管得到了迅速发展，到1998年，国内PE燃气管道铺设量约占整个燃气管道铺设量的20%左右，产量达到3000吨。
(三)玻璃钢夹砂管(RPM)
目前国内玻璃钢夹砂管生产企业有10余家，生产的规格主要有：DN500～1400mm，6种规格；使用压力范围：0.1～1.0MPa，而其中大于0.6MPa的情况较少；根据具体工程的要求，管刚度可选择在2500～10000N/m2之间；生产工艺主要有：离心浇铸、连续缠绕、定长缠绕三种工艺。
自1993年在全国建立的RPM管生产线至今已铺设了约1000KM的RPM管，主要应用于引水工程和城市配水工程，以及排污工程直径在DN1000～1400mm，工作压力0.6～0.8MPa。
(四)交联聚乙烯管(PE-X)
目前国内交联聚乙烯管生产主要是参照德国DIN 16892、16893标准，生产设备主要从瑞士引进(四条线)，生产工艺为：Monosil的一步法接枝和成型，自动化程度高，产品质量稳定。在引进设备同时，国内有关单位也开发出一步法和二步法硅烷交联工艺生产交联聚乙烯管，并投入应用。目前国内交联聚乙烯管生产规格为：Φ10～32mm，少量生产到Φ63mm。连接PE-X管的管件，一般采用夹紧式铜制接头或卡环式铜制接头，有些企业正在开发为PE-X管配套的超高分子聚乙烯管件、聚甲醛管件、ABS管件。
自从1996年引进国外先进的PE-X管生产技术和设备，近几年PE-X发展很快，主要应用于地面辐射采暖、建筑室内热水供应、饮用水供应和自来水供应，尤其随着住宅建设标准的提高，要求管道暗敷，为PE-X管提供了更大的市场。到1998年我国PE-X管材生产能力将达3000万米。
(五)铝塑复合管(PAP)
国内目前铝塑复合管主要生产工艺及装备大致分为进口设备和国产设备二类。进口设备生产工艺主要以共挤复合工艺为主，生产搭接型复合管，目前国内有10余条进口生产线。自1996年国内相继有几家塑料机械制造企业着手研制国产搭接焊和对焊铝塑复合管生产线，现已投入批量生产。目前国内铝塑复合管生产企业达到80余家，生产线达到100余条，其中搭接焊生产线占70%，对接焊生产线占30%，生产能力达到2亿米/年。
国产化生产设备价格大约是进口设备的20-30%，生产出的铝塑复合管物理力学性能都能符合国外先进标准要求，但在自动控制、自动化程度、生产速度方面有一定的差距，产品外观、几何尺寸精度尚需进一步提高。
(六)三型聚丙烯管(PP-R)
PP-R管一般采用单螺干挤出挤出成型。由于PP-R料熔粘度较大，吸放热量大故对挤出设备有一定的特殊要求。
由于国内塑机厂没有加工PP-R管的经验和工艺参数，采用普通国产单螺杆挤出机生产PP-R管产量低，对产品质量控制的稳定性较差。
目前国内生产的产品规格为公称外径DN20～63mm六个规格。产量按不同规格在100～150kg/h，年产量为800吨。
自1997年上海从国外引进PP-R生产技术与设备投入生产以来，上海市已在100个平方米建筑面积住宅冷热水系统、纯净水、饮用水系统的试点应用，取得了较好效果，并且在应用的基础上制定了PP-R设计、施工及验收技术规程和施工定额等上海市地方标准。