張智淵

（西山煤電太原市杰森實業(yè)有限公司,山西 太原 030053）

引 言

近些年來,隨著我國化學建材的不斷發(fā)展,聚乙烯管材管件在各個領(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。目前公認的聚乙烯管材管件發(fā)展歷程有三代,雖然有報道說已經(jīng)研發(fā)出了第四代聚乙烯管材料PE125,但是并未在實際應(yīng)用中得到證實。

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等級的聚乙烯管材料相類似。

第二代聚乙烯管材管件。20世紀60年代為了滿足燃氣管的使用要求,研發(fā)出了一套具備抗開裂能力和長期靜液壓強度的中密度聚乙烯管材,與目前的PE80級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)的燃氣管專用材料基本上接近了PE80級聚乙烯管材管件。

第三代聚乙烯管材管件。20世紀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級聚乙烯管材管件進行量產(chǎn)。但是目前我國部分管材生產(chǎn)單位引進PE100材料并將其加工成聚乙烯管材管件,而且達到了國際水平［1］。PE100材料最小必須強度MRS達到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行了介紹,通過對東西歐24個國家7種塑料管進行調(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到了62%,而在輸氣領(lǐng)域,聚乙烯管材管件的使用率達到了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。PE80和PE100材料有很完整的歐洲標準和國際標準,并且我國也開始對該類標準進行修訂,逐漸接近國際標準。

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,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 光纜和電纜保護套管用聚乙烯管材管件

光纜和電纜保護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領(lǐng)域,其中聚乙烯管材管件得到了良好的發(fā)展機遇。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1 000m～5 000m?？客鈱拥腍DPE是光纜的保護層,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 必須堅持嚴要求高標準

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,但是各個環(huán)節(jié)也要嚴要求高標準。例如：如果聚乙烯管材管件進行有壓輸送,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)要對原材料進行長期的檢測,嚴禁企業(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聚乙烯管材管件的發(fā)展,需要對我國已有的規(guī)范和標準進行修改和完善,并在國家標準頒發(fā)前,最好委派政府主管部門來執(zhí)行國家的相關(guān)標準。建議政府主管部門將國際通用的塑料管材管件使用標準引入到我國的規(guī)范和標準之中。

3.2 加大國外先進技術(shù)的引進

為了更好地推動我國聚乙烯管材管件的研發(fā),需要對國外先進技術(shù)進行分析,并根據(jù)我國的實際情況引進與之適應(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)計計算方法和應(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)會公開發(fā)表,如美國的聚乙烯塑料波紋管協(xié)會CPPI、塑料管協(xié)會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。國際標準化組織ISO也制訂了一系列與聚乙烯管材管件相關(guān)的規(guī)范和標準,并建議相關(guān)企業(yè)和協(xié)會注意對新技術(shù)成果的收集和研究,通過對我國的聚乙烯管材管件進行補充和完善,并鼓勵發(fā)展合資企業(yè),使其趕上國際先進水平。

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,但是要想達到國際先進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)計和施工有所了解和掌握,同時還需要對鋪設(shè)聚乙烯管材管件的工作人員進行培訓(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)會密切合作,加大對聚乙烯管材管件技術(shù)的應(yīng)用,并鼓勵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)域也在不斷的擴大,為了更好地推動聚乙烯管材管件的發(fā)展,需要將國內(nèi)外先進的經(jīng)驗和技術(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：

［1］ 劉凱維.淺談我國燃氣用聚乙烯產(chǎn)品生產(chǎn)、應(yīng)用及檢測新技術(shù)［J］.城市燃氣,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］ 程遠鵬.城鎮(zhèn)燃氣PE聚乙烯管道設(shè)計中應(yīng)考慮的問題［J］.石油和化工設(shè)備,2016,11（2）：54－55.