塑料管应用现状

曾鸣凤

(广州合成材料研究院有限公司，广东 广州 510665)

塑料管应用现状

曾鸣凤

(广州合成材料研究院有限公司，广东 广州 510665)

主要介绍了塑料管种类及应用领域，对比了国内外的生产应用情况及国内外差距。

塑料管，应用现状，国内外差距

近年来，塑料管材被广泛应用。塑料管和传统管材相比，具有重量轻、耐腐蚀、水流阻力小、节约能源、安装简便迅速、造价较低等显著优势，受到了管道工程界的青睐。为此，许多发达国家塑料管制造商与管道工程界进行了广泛的合作，投入了大量人力、物力和财力进行了全面的开发研究，使原料合成生产、管材管件制造技术、设计理论和施工技术等方面得到了发展和完善，并积累了丰富的实践经验，促使塑料管在管道工程中占据了相当重要的位置，并形成一种势不可挡的发展趋势。

1 塑料管道种类及应用领域

1.1 硬质聚氯乙烯(UPVC)管

UPVC管是使用最普遍的一种塑料管，约占全部塑料管材的80%。UPVC管的特点有较高的硬度和刚度、较高的抗冲击性能和耐化学性能。许用应力一般在10MPa以上，价格比其它塑料管低，故硬质聚氯乙烯管在产量中居第一位。UPVC管根据使用要求不同，在加工过程中可添加不同添加剂，使其具有满足不同要求的物理和化学性能。硬聚氯乙烯管分有I型、II型和III型产品。I型是高强度聚氯乙烯管，这种管在加工过程中，树脂添加剂中增塑剂成分为最低，所以通常称做未增塑聚氯乙烯管，因而具有较好的物理和化学性能，其热变形温度为70℃，最大的缺点是低温下较脆，冲击强度低。II型管又称耐冲击聚氯乙烯管，它是在制造过程中，加入了ABS、CPE或丙烯酸树脂等改性剂，因此其抗冲击性能比I型高，热变形温度比I型低，为60℃。III型管为氯化聚氯乙烯管，具有较高的耐热和耐化学性能，热变形温度为100℃，故称为高温聚氯乙烯管，使用温度可达100℃，可作沸水管道用材。硬聚氯乙烯管的使用范围很广，可用作给水、排水，灌溉、供气、排气等管道，住宅生活用管道，工矿业工艺管道以及电线、电缆套管等。UPVC管根据结构形式不同，又分为:螺旋消声管、芯层发泡管、径向加筋管、螺旋缠绕管、双壁波纹管。

1.1.1 UPVC 螺旋消声管

UPVC螺旋消声管是在管内壁有几条起导流作用的螺旋肋，达到降低噪音目的，主要应用于建筑排水。

1.1.2 UPVC 芯层发泡管

UPVC芯层发泡管是采用三层共挤出工艺生产的内外两层与普通UPVC相同，中间是比重0、7～0.9低发泡层的一种新型管材。单位长度的管材可减少约17%UPVC用量，同时改善了管材的绝热和隔音性能，主要应用于排水管及护套管。

1.1.3 UPVC 径向加筋管

UPVC径向加筋管是采用非凡模具和成型工艺生产的UPVC塑料管，其特点是减薄了管壁厚度，同时还提高了管子承受外压荷载的能力，管外壁上带有径向加强筋，起到了提高管材环向刚度和耐外压强度的作用。此种管材在承受相同外荷载能力下，比普通UPVC管可节约30%左右的材料，主要用于城市排水。

1.1.4 UPVC 螺旋缠绕管

UPVC螺旋缠绕管是带有‘T’型肋的UPVC塑料板材卷制而成，板材之间由快速嵌接的自锁机构锁定，在自锁机构中加入粘结剂粘合。这种制管技术的最大特点，是可以在现场按工程需要卷制成不同直径的管道，管径可从Φ150～Φ2600mm。适用于城市排水、农业浇灌、输水工程和通讯工程等。

1.1.5 UPVC 双壁波纹管

UPVC波纹管管壁纵截面由两层结构组成，外层为波纹状，内层光滑，这种管材比普通UPVC管节省40%原料，并且有较好的承受外荷载能力，主要用于室外埋地排水管道、通讯电缆套管和农用排水管。

1.2 氯化聚氯乙烯(CPVC)管

CPVC系PVC的氯化改性而成，它有效地提高了PVC的使用温度、耐化学稳定性、抗老化性及阻燃消烟性。综合性能超过了一般ABS的性能，特别适用于一些对温度及消防有特殊要求的场合。国外多用作热水管、废液管和污水管，我国CPVC管的应用也十分广泛，主要在以下领域中显示出明显的应用优势。

1.2.1 油田原油集输用管

CPVC管材的导热系数仅为钢管的1/200，原油在集输过程中保温性能很好，可节省大量的能源，另外CPVC管材摩擦系数小，在相同条件下其流量至少为钢管的1.25倍，且重量轻，安装快捷方便。它的优异的化学稳定性和耐温性再加上塑料管固有的耐磨损及不结垢的优点，使得它在原油集输中显示出明显的优势，且使用寿命至少为钢管的8倍。再经过玻纤(GF)缠绕包复增强，使用压力可达到20～60MPa，可基本满足低、中、高压条件下的原油集输。

1.2.2 化工用耐温、耐腐蚀管道

CPVC良好的耐温和耐化学侵蚀性，使得它能够承受强酸、强碱及盐水的腐蚀，且最高使用温度可达95～98℃，它亦能满足化工设备中所要求的机械强度。预期使用寿命可达50年。另外，CPVC材料氧指数≥50%，有极好的阻燃性和消烟性，是化工设备中需符合消防要求部分的理想管道材料。如果加工工艺和安装恰当，可使CPVC管材具有可靠的密封性能，解决化工生产中跑、冒、滴、漏的现象。

1.2.3 热水温水用给排水管道

采用恰当的工艺和配方，CPVC可生产成大口径管道，并可采用目前最可靠方便的扩口承插柔性密封圈连接，这是PP－R、PE－X及铝塑复合管等管道所无法实现的，因此，它在工业、矿山、建筑、电力温泉浴场等行业中需输送热水温水的场合具有较大的应用空间。

1.2.4 高压、超高压电力输送电缆护管

现代化城市的发展，要求埋地敷设电力输送电缆，这就要求电缆护管具有优良的耐热性、绝缘性、电缆的易敷设性及阻燃性。CPVC管材恰恰具有这些性能。

1.3 聚乙烯(PE)管

聚乙烯管按其密度不同分为高密度聚乙烯(HDPE)管、中密度聚乙烯(MDPE)管和低密度聚乙烯(LDPE)管。HDPE管具有较高的强度和刚度;MDPE管除了有HDPE管的耐压强度外，还具有良好的柔性和抗蠕变性能;LDPE管的柔性、伸长率、耐冲击性能较好，尤其是耐化学稳定性和抗高频绝缘性能良好。在国外HDPE和MDPE管被广泛用作城市燃气管道、城市供水管道。目前，国内的HDPE管和MDPE管主要用作城市燃气管道，少量用作城市供水管道，LDPE管大量用作农用排灌管道。

1.4 交联聚乙烯(PE-X)管

交联聚乙烯是通过化学方法或物理方法将聚乙烯分子的平面链状结构改变为三维网状结构，使其具有优良的理化性能。交联聚乙烯管制造通常有化学交联和物理交联两种方法，其中化学交联又分一步法和二步法两种。一步法是聚乙烯原料中加入催化剂(硅烷、过氧化物)、抗氧剂，在挤出机挤出过程中进行交联，生产出交联聚乙烯管;二步法是先制造出交联聚乙烯A、B料，然后挤出交联聚乙烯管。物理交联方法，通常是用电子射线或钴60－γ射线交联方法，聚乙烯原料通过传统方法生产成管材，然后通过电子加速器发出电子射线或钴60－γ射线照射聚乙烯管，激发聚乙烯分子链发生改变，产生交联反应，生产出交联聚乙烯管。PE－X管主要用于建筑室内冷热水供给和地面辐射采暖。

1.5 三型聚丙烯(PP－R)管

三型聚丙烯是第三代改性聚丙烯，即采用气相共聚法使PE在PP分子链中随机地均匀聚合，使其具有较好抗冲击性能、耐温性能和抗蠕变性能，PP－R管主要应用于建筑室内冷热水供给和地面辐射采暖。

1.6 聚丁烯(PB)管

聚丁烯管具有独特的抗蠕变性能，能长期承受高负荷而不变形，化学性能稳定，可在－20℃ ～95℃之间安全使用。主要应用于自来水、热水和采暖供热管，但由于PB树脂供给量小而价高等原因，国内难以大量生产与应用。据悉，世界上能生产PB树脂的只有二家公司。

1.7 ABS工程塑料(ABS)管

ABS是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物，具有比较高的耐冲击强度和表面硬度，在－40℃ ～100℃范围内仍能保持韧性和刚度，并不受电腐蚀和土壤腐蚀，使用温度可达90℃。所以在国外常用作卫生洁具下水管、输气管、高腐蚀工业管道，国内一般用于室内冷热水管和水处理的加药管道、有腐蚀作用的工业管道。

1.8 玻璃钢夹砂(RPM)管

玻璃钢夹砂管是采用短玻璃纤维离心或长玻璃纤维缠绕，中间夹砂工艺制作，管壁略厚，环向刚度较大，可用作承受内、外压的埋地管道。玻璃钢夹砂管具有强度高、重量轻、耐腐蚀等特点，可用于化工等工业管道，尤其适用于做大口径城市给水排水管道。

1.9 铝塑复合(PAP)管

铝塑复合管道是通过挤出成型工艺而生产制造的新型复合管材，它由聚乙烯层(或交联聚乙烯)、胶粘剂层、铝层、胶粘剂层、聚乙烯层(或交联聚乙烯)五层结构构成。铝塑复合管根据中间铝层焊接方式不同，分为搭接焊铝塑复合管和对接焊铝塑复合管。铝塑复合管可广泛应用于冷热水供给和地面辐射采暖。

2 塑料管生产应用情况

2.1 国外塑料管生产应用情况

在国外，塑料管材正不断替代金属或其他传统材料的管材，发展十分迅速。从1980～1990年的10年中除塑料管以外，其它各种材料的管材增长率总和不足2%，而塑料管的增长率是其它各种管材增长率总和的4倍，达到8%，进入90年代塑料管的需求量仍以每年4.2%的速率增长，其产值大约以每年8%的速率递增。美国1997年塑料管材量为216万吨，欧洲1996年为147万吨，日本60万吨。

在国外，从50年代开始就把硬聚氯乙烯(UPVC)制品用于建筑工程中。美国:用于自来水管、煤矿用管、灌溉用水管的压力管道占总量的40.4%;用于下水、污水、通风的UPVC管道为17.3%;电工穿线管方面用的管道为14.08%;市政工程污水排放用的UPVC管道为22.93%;其它用途占5.24%。日本:UPVC管道的消费情况(占总量的百分数):上水管17.2%;农用管 5%;下水管 17.58%;工业污水管 6.8%;设备排水 32.6%;穿线管 1.68%;其它5.7%;特殊用管13.24%。西欧国家塑料管道分布领域:压力管68%;非压力管17%;管件5%;其它10%。

1995年，UPVC管材人均消费量，美国高达8.3Kg，日本4.27Kg，西欧4.18Kg，加拿大4.07Kg。聚烯烃管材的人均消费量西欧各国较高，平均高于4kg。1995年美国HDPE人均消费量已达1.38Kg，美国ABS管材人均消费量为0.23Kg。

2.2 国内塑料管生产应用情况

我国自20世纪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(PVC)管、玻璃钢夹砂(RPM)管、聚乙烯(PE)管、铝塑复合(PAP)管、交联聚乙烯(PE－X)管、聚丙烯(PP－R)管、氯化聚氯乙烯 (CPVC0、ABS)管、工程塑料(ABS)管、钢塑复合(SP)管等塑料管。

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。

3 结束语

塑料管的发展方向，从目前来看应用主要以UPVC和PE管为主，并大力发展新型复合、改性塑料等。塑料管的生产应用情况，我们一方面要认识到塑料管道行业发展速度之快，另一方面要认识到国内与国外相比仍然存在一定差距。

［1］齐丽红.浅谈给排水常用管材［J］.塑料技术，2010，36(2):42－43.

［2］王占杰.中国塑料管道行业现状及发展趋势［J］.中国塑料 ，2010，24(1):1－5.

［3］中蓝晨光化工研究院有限公司《塑料工业》编辑部 ，2008～2009年世界塑料工业进展［J］.塑料工业 ，2010，38(3):1－35.

［4］沃奇中，陈毅明.PVC－U加筋管的生产工艺研究及其品质影响因素分析［J］.中国塑料，2010，24(10):76－80.

［5］陈斌武.氯化聚氯乙烯的发展前景［J］.聚氯乙烯 ，2010，38(10):1－5.

［6］Eur Plast.News，2009(4):18.

［7］国家发展改革委员会，QB/T 2782－2006埋地用硬聚氯乙烯(pvc－u)加筋管材［s］北京:中国标准出版社会，2006.

［8］Mod plast，2008，(7):24.

［9］Mod plast，2008，(7):25.

［10］Mod Plast，2009，(5):24.

［11］Plast Technol，2008，(12):27.

［12］Plast Technol，2008，(10):31

［13］Kunstotoffe Int，2008，(10):51－52.

［14］Eur Plast News，2009，36(1):19.

［15］沈清，陈剑平.水相悬浮法氯化聚氯乙烯生产技术［J］.中国氯碱，2002，(8):23－26.

［16］张家杰.氯化聚氯乙烯产需现状及发展趋势［J］.聚氯乙烯，2005，(10):13－16.

［17］张家杰.氯化聚氯乙烯的生产及市场分析［J］。化工技术经济，2004，22(6):22－24.

［18］化学经济，2009(4):18.

Application Present Situation of Plastic Tubes

ZENG Ming-feng
(Guangzhou Research Institute Co.Ltd.of Synthetic Materials，Guangzhou 510665，Guangdong，China)

The types and applications of plastic pipes were mainly introduced，the production applications and the difference of plastic pipes at home and abroad were compared.

plastic tube，application present situation，difference at home and abroad

TQ323

2012－05－21