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    开拓聚氯乙烯压力管道系统的新局面

    发布日期:2014-09-19 |
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      摘要:本文综述了聚氯乙烯管道的行业现状,对两种新型的管道PVC-M管材(改性聚氯乙烯管材)和PVC-O管材(取向聚氯乙烯管材)的发展、应用和市场情况做了全面的介绍,建议我国应发展这两种管道,并提出发展规划建议。

    关键词:硬聚氯乙烯(PVC-U)管材;改性聚氯乙烯(PVC-M)管材;取向聚氯乙烯管材(PVC-O);韧度;设计应力;节约材料;在线加工法。

     

    Abstract:
    Significant advancement of PVC pipes have been achieved in recent years. PVC-M pipes (modified PVC pipes) and PVC-O pipes (oriented PVC pipes) have an exceptional combination of strength and toughness properties enabling much higher design stresses and material savings compared to the traditional PVC-U pipes.
    Key words: Unplasticized poly(vinyl chloride) pipes(PVC-U pipes); Modified poly(vinyl chloride) pipes (PVC-M pipes); Oriented PVC pipes (PVC-O pipes); toughness; design stresses; material savings; in-line production process.

    1我国聚氯乙烯管道系统的现状——规模很大,水平?#31995;?/p>

    1-1我国聚氯乙烯管道系统的发展成就

    聚氯乙烯是应用最广泛的热塑性塑?#29616;?#19968;,目前全球聚氯乙烯的年用量在3000万吨左右,其?#24615;?#19977;?#31181;?#19968;应用于管材管件[1]。虽然面临其他塑料管道的竞争,?#20004;?#32858;氯乙烯管道系统仍然是用量最大的塑料管道。

    我国聚氯乙烯管道系统起步于上世纪50年代,但是在改革开放前一直和国际上有很大差距。80年代以后开?#23478;?#36827;国外先进技术,逐步建立起PVC-U管道系统的完整体系。在各个塑料管道系统中聚氯乙烯管道系统是最早形成规模生产和大量应用的。

    目前我国聚氯乙烯管道系统的应用领域已经普及到建筑给水、建筑排水、埋地给水、埋地排水、护套管、工业和农业用管各个领域,用量已经超过100万吨。我国生产聚氯乙烯管道系统的企业非常多,其中?#30740;?#25104;一批年产量在几万吨以?#31995;?#39046;先企业,估计我国聚氯乙烯管道系统的总生产能力近200万吨。在质量控制方面我国已经建立初步的标准和检测体系,部分领先企业的产品已出口国际市场。

    1-2我国聚氯乙烯管道系统总体上仍然落后于国际先进水平

    我国聚氯乙烯管道系统的发展成就是应充分肯定的,但同时存在的差距和问题也是不容忽视的。

    一方面是市场上假冒伪劣产品泛?#27169;现?#25439;害聚氯乙烯管道系统的信誉;另一方面是国家标准的水平和国际标准?#28982;?#26377;差距,在开发创新上?#24230;?#19981;足,长期来在性能提高和应用扩展上进展不大。

    我国聚氯乙烯管道系统规模虽大,水平?#31995;?#26159;基本现状。但由于信息交流不足,?#30340;?#36890;常误认为聚氯乙烯管道系统就是PVC-U,现在的产品已是国际水平,似乎没有可创新开发和改进的余地,行业焦点逐步成为如何扩大规模和降?#32479;?#26412;。

    我国大量生产的硬聚氯乙烯(PVC-U)压力管道系统长期来是执行国家标准GB/T10002-1996。这个国家标?#38469;?lsquo;非等效采用’国际标准ISO4422,但和国际标准ISO4422:1996是有差距的。一是对于原材料没有提出长期静液压强度性能--最小要求强度(MRS)不低于25MPa的规定,因此规定的设计应力缺乏充分的根据,对于长期使用寿命缺乏切实的保证。二是国家标准没有规定对于断裂韧度的要求,同时又降低了对于抗冲击性的要求,因此对于PVC-U管材的抗开裂抗冲击性能没有足够的监测,无法控制破坏的风险,不能充分保证安全使用。由于多年来国内对于PVC-U压力管道系统普遍只注意强度而忽视韧度(抗开裂抗冲击性能),再加上国内在铺设中经常不遵守规范的环?#24120;?#20107;实上我国PVC-U管道系统发生事故是不少的(大?#38469;?#33030;性开裂破坏,?#19978;?#27809;有见到国内对于PVC-U压力管道系统事故有系统的调查研究)。

    多年研究塑料管道长期安全性能的四川大学董孝理教授一再建议要尽早弥补PVC-U管材标准的差距[2],国内聚氯乙烯管道业也从大量实践中认识到必须扭转只注意强度而忽视韧度的偏向。通过各方面的努力,修订后的国家标准GB/T10002-2006已经发?#38469;?#26045;。修订后的标准通过大幅度提高对于抗冲击性要求等强调强度和韧度要并重,显然将引导我国PVC管道系统向正确的方向发展。但是要把我国大量生产的PVC-U管道系统提高到国际先进水平还需要艰苦的努力。(本文有关的标?#25216;?#38468;件1)

    我国生产的聚氯乙烯管道系统?#20004;?#22522;本局限于传统的硬聚氯乙烯PVC-U。很多企业不了解国际上PVC管道技术创新的动向和进展,不知道通过材料和加工工艺的技术创新可以制造出比传统PVC-U性能更好,兼有高强度和高韧度的管道系统。在不少用户的印象中PVC管就是一击就碎的脆性管道。虽然近年有个别领先的生产企业和研究院校在探索新技术,包括开发改性聚氯乙烯PVC-M管和双轴取向聚氯乙烯PVC-O管,但是?#20004;?#36824;没有大量进入市场。目前见到完成新产品系统开发进入试用阶段的只有河北宝硕管材有限公司的‘高抗冲击PVC管材(PVC-M)’管材和日本积水化学在我国青岛生产的亚克力共聚聚氯乙烯AGR管材管件(国内已经?#34892;?#19994;标准)。

    另外,在我国推广应用PVC管道系统不可能回避的问题--抗地震性能。我国PVC管道业还没?#24615;?#35843;查研究的基础上拿出令人信服的答?#30784;?#24517;须注意我国水工业界对于在给水用管网中应用PVC-U压力管道系统一直存有顾虑,主要原因是其抗地震性能。中国水协的会议报告和文件中上曾引用地震对城市供水管网的损害情况的一些调查数据(如日本阪神大地震中硬聚氯乙烯管道破坏率为1.013处/公里,球墨铸铁管为0.135处/公里)[3]。因此,这是个不能不重视的问题。我国属地震多发区,根据GB50011-2001《建筑抗震设计规范》介绍,2000年底,在全国663个城市中,有582个要求抗震设防(规定6度以上),占全国城市总数的87.8%。所以我国的聚氯乙烯管道业必须积极研究抗地震性能问题,主动拿出解决的方案和数据。近年国外对于塑料管道的抗地震性能开展了不少研究,开发了新的产品和新的检测方法,这个方面我们也落后于国际先进水平。

    (在PVC-U非压力管道系领域我国同样还和国际水平有差距。但是本文将只集中?#25945;?#21387;力管方面的问题。)

    2我国发展聚氯乙烯管道系统的历史机遇

    近年国际形势的变化和发展为我国发展聚氯乙烯管道系统提供了一个空前历史机遇。在很多应用领域和聚氯乙烯管道系统竞争市场的聚烯烃管道系统受到了石油价格爆涨的?#29616;?#24433;响,而以煤为原材?#31995;?#32858;氯乙烯因维持在?#31995;?#20215;格增强了竞争力。面对市场新机遇,如果我们能够加快创新开发,紧跟国际上聚氯乙烯管道系统技术进步的步伐,就可以开拓一个全新的局面。

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