362002年塑料高新科技成果交流會(huì)論文集塑料埋地排水管的技術(shù)和應(yīng)用概況張玉川北京塑料工業(yè)協(xié)會(huì)，北京，1000781塑料埋地排水管正面臨大發(fā)展的歷史性機(jī)遇塑料埋地排水管廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。主要分為輸送污水收集和輸送生活污水、生產(chǎn)污水到污水處理廠的排污水管道和輸送雨水收集和輸送雨水到江河或水庫(kù)的排雨水管道。在塑料管的各種應(yīng)用中，埋地排水管領(lǐng)域是最大的市場(chǎng)。根據(jù)發(fā)達(dá)國(guó)家的統(tǒng)計(jì)，40一50的塑料管是應(yīng)用于埋地排水管領(lǐng)域的。我國(guó)塑料埋地排水管還剛起步，目前在塑料管總量中占的比例還不到10。近年我國(guó)各地出現(xiàn)投資建設(shè)排污管道系統(tǒng)的熱潮。因?yàn)橹袊?guó)是一個(gè)水資源嚴(yán)重短缺的國(guó)家，十分有限的水資源已經(jīng)受到嚴(yán)重的污染，造成了阻礙經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的水危機(jī)。為解決我國(guó)嚴(yán)峻的水危機(jī)必須盡快提高污水處理率。目前我國(guó)的污水處理率還很低，1997年全國(guó)建制市污水排放總量大約為51億立方米，加上建制鎮(zhèn)排水量估計(jì)有450億立方米，集中處理率僅為134。由于中國(guó)的人口在繼續(xù)增長(zhǎng)，城市化水平在不斷提高，需要處理的污水量還在增加。預(yù)測(cè)到2010、2030和2050年，城市化的水平將分別達(dá)到40，50和60，城市人口分別為55億，75億和96億，相應(yīng)的需水量將分別增加到910億立方米，1220億立方米和1540億立方米。根據(jù)建設(shè)部城市水資源中心測(cè)算，要逐步改善水環(huán)境，2010年，2030和2050年城市污水處理率至少要分別達(dá)到50，80和90。累計(jì)的投資至少需要12萬(wàn)億。所以在今后50年內(nèi)埋地排污水管都會(huì)有旺盛的市場(chǎng)需求。根據(jù)最近的信息，中國(guó)在防止和治理水污染方面的步伐可能還要加大，投資還會(huì)更多。例如。當(dāng)前有四件舉國(guó)注目的大事都和治理污水有密切關(guān)系南水北調(diào)、長(zhǎng)江三峽工程、籌備2008年的奧運(yùn)會(huì)、和治理三河三湖。輸送雨水的排雨水管有更廣闊的市場(chǎng)。雨水是寶貴的資源，中國(guó)需要學(xué)習(xí)先進(jìn)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，建設(shè)起把雨水很好地收集起來(lái)不要因?yàn)殡S便漫流而被污染輸送到江、河、水庫(kù)中去的雨水管理體系。中國(guó)不少地區(qū)的降雨量集中在雨季，如果沒(méi)有完善的排水管系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)泛濫。同時(shí)，中國(guó)正在大規(guī)模建設(shè)公路網(wǎng)、鐵路網(wǎng)和水利工程。在道路建設(shè)和水利工程的建設(shè)過(guò)程中必須做好施工期雨水排泄和導(dǎo)流的措施，以保證工程的安全進(jìn)展，如防止土體含水過(guò)多而失去穩(wěn)定。在建設(shè)成的道路和工程設(shè)施中也需要做好應(yīng)用期雨水的排泄和導(dǎo)流的措施如穿過(guò)路基的涵洞、道路兩旁的排水管、隧道內(nèi)的排水管等。此外，塑料埋地排水管的一個(gè)品種多孔滲流管，還大量應(yīng)用在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、農(nóng)田改造等集水一排泄系統(tǒng)。我們預(yù)測(cè)在2001年到2010年10年間中國(guó)塑料埋地排瀉和排水管總的潛在需求量在400萬(wàn)噸以上。傳統(tǒng)上埋地排水管主要應(yīng)用混凝土或鋼筋混凝土管道系統(tǒng)。在國(guó)際上塑料埋地排水管已經(jīng)廣泛應(yīng)用幾十年但是在我國(guó)塑料埋地排水管是到1998年后才逐步推廣開。由于塑料埋地排水管的獨(dú)特優(yōu)越性和政府的支持和鼓勵(lì)，近年來(lái)市場(chǎng)在迅速擴(kuò)展。上海市、四川省已經(jīng)有正式文件規(guī)定直徑400毫米以下的排水管要采用塑料埋地排水管，淘汰混凝土管。目前推廣應(yīng)用最好的地區(qū)是上海、江蘇和浙江。在北京、山東、河北、四川、廣東、福建等地塑料埋地排水管的應(yīng)用也在逐步發(fā)展。根據(jù)各地實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)塑料埋地排水管的技術(shù)和應(yīng)用概況37驗(yàn)塑料埋地排水管的主要優(yōu)點(diǎn)是足夠的強(qiáng)度和剛度一承受埋地下的負(fù)載；良好的水力特性；不泄漏一防止污染環(huán)境；使用壽命長(zhǎng)耐腐蝕，耐磨損；便于鋪設(shè)安裝；綜合經(jīng)濟(jì)性好，可以和混凝土管競(jìng)爭(zhēng)。根據(jù)我們調(diào)查，在直徑1200毫米以下的范圍熱塑性塑料埋地排水管的優(yōu)點(diǎn)最突出。根據(jù)國(guó)內(nèi)實(shí)踐，在此范圍內(nèi)塑料埋地排水管本身的價(jià)格雖然比混凝土管要高一些，但是由于鋪設(shè)方便迅速，管道系統(tǒng)的綜合造價(jià)上常?？梢越咏踔恋陀谟没炷凉?。在直徑1200毫米以上范圍，熱塑性塑料埋地排水管因?yàn)閮r(jià)格要比鋼筋混凝土管高較多，主要應(yīng)用于有特殊要求的場(chǎng)合例如要求施工期很短的，要求保證不泄漏的。我國(guó)塑料埋地排水管的市場(chǎng)是1998年后才起來(lái)的，因此目前產(chǎn)量還不大，生產(chǎn)企業(yè)也比較少。到2001年中國(guó)塑料埋地排水管的產(chǎn)量估計(jì)近9萬(wàn)噸。包括聚氯乙烯、聚乙烯和聚丙烯的結(jié)構(gòu)壁管和實(shí)壁管，玻璃鋼管O雙壁波紋管的直徑已經(jīng)到800毫米、纏繞熔接管和玻璃鋼管的直徑到2500毫米。我們預(yù)測(cè)中國(guó)對(duì)于排污管和排水管的潛在需要量非常大今后10年的潛在需要量超過(guò)400萬(wàn)噸，但是因?yàn)閯偲鸩?，?shí)際應(yīng)用塑料埋地排水管的量近年還不可能增長(zhǎng)太快，預(yù)計(jì)2005年塑料埋地排水管產(chǎn)量達(dá)到20萬(wàn)噸，2010年達(dá)到60萬(wàn)噸。塑料埋地排水管應(yīng)該用結(jié)構(gòu)壁管。根據(jù)我們的調(diào)查我國(guó)目前生產(chǎn)塑料埋地排水用結(jié)構(gòu)壁管的主要企業(yè)和正在建設(shè)中預(yù)計(jì)在2002年進(jìn)入市場(chǎng)的主要企業(yè)共計(jì)有32家，分布在7個(gè)地區(qū)17個(gè)省和直轄市。現(xiàn)有生產(chǎn)能力在L1萬(wàn)噸年，主要集中在華北和華東地區(qū)共占78。目前生產(chǎn)能力和預(yù)期市場(chǎng)需要間還有差距，我們認(rèn)為國(guó)內(nèi)一些企業(yè)積極準(zhǔn)備投資發(fā)展塑料埋地排水用結(jié)構(gòu)壁管是正確的。但是要注意塑料埋地排水管不適合長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，在華南、西南、東北、西北地區(qū)投資建設(shè)塑料埋地排水管項(xiàng)目將有更好的機(jī)遇。2各種塑料埋地排水管的優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)分析和適用范圍塑料埋地排水管是承受外壓負(fù)載的，所以一般都采用結(jié)構(gòu)壁管，很少用實(shí)壁管。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)壁管可以在達(dá)到同樣環(huán)剛度下比實(shí)壁管節(jié)省材料3070。塑料埋地排水用結(jié)構(gòu)壁管有很多品種，不同的結(jié)構(gòu)、不同的成型方法、不同的材料等。選擇塑料埋地排水用結(jié)構(gòu)壁管的主要注意點(diǎn)是1在保證達(dá)到必要的機(jī)械性能下盡量減少材料的消耗量。塑料埋地排水管承受外壓負(fù)載能力的性能指標(biāo)是環(huán)剛度。比較不同結(jié)構(gòu)壁管在同樣直徑，同樣環(huán)剛度下每米的重量材料消耗量就可以了解其經(jīng)濟(jì)性。要注意結(jié)構(gòu)壁管的剛度各國(guó)有不同的標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、歐洲標(biāo)準(zhǔn)和我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定用的環(huán)剛度是按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO9969測(cè)定的，單位是KNM2，公稱環(huán)剛度有SN2、SN4、SN8、SNL6四個(gè)等級(jí)。注意不要和德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)剛度和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的管剛度PS相混淆。2成型性。能夠高效穩(wěn)定地生產(chǎn)達(dá)到質(zhì)量要求的結(jié)構(gòu)壁管。3連接的方便、可靠和成本。4制造要求直徑和環(huán)剛度結(jié)構(gòu)壁管在設(shè)備和模具上需要的投資，我們分析各種結(jié)構(gòu)壁管都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，都有其適用的市場(chǎng)范圍。企業(yè)在選擇時(shí)要詳細(xì)調(diào)查分析，以下一些意見(jiàn)和建議供參考21從成型方法分兩大類直接擠出成型的結(jié)構(gòu)壁管和纏繞熔接成型的結(jié)構(gòu)壁管。382002年塑料高新科技成果交流會(huì)論文集直接擠出成型的結(jié)構(gòu)壁管有波紋管常用的是雙壁波紋管，還有單壁波紋管和三壁波紋管、環(huán)狀肋管RIBPIPE國(guó)內(nèi)由上海氯威首家生產(chǎn)，取名加筋管、芯層發(fā)泡管、管壁有縱向孑L的中空壁管。早期，直接擠出成型的結(jié)構(gòu)壁管只限制于中小直徑500毫米以下。在歐洲大量應(yīng)用的是聚氯乙烯的雙壁波紋管和環(huán)狀肋管，在美國(guó)主要應(yīng)用的是聚乙烯雙壁波紋管。后來(lái)，大直徑直接擠出的雙壁波紋管發(fā)展起來(lái)。因?yàn)樯a(chǎn)大直徑的聚氯乙烯雙壁波紋管或環(huán)狀肋管在工藝上有困難由于聚氯乙烯流動(dòng)性差、熱穩(wěn)定性差和熱熔接性差。大直徑的雙壁波紋管主要是聚乙烯和聚丙烯管。目前國(guó)際上聚乙烯雙壁波紋管的最大直徑已達(dá)到1800毫米。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的聚乙烯雙壁波紋管中直徑最大到800毫米。環(huán)狀肋管、芯層發(fā)泡管、管壁有縱向孔的中空壁管等結(jié)構(gòu)壁管都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，適合一定的使用范圍。因?yàn)樵诒ＷC環(huán)剛度下盡量節(jié)省原材料方面都不及雙壁波紋管，所以主要應(yīng)用在中小直徑范圍。纏繞熔接成型的結(jié)構(gòu)壁管有全塑料的和金屬加強(qiáng)的兩大類。全塑料的纏繞熔接成型的結(jié)構(gòu)壁管又有不同的結(jié)構(gòu)形式有內(nèi)壁光滑，外面是各種形狀螺旋肋的如我國(guó)引進(jìn)德國(guó)技術(shù)生產(chǎn)的克拉管；有內(nèi)外壁都平的如我L重LGL進(jìn)韓國(guó)技術(shù)生產(chǎn)的雙平壁管。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的纏繞熔接管直徑最大到3000毫米。纏繞熔接管的優(yōu)點(diǎn)之一是可以制造很大直徑的埋地排水管。至今國(guó)際上直徑大于1800毫米的熱塑性塑料埋地排水管還只有纏繞熔接管加拿大CORMA公司講可以制造生產(chǎn)3000毫米直徑的聚乙烯雙壁波紋管設(shè)備，但是還在制造。如果企業(yè)的目標(biāo)市場(chǎng)是較大直徑的埋地排水管，例如，目標(biāo)市場(chǎng)的直徑范圍在1200毫米到3000毫米，不選擇熱固性的玻璃鋼管，就選擇纏繞熔接管。優(yōu)點(diǎn)之二是設(shè)備投資比較小，比較容易改變產(chǎn)品的規(guī)格和性能如環(huán)剛度。如果預(yù)測(cè)當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)需求量有限大直徑塑料埋地排水管長(zhǎng)期運(yùn)輸不經(jīng)濟(jì)，采用投資較大的雙壁波紋管或環(huán)狀肋管生產(chǎn)線不能充分發(fā)揮能力，選擇纏繞熔接結(jié)構(gòu)壁管可能比較經(jīng)濟(jì)。纏繞熔接管的缺點(diǎn)之一是整體強(qiáng)度的可靠性比較差，理由是熔接焊縫很長(zhǎng)，熔接的質(zhì)量又難以監(jiān)測(cè)按新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)EN1979對(duì)于熔接強(qiáng)度要做檢測(cè)，但是只是抽樣抽測(cè)。據(jù)說(shuō)，在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)生破壞事故較多如因?yàn)榈貙幼儎?dòng)。缺點(diǎn)之二是在同樣直徑和達(dá)到同樣環(huán)剛度下纏繞熔接管一般要比直接擠出的雙壁波紋管耗費(fèi)更多的原材料每米重量較大。在埋地排水管的成本中原材料的成本一般要在70以上，耗費(fèi)材料過(guò)多的埋地排水管就可能因?yàn)楫a(chǎn)品成本高而缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。所以在較小直徑范圍，在有雙壁波紋管大量供應(yīng)的市場(chǎng)，纏繞熔接管的銷售就比較難。國(guó)外生產(chǎn)纏繞熔接管的企業(yè)，一般也不生產(chǎn)較小直徑的纏繞熔接管。下表是根據(jù)我們的調(diào)查。比較在同樣直徑內(nèi)徑400毫米相近環(huán)剛度下不同結(jié)構(gòu)壁管的材料的消耗量公斤米上海氯威杭州東冠江蘇星河寶石克拉韓國(guó)有明芬蘭凱威國(guó)內(nèi)某企業(yè)CORMA加UNICORFRANKISCKRAHPE纏機(jī)械PE赫KWH新開發(fā)筋管PVC雙壁HEPE雙壁繞熔接管纏繞熔接PE纏繞PE纏繞熔波紋管波紋管管熔接管接管環(huán)剛度KNM289885，56548材料量公斤，米13695111501100016667115001800010800157塑料埋地排水管的技術(shù)和應(yīng)用概況39下表是比較同樣環(huán)剛度SN8下聚乙烯雙壁波紋管和聚乙烯纏繞熔接管的用料單位公斤米ID內(nèi)徑毫米300400500600800LOOO1200CORMA的雙壁波紋管569516022636056O89O國(guó)內(nèi)某企業(yè)的纏繞熔接管756157222886049681361多用材料百分比35653375274678729529注數(shù)據(jù)是企業(yè)提供的，沒(méi)有實(shí)測(cè)驗(yàn)證。環(huán)剛度全部按ISO標(biāo)準(zhǔn)。近來(lái)國(guó)內(nèi)一些企業(yè)在減少纏繞熔接管的原材料消耗上做了不少探索，取得一定成果例如某企業(yè)非正式公布的數(shù)據(jù)，開發(fā)的雙平壁中空纏繞熔接管的原材料消耗就比韓國(guó)同類纏繞熔接管低。但是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和成型條件的限制，纏繞熔接管還是要比雙壁波紋管耗用材料多。此外，纏繞熔接管的生產(chǎn)效率比較低，單條纏繞熔接管生產(chǎn)線的投資比雙壁波紋管生產(chǎn)線低，但是單位產(chǎn)量的投資不一定低。所以，我們建議如果企業(yè)的目標(biāo)市場(chǎng)是較小直徑的埋地排水管，例如，目標(biāo)市場(chǎng)的直徑范圍在1200毫米以下，這個(gè)范圍是塑料埋地排水管的主要市場(chǎng)，預(yù)測(cè)市場(chǎng)需求比較大，選擇投資直接擠出的雙壁波紋管或環(huán)狀肋管比較好。國(guó)際上除了韓國(guó)等少數(shù)國(guó)家塑料埋地排水管的主體是直接擠出的雙壁波紋管，纏繞熔接管的用量比較小。金屬加強(qiáng)纏繞熔接管是日本KANAFLEX開發(fā)的。雖然沒(méi)有見(jiàn)到歐美使用金屬加強(qiáng)纏繞熔接管的報(bào)道，我們認(rèn)為日本開發(fā)的這種金屬加強(qiáng)纏繞熔接管值得注意韓國(guó)有類似的產(chǎn)品。這種結(jié)構(gòu)壁管是用螺旋形金屬帶加強(qiáng)的塑料纏繞管，金屬帶用鋼帶軋成形包覆在塑料層內(nèi)。這種埋地排水管的剛度是依靠其中鋼帶的剛性，內(nèi)外的聚乙烯塑料層較薄只起到腐蝕作用。優(yōu)點(diǎn)是在保證較高環(huán)剛度下顯著地減少原材料的消耗量。其技術(shù)關(guān)鍵是保證塑料和金屬的良好粘合。下表比較芬蘭KWH纏繞熔接管雙平壁管和日本KANAFLEX公司金屬加強(qiáng)纏繞熔接管注意其重量包括鋼板和聚乙烯在內(nèi)。內(nèi)徑600700800LOOO1200150018002000芬蘭環(huán)剛度N，M44444444KWH重量公斤米22730938955O790122317682175日本環(huán)剛度KNM3174164157142148135125114NAFLEX重量公斤，米223139466597142163全塑料纏繞熔接管的一個(gè)明顯的缺點(diǎn)是用材料比較費(fèi)，尤其是在直徑較大的范圍。由于環(huán)剛度是和直徑的三次方成反比的，在直徑加大后要達(dá)到足夠的環(huán)剛度需要做到很高的慣性矩。例如按韓國(guó)林光公司的介紹，內(nèi)徑2000毫米環(huán)剛度65的雙平壁管每米重量400公斤。按我國(guó)某企業(yè)介紹內(nèi)徑2000毫米環(huán)剛度8的雙平壁管每米重量達(dá)到286公斤，根據(jù)國(guó)內(nèi)目前纏繞熔接管出廠價(jià)格一般在13000元噸計(jì)算，每米價(jià)格達(dá)到3718元?？杀容^上海目前采用的柔性連接鋼筋混凝土企口管，內(nèi)徑2000毫米的價(jià)格是1760元米。22從原材料分三大類聚氯乙烯、聚乙烯和聚丙烯結(jié)構(gòu)壁管塑料埋地排水管應(yīng)用的材料有聚氯乙烯、聚乙烯和聚丙烯三大類聚氯乙烯熔接性能不好，不用于402002年塑料高新科技成果交流會(huì)論文集纏繞熔接管。從材料的彈性模量五講，顯然聚氯乙烯最高、聚丙烯次之。聚乙烯最低見(jiàn)下表。因?yàn)榫勐纫蚁┎牧系膹椥阅Ａ縀大于聚烯烴材料而且，彈性模量隨負(fù)載時(shí)間下降的變化較小。達(dá)到同等的環(huán)剮度可以用較小的慣性矩厶如果采用同樣的波形設(shè)計(jì)可以用較小的壁厚。此外，聚氯乙烯結(jié)構(gòu)壁管可以用熱成型方法擴(kuò)口做出剛度好成型壁的承121，在保證連接的密封性上較可靠。所以早期，在埋地排水管領(lǐng)域聚氯乙烯雙壁波紋管應(yīng)用量較大尤其是在排污水管領(lǐng)域，至今日本和美國(guó)在排污水管領(lǐng)域主要用聚氯乙烯雙壁波紋管或環(huán)狀肋管三種材料的彈性模量E根據(jù)PRENL34761L聚氯乙烯PVCU聚乙烯PE聚丙烯PPL彈性模量E。啊單位MPA30008001250近年，聚烯烴的雙壁波紋管發(fā)展比較快，分析其原因在1聚氯乙烯材料的流動(dòng)性和熱穩(wěn)定性比較差，生產(chǎn)大直徑結(jié)構(gòu)壁管有困難。目前國(guó)外市場(chǎng)聚氯乙烯雙壁波紋管一般直徑在500毫米以下，查到最大直徑是1000毫米O而聚烯烴材料可以生產(chǎn)很大直徑的雙壁波紋管最大直徑1800毫米。2聚烯烴材料容易成型高波紋，雖然彈性模量E比較小，通過(guò)高波紋的設(shè)計(jì)可以彌補(bǔ)。同時(shí)聚烯烴材料的比重要比聚氯乙烯輕很多。所以在正確設(shè)計(jì)下達(dá)到同等環(huán)剛度下每米管材的重量可以接近或更低。見(jiàn)下表3聚烯烴材料的柔韌性較好，抗沖擊，可以在低溫環(huán)境下施工。4聚烯烴管材可以熔接。在某些地區(qū)，承插連接的密封可能因?yàn)椴菽靖档纳烊硕黄茐摹?聚烯烴雙壁波紋管可以用兩臺(tái)擠出機(jī)分別擠出內(nèi)外層。內(nèi)外層可以用不同材料例如內(nèi)層用原新材料保證密封性，外層用回收材料降低成本。我們分析，在500毫米直徑以下范圍可能采用聚氯乙烯雙壁波紋管比較經(jīng)濟(jì)；在更大直徑范圍比較適合采用聚烯烴的雙壁波紋管。同樣環(huán)剛度SN8下比較聚乙烯雙壁波紋管、聚丙稀雙壁波紋管、聚氯乙烯雙壁波紋管和聚氯乙烯環(huán)狀肋管加筋管的用料根據(jù)CORMA最新設(shè)計(jì)資料單位公斤米ID內(nèi)徑毫米30040050060080010001200聚乙烯雙壁波紋管569516O22636O560890聚丙稀雙壁波紋管5392145200325490760聚氯乙烯雙壁波紋管6911920O30040565695O聚氯乙烯環(huán)狀肋管7312522O330457在聚烯烴雙壁波紋管中聚乙烯雙壁波紋管的柔韌性最好，而聚丙烯的雙壁波紋管剛性較高，可以根據(jù)需要選擇。從國(guó)外的資料看美國(guó)大量應(yīng)用聚乙烯雙壁波紋管。做了大量的試驗(yàn)和研究，有比較成熟的使用經(jīng)驗(yàn)和比較完備的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范例如美國(guó)聚乙烯雙壁波紋管協(xié)會(huì)CPPA發(fā)表了很多聚乙烯雙壁波紋管設(shè)計(jì)和施工的推薦規(guī)范，介紹了不少應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)研究的成果。歐洲近年有些國(guó)家在聚丙烯用抗沖擊性能較好的嵌段共聚聚丙烯PPB雙壁波紋管的應(yīng)用上發(fā)展較快。一些著名的塑料管生產(chǎn)跨國(guó)塑料埋地排水管的技術(shù)和應(yīng)用概況4L公司，如PIPELIFE、UPONOR、WAVIN都相繼開發(fā)了此種產(chǎn)品。美國(guó)、澳大利亞也在開發(fā)聚丙烯的埋地排水管。這是一個(gè)值得我們注意的動(dòng)向。北歐化工BOREALIS還專門開發(fā)了無(wú)壓排水管用的高剛度高彈性模量E聚丙烯_T進(jìn)PP。普通的PPB的彈性模量EMODULUS是13GPA，而北歐化工的高剛度聚丙烯的彈性模量是16GPA，BA212E和18GPA,BC50XMOD。據(jù)介紹這種高剛度聚丙烯的加工性能無(wú)論是擠出實(shí)壁管、雙壁波紋管還是注塑管件還很好。目前我國(guó)生產(chǎn)直接擠出聚氯乙烯雙壁波紋管的企業(yè)比較多，最大直徑到內(nèi)徑500毫米。我國(guó)生產(chǎn)聚乙烯雙壁波紋管的企業(yè)還不多，最大直徑到外徑800毫米。我國(guó)目前還沒(méi)有生產(chǎn)PPB雙壁波紋管的經(jīng)驗(yàn)，原因是企業(yè)過(guò)去不了解其優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)我們的調(diào)查我國(guó)國(guó)產(chǎn)的PPB嵌段共聚聚丙烯原材料和國(guó)外應(yīng)用于結(jié)構(gòu)壁管的PPB原材料間差距不大價(jià)格和高密度聚乙烯HDPE接近，而且國(guó)內(nèi)石化企業(yè)有能力根據(jù)結(jié)構(gòu)壁管的要求開發(fā)專用料最近我們協(xié)會(huì)正和和燕化樹脂所等合作準(zhǔn)備幫助有關(guān)企業(yè)組織試生產(chǎn)。所以，我們認(rèn)為在我國(guó)發(fā)展聚丙烯雙壁波紋管前景廣闊。以前，生產(chǎn)大直徑雙壁波紋管的生產(chǎn)線全部是引進(jìn)的，因?yàn)橥顿Y很大阻礙了雙壁波紋管的發(fā)展。近來(lái)國(guó)內(nèi)一些機(jī)械企業(yè)在努力開發(fā)大直徑雙壁波紋管生產(chǎn)線，并有可喜的進(jìn)展。但是，估計(jì)生產(chǎn)大直徑雙壁波紋管內(nèi)徑5001200毫米的生產(chǎn)線還難以完全國(guó)產(chǎn)化。國(guó)外幾家著名的雙壁波紋管生產(chǎn)線制造企業(yè)如加拿大的CORMA公司，德國(guó)的DROSSBACH公司、FRANKISCHE公司、UNICOR公司、HEGLER公司已經(jīng)進(jìn)行了多年的研究，積累了非常豐富的經(jīng)驗(yàn)，并擁有很多發(fā)明專利，國(guó)內(nèi)機(jī)械企業(yè)要趕上還需要一段相當(dāng)長(zhǎng)的過(guò)程。23提高環(huán)剛度的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)斷面的設(shè)計(jì)和材料品種牌號(hào)的選擇在確定了成型方法大類和材料大類以后，怎樣能夠用最少的材料達(dá)到要求的環(huán)剛度是個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。環(huán)剛度的物理定義是EID3?？梢?jiàn)提高彈性模量E和結(jié)構(gòu)斷面的慣性矩I是提高環(huán)剛度的基礎(chǔ)。彈性模量取決于材料品種牌號(hào)的選擇；慣性矩取決于結(jié)構(gòu)斷面的設(shè)計(jì)。眾所周知，市場(chǎng)上聚氯乙烯、聚乙烯和聚丙烯三大類塑料都有許多不同的品種牌號(hào)。這些不同的品種牌號(hào)是為不同的用途設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的，在性能上有不小的差別。塑料埋地排水管有其特殊的性能要求，所以要選擇適合的或者是專門為塑料埋地排水管設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的品種牌號(hào)。國(guó)內(nèi)一些剛起步的企業(yè)常常不太了解，走了彎路。例如有的企業(yè)認(rèn)為高密度聚乙烯品種中PE80、PEL00等級(jí)料性能最好，所以生產(chǎn)聚乙烯結(jié)構(gòu)壁管也要選用PE80或PEL00等級(jí)料。實(shí)際上PE80和PEL00等級(jí)料是根據(jù)材料在長(zhǎng)期受內(nèi)壓下抗拉伸蠕變性能分級(jí)的，專門為輸水輸氣的壓力管設(shè)計(jì)的。塑料埋地排水管的受力情況和性能要求是和壓力管不同的，達(dá)到PE80或PEL00等級(jí)的高密度聚乙烯并不一定適用于埋地排水管。塑料埋地排水管對(duì)于材料性能的要求有多方面詳細(xì)要求請(qǐng)看有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和資料，其中很重要的指標(biāo)是彎曲彈性模量E，高密度聚乙烯的不同品種牌號(hào)間彎曲彈性模量有不小的差異，在保證其他性能下要盡量選擇高彈性模量的品種牌號(hào)。無(wú)論是直接擠出成型的結(jié)構(gòu)壁管還是纏繞熔接成型的結(jié)構(gòu)壁管都有許多不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，目標(biāo)都是在盡量少用材料下提高慣性矩同時(shí)要保證其他方面的要求。例如雙壁波紋管的結(jié)構(gòu)斷面設(shè)計(jì)中適當(dāng)增大波紋的高度可以明顯地提高慣性矩。國(guó)內(nèi)外制造埋地排水管生產(chǎn)線的企業(yè)都在研究這個(gè)問(wèn)題，近年也有不少新進(jìn)展。建議要注意比較分析各種不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一般講，比較同樣直徑同樣環(huán)剛度下每米的重量是判斷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否先進(jìn)的一個(gè)重要指標(biāo)。422002年塑料高新科技成果交流會(huì)論文集3塑料埋地排水管的連接和鋪設(shè)技術(shù)塑料埋地排水管的連接和鋪設(shè)是非常重要的。塑料埋地排水管和傳統(tǒng)的混凝土管競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)就在連接和鋪設(shè)的方便與可靠上。換句話說(shuō)，如果塑料埋地排水管的連接和鋪設(shè)不方便不可靠，價(jià)格又比混凝土管高，就不可能被市場(chǎng)接受。塑料埋地排水管的連接方法有很多種，各有其優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)和適用范圍。連接的關(guān)鍵是保證密封。應(yīng)該注意根據(jù)用途埋地排水管對(duì)于密封性能的要求實(shí)際上是有差別的。輸送污水的排污水管，對(duì)于連接密封性能的要求最嚴(yán)格；而輸送雨水的排雨水管，對(duì)于連接密封性能的要求就相對(duì)較低多孔集水管對(duì)于連接的密封性能要求更低。所以，在分析和選擇連接方法時(shí)要注意要求的不同，有些適合應(yīng)用在排雨水管的連接方法不一定可以應(yīng)用在排污水管。31雙壁波紋管和環(huán)狀肋管的連接雙壁波紋管和環(huán)狀肋管的連接中應(yīng)用最廣泛的是彈性密封圈的承插連接。承插連接施工非常方便，最受用戶歡迎現(xiàn)代較大直徑的埋地排水用鋼筋混凝土管也都用彈性密封圈的承插連接。有的企業(yè)在管材的一端做好承口，另一端就是插口；也有的企業(yè)不在管材上做承口，采用單獨(dú)的連接套兩端是承口的管件來(lái)實(shí)現(xiàn)承插連接。為保證承插連接的密封可靠性，對(duì)于承口的剛度有一定要求。聚氯乙烯雙壁波紋管和環(huán)狀肋管一般采用熱成型方法先成型好結(jié)構(gòu)壁管再加熱后擴(kuò)口在管材上做承口也有在波紋成型機(jī)上做出承口的。承口剛度好外壁是成型壁。因?yàn)榫垡蚁┖途郾╇p壁波紋管和環(huán)狀肋管采用熱成型方法做承口有困難不是不可能，國(guó)外有的公司開發(fā)了聚丙烯環(huán)狀肋管用熱成型方法做承口的技術(shù)，所以是在波紋成型機(jī)上做出承口所謂承口的在線成型。過(guò)去一般采用的方法是用波紋成型機(jī)上一對(duì)特殊的成型模具塊在管材上做出一個(gè)特殊的大而長(zhǎng)的波紋來(lái)隔一定距離，如6米，然后把這個(gè)大波紋的內(nèi)壁切去形成承口。這種方法近年受到批評(píng)，因?yàn)樽龀龅某锌谔。瑒偠鹊鸵鬃冃?，難以保證密封的可靠性。所以在新歐洲標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)于承口的最小厚度做出了規(guī)定后要求較高，這種單層壁承口就不能滿足要求了。為此各國(guó)雙壁波紋管生產(chǎn)線制造企業(yè)開發(fā)了不同技術(shù)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。加拿大CORMA公司和德國(guó)HEGLER公司開發(fā)的技術(shù)是用波紋成型機(jī)上一對(duì)特殊的成型模具塊結(jié)合氣壓的控制和擠出速度的控制，在管材上做出一個(gè)內(nèi)外雙壁向外貼合的特殊的波紋來(lái)。切斷后就成一個(gè)壁厚達(dá)到要求的雙層壁承口。德國(guó)的DROSSBACH公司開發(fā)的技術(shù)是先制造出單層壁承口然后在單層壁承口的外壁用纏繞熔接方法加厚。建議計(jì)劃發(fā)展雙壁波紋管的企業(yè)要注意這個(gè)問(wèn)題。按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于承插連接的密封性能要進(jìn)行檢測(cè)我國(guó)過(guò)去一直沒(méi)有做，最近部分企業(yè)在準(zhǔn)備開展此項(xiàng)檢測(cè)。根據(jù)專門的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)EN1277要試驗(yàn)承插連接處在管道發(fā)生不同變形量和發(fā)生轉(zhuǎn)角時(shí)密封的可靠性。聚乙烯和聚丙烯的雙壁波紋管還可以熱熔焊接，采用實(shí)壁管熱熔焊接的通用對(duì)接熔焊機(jī)就可以。在某些需要保證不泄漏的場(chǎng)合采用熱熔焊接比較可靠某些地區(qū)植物的根系可能扎入彈性密封圈的承插連接造成泄漏。我國(guó)在聚乙烯雙壁波紋管的連接中開發(fā)了一種機(jī)械壓緊方式的連接在沒(méi)有承口的兩根需要連接的雙壁波紋管上套上一個(gè)專制的橡膠密封套，然后在外面加上半分的卡箍用螺釘夾緊哈夫外固管件連塑料埋地排水管的技術(shù)和應(yīng)用概況43接。雖然沒(méi)有經(jīng)過(guò)正規(guī)的試驗(yàn)鑒定，實(shí)際應(yīng)用的反映可以保證密封，所以已經(jīng)被不少用戶接受。半分的卡箍哈夫件有采用鑄鐵的有采用鋼板涂塑的，需要注意金屬件的防腐問(wèn)題。根據(jù)我們的調(diào)查在歐洲和美國(guó)沒(méi)有查到雙壁波紋管應(yīng)用機(jī)械壓緊方式連接的報(bào)道，但是在日本聚乙烯波紋管協(xié)會(huì)的高密度聚乙烯波紋管技術(shù)手冊(cè)中介紹有多家企業(yè)采用機(jī)械壓緊方式的連接。一般是在沒(méi)有承口的兩根需要連接的雙壁波紋管上包覆一條專制的有彈性的密封帶，再在外面加上半分的卡箍用螺釘夾緊。為了防腐，有的卡箍采用增強(qiáng)塑料。因?yàn)樵趯?shí)際應(yīng)用中某些場(chǎng)合采用機(jī)械壓緊連接比較方便如在修理中對(duì)于埋地排水管的機(jī)械壓緊連接應(yīng)該進(jìn)一步研究。32纏繞熔接管的連接纏繞熔接管較少用承插連接，但不是不可能。芬蘭KWH制造的纏繞熔接管是內(nèi)外平壁的，開發(fā)的承插連接方法是在纏繞熔接管的一端焊接上一段專門制造的承口段，彈性密封圈固定在承口段的凹槽中。日本KANAFLEX纏繞熔接管的外壁是有螺旋狀凸肋的在較小直徑范圍也采用承插連接。方法是采用一個(gè)形狀特殊的彈性密封圈，這個(gè)密封圈的內(nèi)面是有螺旋凹槽的剛好和管外壁的螺旋狀凸肋相配，兩段需要連接的纏繞熔接管都套上這種特殊的彈性密封圈，再用一個(gè)單獨(dú)的連接套兩端是承口的管件來(lái)實(shí)現(xiàn)承插連接。我國(guó)引進(jìn)德國(guó)技術(shù)的纏繞熔接管的連接方法是電熔連接。在制造過(guò)程中在管材的一端專門制作一段內(nèi)埋電熱絲的承口，到鋪設(shè)現(xiàn)場(chǎng)承插后用專門的設(shè)備通電熔焊。這種連接優(yōu)點(diǎn)是在密封性上很可靠，但是制造成本較高，施工需要電源和專門的設(shè)備。我國(guó)引進(jìn)韓國(guó)技術(shù)的纏繞熔接管的連接方法有多種熱收縮帶連接、電熔帶連接和機(jī)械壓緊連接。從實(shí)際使用的反映看。電熔帶連接的方法比較可靠和方便一般在地面上把管材連接好后再放入管溝，但是成本比較高。而熱收縮帶連接的方法可靠性較差而且施工不方便，因?yàn)檫B接處的強(qiáng)度較低，如果在地面上把管材連接好后再放入管溝，連接處容易損壞。用熱收縮帶連接一般要在管材鋪人管溝后在管溝內(nèi)進(jìn)行，因?yàn)樾枰僮髡哌M(jìn)入管溝，并完成對(duì)于管材底下部分熱收縮帶的適當(dāng)加熱，顯然不方便尤其在地下水位較高的地區(qū)，所以有些用戶不愿意采用。33塑料埋地排水管的鋪設(shè)技術(shù)埋地排水管要承受的是外壓的負(fù)載包括土重的靜負(fù)載和地上交通帶來(lái)的動(dòng)負(fù)載等。因?yàn)樗芰瞎軐儆谌嵝怨?，外壓?fù)載是由管材和周圍土壤共同承受的管一土共同作用，鋪設(shè)的條件和質(zhì)量對(duì)于其是否能夠安全工作起到?jīng)Q定性的作用。各國(guó)應(yīng)用塑料埋地排水管的實(shí)踐證明，成敗常常取決鋪設(shè)。近年在歐洲塑料管材管件協(xié)會(huì)TEPPFA組織下對(duì)于埋地塑料管的負(fù)載機(jī)理和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)及研究。最近發(fā)表的報(bào)告研究成果已經(jīng)反映在新的歐洲標(biāo)準(zhǔn)PREY134763中明確指出對(duì)于埋地柔性管，鋪設(shè)是最重要的。比較起來(lái)，負(fù)載大小、環(huán)剛度高低和設(shè)計(jì)的方法都不及控制好鋪設(shè)重要。換句話說(shuō)，如果鋪設(shè)搞得好。承受的負(fù)載可以很大，環(huán)剛度不必很高，設(shè)計(jì)的方法可以簡(jiǎn)化。我們分析，塑料埋地排水管尤其是較大直徑的在我國(guó)發(fā)展是否順利也將很大程度是取決于鋪設(shè)技術(shù)的研究和掌握。國(guó)內(nèi)使用埋地排水管的初步經(jīng)驗(yàn)也證實(shí)鋪設(shè)的好壞十分關(guān)鍵。在上海等地已經(jīng)出現(xiàn)過(guò)大直徑塑料埋地排水管鋪設(shè)后因壓塌造成很大損失的事故。工程界的不少專家擔(dān)心我國(guó)推廣埋地大直徑塑料管的最大的阻