認(rèn)識聚丙烯（PP）雙壁波紋管

認(rèn)識聚丙烯（PP）雙壁波紋管 快速的城市化和工業(yè)化進展，增加了污水對環(huán)境的威脅；固體廢物污染、垃圾掩埋、工業(yè)廢水、下水道泄露都可能污染地下水，相關(guān)的清理工作需要付出很長的時間和昂貴的費用。傳統(tǒng)使用的地下排水管主要有混凝土、陶土和塑料（PE、PVC）等管道，但傳統(tǒng)的硬質(zhì)管道存在易碎的問題，在裝卸、地質(zhì)運動和腐蝕后易破損而失效，致更多的資源的耗費；PVC、PE塑料管道由于材料特性，在口徑和環(huán)剛度上又存在很大局限性。如何解決和完善地下排水系統(tǒng)面臨的問題，聚丙烯排水管道給出了全新的解決方案。 本文主要是圍繞聚丙烯（PP）雙壁波紋管的市場發(fā)展與應(yīng)用及生產(chǎn)情況進行介紹，并結(jié)合國內(nèi)廠家的試驗數(shù)據(jù)與聚乙烯（PE）雙壁波紋管進行對比。 一、聚丙烯（PP）雙壁波紋管產(chǎn)品簡介 1.1?產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及常見規(guī)格 PP雙壁波紋管結(jié)構(gòu)與常見PE雙壁波紋管一致，是以改性聚丙烯為原料，分別由內(nèi)、外擠出機共同擠出，一次成型，內(nèi)壁平滑，外壁呈正弦波紋狀，內(nèi)外壁為中空且緊密熔接的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的管材。 產(chǎn)品規(guī)格：國外口徑更大可達到DN1800mm，目前國內(nèi)生產(chǎn)更大可達DN1200mm，但基本都在DN200mm-800mm之間。 產(chǎn)品系列：有數(shù)據(jù)顯示PP雙壁波紋管環(huán)剛度可達SN14，國內(nèi)有SN4、SN8、SN10、SN12.5四個系列。 1.2?產(chǎn)品發(fā)展歷程 在歐洲，PP管道用于排水排污已超過25年，并取得良好應(yīng)用實踐效果。美國、澳大利亞也相繼開發(fā)了PP雙壁波紋管；在國內(nèi)PP雙壁波紋管的加工、應(yīng)用在近幾年才剛剛起步，2010年4月27日，由中國塑料加工工業(yè)協(xié)會塑料管道專業(yè)委員會、中國城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會排水專業(yè)委員會共同主辦的“埋地排水排污用聚丙烯(PP)管道研討會”在北京舉行。更多的設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)及管道生產(chǎn)企業(yè)開始關(guān)注，推動了PP雙壁波紋管在國內(nèi)的發(fā)展。 1.3產(chǎn)品材質(zhì)選擇 目前在國內(nèi)PP埋地排水排污管道專用料的供應(yīng)商有：利安德巴塞爾工業(yè)公司（巴塞爾Hostalen PP H2483用于外層結(jié)構(gòu)壁；Hostalen PP H2464用于內(nèi)層實壁）、博祿香港有限公司（PP-B HM）和揚子石化（J340）。 博祿公司合成的的PP-B HM原料是以均居聚丙烯（PP-H）為基體，少量聚乙烯為共聚單體制成的高模量聚丙烯產(chǎn)品，乙烯鏈端引入到PP基體當(dāng)中形成橡膠相，從而使該材料不僅可以獲得更高的模量，而且能夠保持優(yōu)異的抗沖性能。PP-B HM可以生產(chǎn)更大口徑的管道，并且可以減少壁厚，長期的耐用性能更優(yōu)異。 1.4產(chǎn)品應(yīng)用情況 1）市政工程：用作排水、排污管。 2）建筑工程：用作建筑物雨水管、地下排水管、排污管，通風(fēng)管等。 3）鐵路、公路通訊：用作通訊電纜、光纜的保護管。 4）工業(yè)：廣泛用于化工、醫(yī)院、環(huán)保等行業(yè)的排污水管。 5）農(nóng)業(yè)、園地工程：用于農(nóng)田、果茶園、以及林帶排灌。 6）道路工程：用作鐵路、高速公路的滲、排水管。 7）礦場：用作礦井通風(fēng)、送風(fēng)、排水管。 8）開孔的雙壁波紋管：可作鹽堿地高速公路的滲水管。 9）高爾夫球場，足球場工程：用作高爾夫球場、足球場的滲水排水管。 1.5?產(chǎn)品應(yīng)用優(yōu)點 傳統(tǒng)的硬質(zhì)管道存在易碎的問題；PVC-U雙壁波紋管，低溫脆性差，由于材料流動性差，大口徑加工困難；PE雙壁波紋管，剛度低、易變形，回填工程量大，容易造成道路塌陷；聚丙烯（PP）雙壁波紋管具有高環(huán)剛性、重量輕、柔韌性好等特點，同時該產(chǎn)品還具有優(yōu)良的耐腐蝕性、耐化學(xué)性、抗開裂性、延展性、使用壽命長、易于安裝等優(yōu)點。 1.6?產(chǎn)品裝配方式——承插膠圈連接 1.7?產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及性能指標(biāo) 聚丙烯（PP）管道在歐洲用于排水排污系統(tǒng)時間較早，有著規(guī)范化的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；在澳大利亞、新西蘭已經(jīng)有了實壁和結(jié)構(gòu)壁管道相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；在美國關(guān)于埋地排水排污用聚丙烯（PP）管道的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)2010年開始實施；?相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)有：歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 13476-1:2007、EN 13476-2:2007、EN 13476-3:2007和BS EN 1852-1:2009；美國標(biāo)準(zhǔn)ASTM F2376-10、ASTM F2881-11。 國內(nèi)目前尚無PP排污波紋管的相應(yīng)技術(shù)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，巴塞爾公司稱2012標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會已經(jīng)同意起草PP排污波紋管標(biāo)準(zhǔn)，但至今沒有正式批文，因此標(biāo)準(zhǔn)立項工作一直沒有啟動。 目前國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)借鑒PE雙壁波紋管標(biāo)準(zhǔn)《埋地用聚乙烯（PE）結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng)部分：聚乙烯雙壁波紋管材》（GBT19472.1）作為生產(chǎn)依據(jù)，廣東XX在企業(yè)網(wǎng)站公布的PP雙壁波紋管指標(biāo)情況如下 1.8?產(chǎn)品應(yīng)用案例??海南東方市應(yīng)用 海南省東方市地理條件比較惡劣，經(jīng)常發(fā)生土壤沉降等情況，管道需要埋設(shè)比較深，同時需要管道具有足夠的剛性和韌性來抵抗土壤施加的力，環(huán)剛度SN8的HDPE雙壁波紋管無法達到要求。上海XX管道采用PE波紋管成型機生產(chǎn)PP-B HM波紋管，環(huán)剛度達到了SN12的要求（實際結(jié)果達到SN14），并且管道重量下降了11%，可以很好的抵御埋地深或者沉降引起的變形，而且重量輕，便于安裝。 國外應(yīng)用案例相對較多，芬蘭赫爾辛基東部污水輸送項目、德國機場跑道改造項目、德國工業(yè)廢水輸送項目中應(yīng)用。 1.9產(chǎn)品生產(chǎn)、應(yīng)用中存在問題 1.?目前國內(nèi)還沒有PP波紋管相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，沒有太多的廠家愿意投資進行設(shè)備改造以專用于PP波紋管的生產(chǎn)； 2.?一定口徑的PP波紋管在PE波紋管生產(chǎn)設(shè)備上可以正常生產(chǎn)，但如果需要大口徑管道，并節(jié)省更多的材料，還是需要專用PP波紋管成型機生產(chǎn)； 3.?目前采用PE波紋管設(shè)備生產(chǎn)大口徑PP波紋管（800mm以上）加工比較困難，主要是PP-HM模量高，生產(chǎn)過程中熔體壓強低于PE熔體壓強，如果熔體均質(zhì)性沒有達到，加工過程中會出現(xiàn)熔體破裂現(xiàn)象。 4.市場前景不清晰：PP雙壁波紋管還處在發(fā)展期，市場接納情況還不是很清晰； 二、行業(yè)背景情況 2.1?國外應(yīng)用情況 在歐洲，PP管道用于排水排污已超過25年，并取得良好應(yīng)用實踐效果。美國、澳大利亞也相繼開發(fā)了PP雙壁波紋管。 2.2?國內(nèi)應(yīng)用情況 北歐化工公司專門開發(fā)了多種牌號的無壓排水管用的高剛度PP材料，模量在1300MPa-1900MPa不等。國內(nèi)的石化企業(yè)及生產(chǎn)設(shè)備廠家也相繼開發(fā)了高剛度PP材料和生產(chǎn)加工生產(chǎn)線：揚子石化公司開發(fā)成功大口徑聚丙烯PP波紋管專用料，并試驗取得成功；濰坊中云科研有限公司開發(fā)新式水冷PP雙壁波紋管生產(chǎn)線，與普通冷卻方式的機型相比，產(chǎn)量提高可達3倍之多，耗電量降低達50%以上；大連三壘在2004年開始研究聚丙烯（PP）雙壁波紋管的制造技術(shù)，2005年條生產(chǎn)線出口至歐洲，目前已有幾十條PP雙壁波紋管生產(chǎn)線相繼出口到世界各地。 2012年中國塑料加工工業(yè)協(xié)會塑料管道專業(yè)委員會年會上顧地科技股份有限公司發(fā)表《聚丙烯雙壁波紋管發(fā)展?fàn)顩r及應(yīng)用優(yōu)勢》一文里對聚丙烯雙壁波紋管在國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r及工業(yè)化優(yōu)勢進行了分析；2012年第14屆全國塑料管道生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)推廣交流會上海公元公司和博祿公司發(fā)表《新型PP-B HM材料在中國應(yīng)用于生產(chǎn)雙壁波紋管》文章對PP-B HM材料進行介紹，并對PP波紋管與HDPE波紋管生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品性能進行比較。 2.3?替代產(chǎn)品對比分析 2.3.1 PP波紋管與HDPE波紋管結(jié)構(gòu)比較 環(huán)剛度是塑料埋地排水管道抵抗外負(fù)載能力的重要參數(shù)，根據(jù)環(huán)剛度定義公式： 同一口徑管材需要達到同樣的環(huán)剛度，如果材料具備更高的模量，那么慣性矩的值可以更小，則波形的設(shè)計可以更小更薄、更矮，也就節(jié)省了材料；同樣，采用同樣的波形設(shè)計，材料具有更高的彈性模量，環(huán)剛度也就有了較大提高；而需要達到同樣的環(huán)剛度，材料具有更高的彈性模量，管材口徑可以做得更大。 2.3.2?聚丙烯（PP）雙壁波紋管與聚乙烯（PE）雙壁波紋管對比情況 采用PE的波形設(shè)計，由于材料不一樣，生產(chǎn)工藝上也相應(yīng)有所區(qū)別。據(jù)了解，上海公元公司通過工藝調(diào)節(jié)在PE雙壁波紋管成型機上生產(chǎn)PP-B HM雙壁波紋管，并比較了HDPE和PP-B HM雙壁波紋管的性能。 表中可以看到HDPE彈性模量1100MPa，PP-B HM彈性模量1700MPa；HDPE管材密度為0.95g/cm3，PP-B HM管材的密度僅為0.90g/cm3；加工溫度稍高，生產(chǎn)速度相對HDPE波紋管要快。 A組，具有相同的環(huán)剛度比較米重的不同：對300mm管道，在相同環(huán)剛度SN8下，PP-HM可以節(jié)省10%的材料；對800mm管道，PP-HM可以節(jié)省21%的材料，而且環(huán)剛度到SN10。 B組，在相同秘重條件下，進行不同環(huán)剛度的比較，對300mm管道，PP-HM環(huán)剛度增加25%，800mm管道增加了75%。 2.3.2?不同材料波紋管重量比較 根據(jù)CORMA最新設(shè)計資料，聚烯烴材料容易成型較高波紋可以彌補彈性模量較小的情況，但聚烯烴材料重量比PVC輕很多，在合理設(shè)計波紋情況下達到同等環(huán)剛度，聚烯烴材料米重節(jié)約較多，PP波紋管最節(jié)省材料?？趶皆酱?，PP雙壁波紋管節(jié)省材料也就越多。 聚丙烯（PP）雙壁波紋管與PE及PVC-U波紋管相比，具有環(huán)剛度高、重量輕、磨擦系數(shù)小、耐化學(xué)腐蝕、耐沖擊等諸多優(yōu)點，可完全替代現(xiàn)有的市政管道，實現(xiàn)其在市政排水排污工程上的獨特優(yōu)勢；但是聚丙烯（PP）雙壁波紋管在國內(nèi)還處在發(fā)展期，生產(chǎn)設(shè)備、工藝技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)尚在規(guī)范，且聚烯烴波紋管市場較為混亂，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，在一定程度上影響PP雙壁波紋管的市場占有量。