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新疆圣德塑料管材有限公司

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聚乙烯管道是给水管网的最佳选择

发布日期:2018-03-29 00:05:00

建设部科技发展中心在今年组织的大口径塑料管生产与应用技术研讨会上,分析市政工程用塑料管发展前景时指出:“十五”期间市政工程塑料管发展应以聚乙烯(PE)管为重点“,“PE”管在我国应用起步较晚,发展空间较大。    

由于PE管的优势和国家推广化学建材的导向,给我国PE管行业带来了空前的发展机会。据不完全统计,仅2001年,我国PE客材厂增加40家以上,估计2002年至少再增加50家以上,从起少水平上看,PE管已大大超过铝塑复合管、PP-R管等产品的起步水平,其特点是大量采用进口设备,投资规模大,重视产品开发和新技术的采用,骨干企业已开始形成,并有2001年5月正式颁布实旗的GB13663—2000《给水用聚烯管材》标准可使用,按此标准可生产供应给水管网所需的PE管,可满足城市给水管网高速发展的要求。    

如果我国供水管网优先选择PE管,将使我国供水行业实现跨越式发展,使我国供水管网接近国际先进水平。    

下仅从供水企业的根本任务一一向用户提供清洁的饮用水,连续供应有压务的水,节约大类赖以生存的“宝贵”水资源的角度,说明PE管能够持续发展的优势,与PVC管等管材的卫生性和综合性能、使用寿命、安全性经济等方面的比较来说明PE管将是我国供水管网的最佳选择。

一、聚乙烯管与PVC等管材卫生性比较    

PE是由乙烯合成的高分子材料,其分子式为(CH2-CH2)n,是一种生态环保的碳氢化合物,无毒、无味,可以保证达到1998年10年1日国家技监局与卫生部联合发布的“生活饮用水输配水设备及防护材料的安全评准”(GB/T17219—1998)和1999年9月28日建设部颁布的《饮用净水水质标准》(CJ94-99),这两个标准是我们管网设计选材和管网运行过程要遵循的主要法规。    

PVC管材本身无毒,如果严格控制生产,也是可以用供水管网的。但是于控制不严的情况下,可能出现问题。如:配方中误用了有毒的助剂、PVC树脂氯乙烯单体超标,单体氯乙烯和一些小分子在应用时转移到水中成为水中细菌的营养剂,使残留细菌加速繁殖,造成水质污染。另外如果PVC管采用TS(胶接)接口,所用的粘接剂很难保证无毒,同时粘剂内可能会含有有利于微生物生的物质,对饮用水的味道及水质都会一定影响。    成都水质监测站曾对不同厂家的PVC-U管材和管件进行卫生安全性抽验,其浸泡液中有四次铅含量严重超标,有一次出现氯仿、四氯化碳超标。监测站技术人员指出,铅是一咱严重的蓄积性毒积性毒积性剂,是一种致癌物质,无论是由于短期还是长期摄入人体的铅都会严重损害健康。氯仿、四氯化在碳也均为有高致癌风险的有机毒物。由于生产成本等因素,有不少厂家采用低价的三盐基必硫酸负或二盐基性亚磷酸铅作为产品的热稳定剂,因此产品中含铅。产品经高氯水的浸泡,水中自然会出现大量的铅。而氯仿和四氯化碳超标则是由于客件与管材粘接时所使用的粘合溶剂引起的。    

玻璃钢管的内防渗层树脂明确要求:无毒、防渗、耐磨、厚度宜2mm。这样,防渗层应采用价格较高的间苯性不饱和聚脂树脂,但有的厂家却采用价格较低原邻苯性饱和聚脂树脂,厚度又相当薄,倘若此层出现裂纹,玻璃纤维容易浸入水中,水质受到污染。离心工艺来源于奥地利,缠绕工艺制管来源于意大利。可是维也纳、罗马以及经济发达国家的大都市的供水管网中,没有或很少采用玻璃钢管材,而这些国家的厂商却不断缶发展中国家倾销此类设备,被大量用于城市供水管网中,应该警惕。    

水泥压管、内衬水泥沙浆的球墨铸铁管及钢管,一卫生状况上应注意两个问题:一是水泥成品中往往渗入矿渣,这种水泥有无放射性指标超标的问题留心。二是上述管材内表面不应存在浮浆,就是在管道清洗后,粉尘也往往使输水过程中悬浮物增多。    

钢管内壁涂环氧树脂的问题也应小心,在采用环氧树脂内喷工艺中,选择涂料厂家应有卫生部颁发卫生许可证,并要多次抽样栓验是否符合饮水卫生,在施工过程中有严格的工艺规程及质量保证体系。    

根据医学界统计,发生疾病的根源有80%来源于饮水,而我国大约有70%的人口饮水达不到卫生标准。这个堪忧的局面,使我闪必须把关系人民健康的饮水卫生提到首位来。    

其次是回收问题,PVC和PE均是热塑性塑料,理论上都可以回收利用。各国的实践证明,由塑料制品能回收再生的比例有限,其主要的最终处理方式是焚烧。PVC因为含氯,在焚烧时会产生非常有害的物质如二恶英等;而PE仅含炭、氢两种元素,焚烧时产生二氧化碳和水,无有害物质产生。所以,国际上PVC的应用受到一些环境保护组织日益加重的压力,处于同一地球上的我国也不能无动于衷。

二、PE管产品成熟,材质优良、寿命长、价格低    

PE管产品技术已十分成熟,已经形成严谨而科学的管理设计理念。对PE管的长期使用性能的评价已经形成了系统的标准评价方法和体系。PE管材在生产设备、原材料、工艺等方面技术成熟,无论从原材料到工程施工,从新产品要求到质量控制方法,PE管道均具有完备的ISO标准(大部分已经或正在转化为GB),这一点是其它管材所不及的。而且近年来,用于管材的PE材料一直在不断地发展。国际上已经开发出PE125,这将进一步提高管材许用应力,降低成本。    

随着PE材料的换代,PE管的许用应力提高了很多,PE管和PVC管在壁厚上的差距也减少了。根据GB13661-2000标准,用PE100生产给水管,在压力等级是1MPa时,直径200毫米的PE100管的规定厚度是11.9毫米,和PVC管的厚度比是1.37比1,质量比约是0.93比1.即是说在同样的压力和同样直径下,用PE100管已经比PVC管质量少。价格低廉,使用寿命长,提高了PE管的市场竞争力。PE管的安全使期为50年以上,这一点不仅已为国际标准和新国际所,而且已被先进国家的证明。

三、PE管的基本物性和综合性能评价与PVC和其它管材的比较  1.PE管较PVC管,钢客的基本物性好。几种不同管材基本物性比较见表1。

项目

单位

PE管

PVC管

钢管(SGP)

抗张强度

Kg/cm2

200

500

3000

伸长率

%

650

100

30

泊松比


0.4-0.44

0.38

0.33

密度

g/m2

0.935

1.43

7.88

热传导率

Kcal/mhr.℃

0.29

0.33

43-52

从上表对比数值上看,虽然PVC管材强度高,但由于它的脆性大,易导致破坏源的扩展,国内外都发生过PVC管快速开裂事件,而优质的PE管有良好的抗开裂性能。从使用安全出发,燃气管道基本是使用高性能PE管,大口径供水管网也应该逐步把防止快速应呼钆裂事件提议事日程来。
    由于PVC管皂手工艺刚性大,因而办能制成直管而恐怕能造成盘状,致使连接用管件数量增多。成本高,工作量大,渗漏皂手工艺可能性增加,而其使用皂手工艺溶剂连接和承插密封圈连接可靠性较差。而PE管直径小160mm时,可以做成卷管。对大口径PE管鸭縜仨挲采用热熔焊接,只需将连接界面加热到热熔焊接温度就可以实现可靠皂手工艺连接。技术成熟、连接可靠性高、成本低,可以形成整体的柔性管网。这是PE管的最大优势。
    由表1可知,PE管的伸长率为钢管的20多倍,是PVC的六倍半,所以虽然PE管强度较低,但其断裂伸长率却非常高,延伸性很强。这就意味着当地面下沉或发性地震时地壳有变动的情况下,PE管能够产生抗性变形而不断裂。这一点远优于钢管,也希于有明显脆性的PVC管。这一性能已被国内外的证明(日本阪神大地震未造成管断裂;森普PE管在支南保山地震中未破坏都是证明)。

2、国外对PE、PVC、ABS几种常用管材综合对比评价,在1998年发表了一个对比表,见表2。

表2 国外对PE、PVC、ABS管材的综合对比

内 容

评价值

PVC

HDPE

MDPE

ABS

耐老化值

20

13

10

10

12

长期强度

20

13

7

7

10

耐冲击性

10

3

7

7

3

耐化学性

有机

5

3

4

4

2

无机

5

5

5

5

5

耐热性

5

4

4

3

5

破坏形成

15

5

13

13

5

易卷性

5

0

5

5

0

熔接性

10

3

5

10

3

耐压性

5

5

5

3

5

总 评

100

54

65

67

50

从表2可见,HDPE和MDPE的评价值分别为65和67,均高于PVC 。

四PVC管与PE管的安装连接形式
    PVC管的连接方式有承插胶圈连接、粘合连接和法兰连接。承插胶圈连接、粘合连接需对管端进行扩口,对于管径较大管选用承插胶圈连接。如果采用粘合连接在施工时很难保证粘接前接部分的绝对清洁,一粒泥沙、一个小气泡都将是接口漏水的隐患。另外粘合还受气温和空气的影响,在室外施工有一定的难度。施工不当,管道易发生泄漏。
    PE管的连接形式有电热熔热熔对连接,皆属于本体连接,可保证接头与管材的同一性,工艺上容易达到和保证接口处密实不漏,这一点对严重缺水的现实十分重要。刚结束不久的十十一世纪水资源国际学术研讨针对宣布,中国年人均用水量为二千二百立方注,仅为世界人均用水量的百分之三十左右。联合国据此把中国列为十三个最缺水国家之一。

五、工程造价对比
    管道材料价格与施工费用基本决定了工程投资,济南自来水公司曾对国内普通铸铁管、PVC管、PE管的工程造价进行对比,对比结果如下表3。根据国内几家采用PE管材的自来水公司提供的数据,PE管的整个施工费用为主要材料用10%。与PVC管材相比,施工费用大体相当。由于PE管的柔性,可以随着地势的起伏弯曲铺设,对管沟的要求较低,PVC管柔性较差,铺设时要求管沟平直,如客路有一定的弯曲度,则需增加管件。
表3 国内普通铸铁管、PVC管、PE管的工程造价对比

管径(mm)

普通铸铁管

PVC(包括胶圈)

PE管

100

1

0.45

0.40

150

1

0.66

0.58

200

1

0.73

0.65

300

1

0.94

0.98

400

1

0.93

0.96

500

1

1.036

1.115

600

1

1.237

1.329

PE管的柔性特别适用于非开挖施工技术,如用定向钻孔拖入铺设,可以在不破坏地面又不损伤已有管道的条件下铺设新管道。
    PE管可以插入早管道,修复旧管道,在城市已老化和管网改造中将大量应用,不但施工费用特别低廉,而且有利于环保。
    由于PE管具有特殊的优势,所以从八十年代开始,西欧各国PE管的销售量就开始上升。在法国,钢管和PVC管的用量逐年下降,而PE客的销售却持续上升,。以中压管道为例,钢管的铺设总长度与PE管相比,发生了明显的变化。1986年PE管的铺设总长度为钢管的7倍。在瑞士,PE管的增长幅度远大于PVC管的增长幅度,西德和英国的司长况基本类似,PVC管的销量相对稳定,而PE管用量却大大上升,到90年代,1990-1998年间,欧洲PVC管平均年增长2%,PE管平均年增长7%,1998年达到260万吨,美国1997年比1996年增长26%,达到37.4万吨,1998年又比1997年增长11.9%。PE管增长速度远高于PVC管,我国PE管的发展近两年出现了本文开头所述的高速发展的局面。
    以上所有事实都说明PE管道是供水管网的最佳选择,选用PE管道,促进PE管道系统工程体系的发展,将使我国供水管网实现跨越式发展,上一个新台阶,可迅速达到国际管网的先进水平,既有利于经济建设,又有利于提高中国人民的生活质量和健康水平。

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