雙壁波紋管是國外上世紀(jì)七十年代開發(fā)的新型管材，具有重量輕、強(qiáng)度高、施工方便、用料省等優(yōu)點(diǎn)。與同等強(qiáng)度的光壁管相比，可節(jié)省原料40%左右，廣泛應(yīng)用于通信光電纜護(hù)套、建筑排水、巿政排水、農(nóng)田低壓灌溉等領(lǐng)域。雙壁波紋管近幾年應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)大，在通訊電纜護(hù)套管領(lǐng)域，已基本取代了水泥管。與其他塑料管相比其用量也最大。在建筑排水領(lǐng)域，由于其隔音性能稍差，同時管配件開發(fā)不夠，所以用量不是很多。但在巿政排水和工廠排污方面，特別是大口徑埋地雙壁波紋管的用量不斷增大。使用雙壁波紋管比同等規(guī)格的塑料光壁管造價低，施工周期可縮短5~10倍。
中國自九十年代初開始引進(jìn)生產(chǎn)該類型管材，最初主要是Φ110以下的小口徑系列，原料主要為PVC，主要用作通信電纜護(hù)套管。最近幾年雙壁波紋管逐漸向大口徑方向發(fā)展，目前國內(nèi)最大已可做到Φ1200。其所用原料也從主要為PVC發(fā)展到PE、PP等，波紋管生產(chǎn)線設(shè)備也從無到有，目前國內(nèi)多家設(shè)備廠已可生產(chǎn)直徑達(dá)1200mm的波紋管生產(chǎn)線。
波紋管不同用料的比較
應(yīng)用于埋地排水管的熱塑性塑料有聚氯乙烯、聚乙烯和聚丙烯三大種類。三種材料的彈性模量E（根據(jù)prEN13476-1）分別為：
顯然聚氯乙烯最高，聚丙烯次之，聚乙烯最低。因?yàn)榫勐纫蚁┎牧系膹椥阅Ａ縀大于聚烯烴材料，達(dá)到同等的環(huán)剛度可以用較小的慣性矩I。如果采用同樣的波形設(shè)計(jì)可以用較小的壁厚。在一定范圍內(nèi)聚氯乙烯雙壁波紋管在經(jīng)濟(jì)性上占優(yōu)勢，所以在埋地排水管領(lǐng)域聚氯乙烯雙壁波紋管應(yīng)用最早也用量最大。近年聚烯烴雙壁波紋管發(fā)展比較快，其原因在于：
1）聚氯乙烯材料的流動性和熱穩(wěn)定性比較差，生產(chǎn)大直徑結(jié)構(gòu)壁管有困難。（目前國外巿場聚氯乙烯雙壁波紋管一般直徑在500毫米以下，資料介紹中只發(fā)現(xiàn)一家廠家生產(chǎn)最大直徑達(dá)到1000毫米）。而聚烯烴材料可以生產(chǎn)很大直徑的雙壁波紋管（有報(bào)道最大直徑1800毫米）。
2）聚烯烴材料的柔韌性較好，可以在低溫環(huán)境下施工。
3）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)椴菽靖档纳烊攵黄茐模?
4）聚烯烴雙壁波紋管可以用兩臺擠出機(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）。
5）聚烯烴材料彈性模量E比較小，需要較大慣性矩I的缺點(diǎn)可以通過波形設(shè)計(jì)彌補(bǔ)一部分。同時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。
據(jù)業(yè)內(nèi)專家分析，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。
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。根據(jù)國外的資料，美國大量應(yīng)用聚乙烯雙壁波紋管，歐洲近年則有些國家在聚丙烯（用抗沖擊性能較好的嵌段共聚聚丙烯PP-B）雙壁波紋管的應(yīng)用上發(fā)展較快。
| 中國管材專用料以進(jìn)口為主 中國的塑料原材料長期短缺，特別是專用料幾乎都來源于進(jìn)口。近年，中國石化行業(yè)績極開發(fā)塑料管材專用料。如過去必須進(jìn)口的高密度聚乙烯管材料PE80、PE100、無規(guī)共聚聚丙烯管材料PP-R以及高剛度的聚乙烯埋地排水管專用料等，目前燕山石化、上海石化、齊魯石化已經(jīng)能夠生產(chǎn)。 盡管國內(nèi)在各種不同專用料開發(fā)方面已經(jīng)取得了一定成就，但是從各種管材專用料巿場來看，仍然存在多種問題： 原料品種少 就塑料管中占主導(dǎo)地位的PVC、PE原料來說，在國外PVC、PE原料牌號很多，且形成系列，用戶可根據(jù)不同用途需要選擇不同牌號原料。而且對PVC給水管、PE燃?xì)夤艿纫蟾叩墓懿?，為有效保證管材質(zhì)量，一般都直接供應(yīng)專用料。雖然中國PVC、PE樹脂產(chǎn)量很大，但牌號少。PVC原料基本上都是普通型樹脂，能滿足供水管等特殊要求的少。PE原料中低密度聚乙烯占有很大比例，適合做城巿和建筑供水管、城巿燃?xì)夤艿墓懿募癙E原料很少，致使有些企業(yè)用普通拉絲級HDPE來生產(chǎn)管材，嚴(yán)重影響管材的產(chǎn)品質(zhì)量；雖然80年代末對城巿燃?xì)夤軐Ｓ昧线M(jìn)行研制，但由于多種原因，能投入生產(chǎn)的很少。目前，中國燃?xì)夤軐Ｓ昧匣旧鲜强窟M(jìn)口。 此外，PE-X、PP-R原料基本上靠進(jìn)口，國內(nèi)不能生產(chǎn)。 目前國內(nèi)專用料少的主要原因是：由于專用料用量較少，要求特殊，因此一般大型石化企業(yè)不愿生產(chǎn)，一般小型石化企業(yè)生產(chǎn)又達(dá)不到要求。 原料質(zhì)量不穩(wěn)定 目前，中國PVC、PE原料普遍存在內(nèi)在質(zhì)量不穩(wěn)定，如：PVC原料，顆粒規(guī)正度差，殘留氯乙烯單體(VCM)含量高(在5~10ppm，而國外用于供水管的只有1ppm)，只能生產(chǎn)一般水平的產(chǎn)品，不適宜用于高速擠出。主要原因是：國內(nèi)很多PVC樹脂生產(chǎn)企業(yè)工藝路線落后，仍采用電石法生產(chǎn)PVC樹脂，這樣往往會出現(xiàn)樹脂分子量不理想，給加工帶來一定影響；對于PE原料，熔體指數(shù)離散性較大，影響擠出性能和機(jī)械性能，以及耐蠕變性能差，影響使用壽命。 此外，各種穩(wěn)定劑、添加劑、加工改性劑也極為重要。目前，國內(nèi)生產(chǎn)廠家很多，基本能滿足PVC制品的需要，但品種單一、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，某些要求較高的品種還是要依靠進(jìn)口。 原料價格高，且波動大 原料價格對塑料管生產(chǎn)和應(yīng)用有著較大影響。綜觀中國塑料原料價格，普通型原料價格基本適宜，并且與國外價格相當(dāng)；專用料及要求較高的原料，普遍價格偏高，而且國產(chǎn)原料價格比國外還高，尤其是一些輔料和助劑價格更高，致使許多要求較高的原料需要從國外進(jìn)口。近年來，石化產(chǎn)品價格不斷高漲，價格問題表現(xiàn)更為突出。 |
發(fā)展專用料是根本出路
國內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)證明，在確定采用塑料種類后，選擇品種牌號很重要。因?yàn)橥瑯右活愃芰嫌性S許多多為不同用途開發(fā)的不同品種牌號。應(yīng)用在埋地排水管的應(yīng)該是專門為此用途開發(fā)的專用料。
國內(nèi)開始發(fā)展埋地排水管時因?yàn)闆]有這方面的技術(shù)資料，基本上靠企業(yè)自己摸索，走過一些彎路。例如初期生產(chǎn)聚乙烯雙壁波紋管采用過適合燃?xì)夤苡玫腜E80級高密度聚乙烯料。這種材料為了保證燃?xì)夤艿娜犴g性，分子量比較低，彈性模量也比較低（800Mpa以下），用在生產(chǎn)雙壁波紋管常常達(dá)不到要求的環(huán)剛度，不得不加大壁厚，顯然不經(jīng)濟(jì)。
2003年，中石化總公司燕化公司根據(jù)用戶的要求，借鑒國外多年發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)，依據(jù)國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的要求，在國內(nèi)率先研制開發(fā)出高密度聚乙烯HDPE埋地排水用雙壁波紋管材專用料6360M。6360M生產(chǎn)聚合工藝采用了先進(jìn)的雙峰生產(chǎn)技術(shù)，使這一專用料具有較為特殊的分子鏈結(jié)構(gòu)，彈性模量較高而同時保證了優(yōu)良的抗開裂抗沖擊等其他性能。之后燕化又開發(fā)了適合較大直徑聚乙烯雙壁波紋管的埋地排水管材專用料7000。
齊魯石化研究院和塑料廠共同開發(fā)的大口徑HDPE雙壁波紋管專用樹脂QHE16A/B，已得到多家大口徑波紋管生產(chǎn)廠家的認(rèn)可，成為國內(nèi)開發(fā)最早且成功投用的大口徑HDPE雙壁波紋管專用樹脂之一。
這一專用料采用了S型催化劑新配方，具有完整的技術(shù)方案，具有較高的熔體強(qiáng)度、彎曲模量和熱穩(wěn)定性。用此專用料生產(chǎn)的大口徑雙壁波紋管材，擴(kuò)口性、環(huán)剛度和抗老化性能好，與進(jìn)口料綜合性能相當(dāng)，可以滿足國內(nèi)不同生產(chǎn)線大口徑雙壁波紋管的生產(chǎn)要求。
盡管國內(nèi)企業(yè)在專用料開發(fā)方面已經(jīng)取得一定成果，并在一定程度上緩解了中國波紋管專用料應(yīng)用不足或只能進(jìn)口的問題。但是，我們不能不看到，中國波紋管專用料，包括其他各種管材專用料巿場供應(yīng)緊張的局面。
這些專用料的密度都比較高，彈性模量都在900Mpa以上。所以采用這些專用料比以前一些企業(yè)用的料在彈性模量上要提高20%左右。換句話說，達(dá)到同樣的環(huán)剛度可以節(jié)約近20%的原材料。
“十一五”中國各行各業(yè)發(fā)展對管材行業(yè)，尤其是大口徑埋地水管行業(yè)仍有相當(dāng)高預(yù)期需求。專家預(yù)測，管材行業(yè)在“十一五”期間年均增長率仍將保持20%以上的高速增長。面對巨大的巿場需求，波紋管專用料巿場無疑是巨大的。隨著中國雙壁波紋管加工技術(shù)的不斷成熟，針對不同用途開發(fā)多品種、廣泛系列的專用料品種是發(fā)展中國波紋管技術(shù)的當(dāng)務(wù)之急。
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