王永峰 中山環宇實業有限公司 一 石化工業的發展,促進了塑料管道的發展應用 隨著石油化工的飛躍發展,高分子合成樹脂和各種塑料添加劑等原材料新品種的不斷增加,塑料制品種類多樣化,產量迅速增長。由于塑料具有資源來源豐富,有著諸多方面的優異性能,因此可以用于多種領域,特別作為建筑材料更越來越顯示出它突出的特點,給社會帶來顯著的經濟效益。因此,人們早已把塑料建材作為鋼材、木材、水泥之后的第四大類的建筑材料,而逐步代替或淘汰了越來越多的傳統建筑材料。塑料建材可分為五大類:塑料管材管件;塑料門窗;塑料裝飾材料;塑料隔熱材料;新型高分子防水材料。 在塑料建材中,塑料管道的開發時間最早,應用量最大。目前生產的塑料管道品種主要有PVC、PE、PP、ABS等系列。1835年,合成了VCM(氯乙烯);1872年制成了PVC;1936年德國開發使用塑料管材;1933年,發現PE;1939年開始LDPE的工業化生產,1958年HDPEI業化生產;1953年合成了PP等規體;1957年實現了工業生產。60年代塑料管道已得到迅速的發展,1970年國際標準化組織中專門成立了“塑料管材、管件及閥門標準化技術委員會”(ISO/TCl38),產品標準的國際化、通用化、系列化大大促進了各國塑料管道生產與應用。 二 國內外塑料管道應用規模的比較 歐洲塑料管的產量從1985年的140萬噸增長到1997年的260萬噸;美國PVC管由1994年的209.1萬噸增加到1998年的268.6萬噸,PE管由31.4萬噸增長到56.4萬噸,1998年塑料管材管件產量達340.1萬噸;日本由1995年的50多萬噸發展到1998年的產量72.3萬噸。 我國塑料管道的產量由1990年的8.8萬噸發展到1998年的約50萬噸,雖然產量有了迅速的增長,但相對發達國家的應用規模與比例還偏小。 三 國內塑料管道的發展概況 我國化學建材(含塑料管道)的發展大致可劃分為研究開發、推廣應用和產業化發展三個階段:1993年全國化學建材協調組成立前為研究開發階段,主要工作是化學建樹與設備的研究開發,開展了關鍵技術的攻關研究和引進創新工作,為化學建材生產和應用奠定了技術基礎;1994年全國化學建材推廣應用協調工作會議為標志,化學建材發展進入了推廣應用階段;1999年全國化學建材工作會議為標志。化學建樹發展進入了產業化階段。 國內塑料(給排水)管道發展紀要: ·50年代末開始開發使用塑料管道(化工行業)。 ·80年代逐步將塑料管道用于建筑排水和供水系統(試點應用)。 ·1981年加入ISO/TC138塑料管材、管件與閥門的國際標準化組織,1984年由中國輕工總會組建成立了全國塑料制品標準化技術委員會塑料管道分會。 ·1986年,制訂了建筑排水用PVC—U(硬聚氯乙烯)管材、管件標準(GB5836—1,2)。 ·1988年,制訂了給水用PVC—U(硬聚氯乙烯)管材、管件標準(GBl0002-1,2)。 ·隨后制訂了相應的PVC—U管道工程設計、施工、驗收技術規程: CJJ29/30—89,CECSl7/18—90,CECS41:92 90年代以來,國內加大了塑料管道的推廣力度。 ·1993年出版的《城市供水行業2000年技術進步規劃》中強調塑料給水管的推廣應用。 ·1994年2月由建設部、化工部、輕工總會、建材局、石化總公司成立了全國化學建材協調組,隨后出臺了《關于加強我國化學建材生產和推廣應用的若干意見》。 ·1997年3月國家出臺了《國家化學建樹推廣應用“九五”計劃和2010年發展規劃綱要》。 ·隨之,全國各大城市政府部門陸續發文推薦、強制使用塑料排水、給水管道。 ·產品標準及應用規程得到進一步完善,如“GB/T5836—1,2—92,BG/T10002.1—1996,DBJ/CT504,503,502,501—99。 ·農業部大力推廣節水灌溉農業,并在全國列出300多節水增產農業縣(市)。 ·1999年11月16日建設部,國家石化工業局,國家輕工業局,國家建材局,中國石化集團公司聯合發文《關于加強技術創新,推進化學建材產業化的若干意見》。(11月23日,全國化學建材工作第二次會議召開)。 ·1999年12月,建設部、國家經貿委、質量技監局、建材局聯合出臺了《關于在住宅建設中淘汰落后產品的通知》,指出:2000年6月1日起,室內徘水管道淘汰砂模鑄造鑄鐵排水管,推廣應用UPVC排水管。室內給水管道禁止使用冷鍍鋅鋼管,限時禁止使用熱鍍鋅鋼管,推廣應用塑料給水管。 《國家化學建材產業“十五”計劃和2015年發展規劃綱要》(征求意見稿)中提出“十五”計劃發展目標:到2005年,塑料管道在全國各類管道中市場占有率達到50%以上。塑料管的推廣應用主要以UPVC和PE塑料管為主,并大力發展其它新型塑料管。 2005年,在全國新建、改建、擴建工程中,建筑排水管道70%采用塑料管,建筑給水和熱水供應管道60%采用塑料管,電線護套管80%采用塑料管,建筑雨水排水管道50%采用塑料管,城市供水管道(DN400mm以下)50%采用塑料管,村鎮供水70%采用塑料管,城市排水管道30%采用塑料管,城市燃氣管道(中低壓管)20%采用塑料管。 2015年發展目標:全國新建住宅室內排水管85%采用塑料管,基本淘汰傳統鑄鐵管。 建筑電線穿線護套管90%采用塑料管,建筑雨水排水管80%采用塑料管,建筑給水、熱水供應和供暖管85%采用塑料管,城市供水管道(DN400mm以下)80%采用塑料管,村鎮供水管道如%采用塑料管,城市燃氣塑料管的應用量達到40%,城市徘水管道的塑料管使用量達到50%。 四 塑料管道的綜合比較 1.塑料管道的應用范圍 1)給水排水 2)燃氣輸送 3)電工套管(電線、電纜) 4)其他用途 2.塑料管道的分類比較 1)材料: 塑料管道材料的分類根據其受熱變化的不同,分熱塑性、熱固性塑料;熱塑性即受熱后熔融塑化,冷卻后變硬定型,這一過程可反復數次而其分子結構和性能無明顯的下降;熱固性即受熱后,分子結構發生體型或網型交聯反應而固化成型,成型固化后失去可塑性。熱塑性有PVC、PE、PP、PB、ABS等材料,熱固性有PEX/VPE、PF、EP等。塑料管道材料的分類基本如下:   1)TS承口溶劑粘接——UPVC、CPVC、ABS 2)R—R(橡膠圈)連接——UPVC、GRP(中、大口徑) 3)(電)熱熔接——PE、PP族,PB、Fe+PE 4)擠壓夾緊式連接——PAP、PEX/VPE、PB、AL+PP 5)螺紋、焊接等傳統方式——Fe十PVC、Cu+PE 塑料管道應用于給水、排水領域中,從用途上看可分為兩大類,即排水塑料管道與給水塑料管道。排水塑料管主要有UPVC管(實壁管、螺旋消聲管、芯層發泡管、徑向加筋管、螺旋纏繞管、雙壁波紋管),玻璃鋼夾砂管(GRP),ABS工程塑料管(丙烯睛一丁二烯一苯乙烯);而給水管則出現了更多品種塑料管道,尤其是建筑(小口徑)給水管道,下表列出各種塑料給水管道的用途及一些特性比較(帶括號表示較少用): 用途及特性 管道類型 | 城市 供水 | 鄉鎮 供水 | 建筑 給冷水 | 建筑 給熱水 | 地板輻 射采暖 | 管道最大口徑 (mm) | 主要連接方式 | 剛度 | UPVC硬聚氯乙烯實壁管 | 用 | 用 | 用 | | | 1000以下 | 溶劑粘接/R-R(橡膠圈) | 直管 | CPVC氯化 | | | (用) | 用 | | 200以下 | (TS承口)溶劑粘接 | 直管 | HDPE高密度聚乙烯管 | 用 | 用 | 用 | | | 315 | (電)熱熔接 | 盤卷/直管 | LDPE低密度聚乙烯管 | | 用 | | | | 110 | (電)熱熔接 | 盤卷/直管 | VPB/PEX交聯聚乙烯管 | | | (用) | 用 | 用 | 63 | 銅件擠壓夾緊 | 盤卷/直管 | PAP鋁塑復合管 | | | (用) | 用 | 用 | 63 | 銅件擠壓夾緊 | 盤卷/直管 | PP聚丙烯管 | | | (用) | | | 630 | (電)熱熔接 | 直管 | PP-B嵌段共聚聚丙烯管 | | | 用 | (用) | (用) | 65 | (電)熱熔接 | 盤卷/直管 | PP-R無規共聚聚丙烯管 | | | (用) | 用 | 用 | 110 | (電)熱熔接 | 盤卷/直管 | PB聚丁烯管 | | | (用) | 用 | 用 | 32 | 擠壓夾緊/(電)熱熔 | 盤卷/直管 | ABS實壁管 | | | 用 | | | 200 | TS承口溶劑粘接 | 直管 | GRP玻璃鋼管 | 用 | 用 | | | | 一般≤500 | R-R(橡膠圈) | 直管 | 襯塑或涂塑鋼管(PVC) | 用 | | 用 | | | 150 | 螺紋 | 直管 | 孔網鋼帶塑料復合管(PE) | 用 | | 用 | | | 200 | (電)熱熔接 | 直管 | 襯塑鋁管(PP) | | | 用 | (用) | | 65 | 擠壓夾緊式 | 直管 | 塑復鋼管(PE) | | | (用) | 用 | | 54 | 焊接 | 直管 |
五 國內塑料給排水管道的應用現狀及問題 1.各領域發展現狀 建筑排水(UPVC)管的發展已屆成熟,建筑雨落管逐步完善;室外UPVC給水管的發展漸趨成熟,大口徑管件欠缺;(小口徑)給水管道品種多樣;室外(UPVC等)排水管發展較慢,尚處于起步階段;地板輻射采暖用塑料管應用比例小。總之,塑料給排水管道的總體應用比例不大,發展前景廣闊,尤其在城市(大口徑)排水管道方面。 2.在產品標準與應用規范上,只有UPVC建筑排水、UPVC建筑給水及室外給水管道的產品標準及設計施工規范齊全,而其他塑料管道的產品標準和應用規范則欠缺或不完善,如建筑給水用PPR、CPVC、PAP、PEX、PB、ABS、鋼塑復合管等。近期需加強產品標準制訂工作及應用技術的研究,同時修訂完善已有的標準及規程,盡快使塑料管道的生產標準此及應用規范化。 3.近年塑料給排水管道得到了迅速的發展,推廣應用時間長的塑料管道已為廣大設計與施工人員接受并可熟練地應用,如UPVC建筑排水管。然而塑料管道是一種建材,需 經施工安裝后才能投入使用,多數新興的塑料管道尚處推廣應用期,應用單位缺乏有關的使用技術及經驗,特別是應用單位人員分布廣、數量大,使其對應用技術掌握、令工程質量得到良好的控制,是一個重要而迫切的問題。目前需要生產企業提高塑料管道產品應用的技術水平及加強相應的技術服務,有關政府部門通過媒體宣傳、組織培訓、組建培訓基地等方式,為產品應用創造有利的條件。 4.近年涌現的眾多塑料管道生產企業,生產規模大、產品質量好的只有少數,塑料管市場受到大量假冒偽劣產品的充斥。如普遍使用的建筑排水UPVC管,過去兩年“一窩蜂”投產的“鋁塑復合管”等新型塑料管,其中存在政府引導、產品標準制訂、質量監督管理滯后及市場管理等因素。目前,亟需國家有關部門進一步采取合理有效的監督手段,創造良好的塑料管道市場,為廣大優質工程奠定產品質量基礎。 六.對給排水同行應用塑料管道的幾點建議 管道貫穿整個給水排水系統,是給水排水系統的重要組成部分。隨著塑料管道的推廣應用,給排水管道材料的分類也應由以往的金屬管道與非金屬管道之分,重新劃分為金屬管道、塑料管道、混凝土管等其他管道三大類。因此,我們應用者對塑料管道性能及應用特點的了解與掌握也應該跟傳統材料管道一樣熟悉,只有掌握塑料管道的性能與應用特點,才能確保工程應用質量的控制,使我們選用的優質產品達到最佳的應用效果。為更好地使用塑料管道,提出幾點淺見,供廣大應用給排水管道的同行參考: 1.對塑料給排水管道的性能與應用需有較全面、客觀的認識,合理選材; 2.及時了解、掌握各自專業領域塑料管道的應用技術,并積累經驗; 3.積極與生產企業及其他專業人土進行有關應用技術的交流; 4.區分產品質量,選用優質產品,確保工程質量。 參考資料 [1] 《塑料管材》——吳國貞編 [2] 《建筑用塑料管材和管件》——北京塑料工業協會 [3] 《關于加強技術創新,推進化學建樹產業化的若干意見》(五部局) [4] 《國家化學建材產業“十五”計劃和2015年發展規劃綱要》(征求意見稿) |