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認(rèn)識(shí)聚丙烯(PP)雙壁波紋管

作者: 發(fā)布時(shí)間:2021-03-25 12:04:30點(diǎn)擊:2309

信息摘要: 認(rèn)識(shí)聚丙烯(PP)雙壁波紋管快速的城市化和工業(yè)化進(jìn)展,增加了污水對(duì)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(zhǎng)的時(shí)間和昂貴的費(fèi)用。傳統(tǒng)使用的地下排水管主要有混凝土、陶土和塑料(PE、P...
認(rèn)識(shí)聚丙烯(PP)雙壁波紋管 快速的城市化和工業(yè)化進(jìn)展,增加了污水對(duì)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(zhǎng)的時(shí)間和昂貴的費(fèi)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(yùn)動(dòng)和腐蝕后易破損而失效,致更多的資源的耗費(fèi);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(chǎng)發(fā)展與應(yīng)用及生產(chǎn)情況進(jìn)行介紹,并結(jié)合國內(nèi)廠家的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與聚乙烯(PE)雙壁波紋管進(jìn)行對(duì)比。 一、聚丙烯(PP)雙壁波紋管產(chǎn)品簡(jiǎn)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(jī)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(dá)到DN1800mm,目前國內(nèi)生產(chǎn)更大可達(dá)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(dá)SN14,國內(nèi)有SN4、SN8、SN10、SN12.5四個(gè)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(shí)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(huì)塑料管道專業(yè)委員會(huì)、中國城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會(huì)排水專業(yè)委員會(huì)共同主辦的“埋地排水排污用聚丙烯(PP)管道研討會(huì)”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(dòng)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(shí)壁)、博祿香港有限公司(PP-B HM)和揚(yáng)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(zhǎng)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(hù)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(chǎng):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(chǎng),足球場(chǎng)工程:用作高爾夫球場(chǎng)、足球場(chǎng)的滲水排水管。 1.5?產(chǎn)品應(yīng)用優(yōu)點(diǎn) 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(dòng)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(diǎn),同時(shí)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(zhǎng)、易于安裝等優(yōu)點(diǎn)。 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(shí)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(shí)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(shí)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(huì)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(xiàng)工作一直沒有啟動(dòng)。 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?xiàng)l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(shí)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(dá)到要求。上海XX管道采用PE波紋管成型機(jī)生產(chǎn)PP-B HM波紋管,環(huán)剛度達(dá)到了SN12的要求(實(shí)際結(jié)果達(dá)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(duì)較多,芬蘭赫爾辛基東部污水輸送項(xiàng)目、德國機(jī)場(chǎng)跑道改造項(xiàng)目、德國工業(yè)廢水輸送項(xiàng)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(jìn)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(jī)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(qiáng)低于PE熔體壓強(qiáng),如果熔體均質(zhì)性沒有達(dá)到,加工過程中會(huì)出現(xiàn)熔體破裂現(xiàn)象。 4.市場(chǎng)前景不清晰:PP雙壁波紋管還處在發(fā)展期,市場(chǎng)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(shí)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(hào)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(yáng)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(yàn)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(jī)型相比,產(chǎn)量提高可達(dá)3倍之多,耗電量降低達(dá)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(huì)塑料管道專業(yè)委員會(huì)年會(huì)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(shì)》一文里對(duì)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(shì)進(jìn)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(huì)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(duì)PP-B HM材料進(jìn)行介紹,并對(duì)PP波紋管與HDPE波紋管生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品性能進(jìn)行比較。 2.3?替代產(chǎn)品對(duì)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(dá)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(jì)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(jì),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(dá)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(duì)比情況 采用PE的波形設(shè)計(jì),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(jī)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(duì)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(duì)300mm管道,在相同環(huán)剛度SN8下,PP-HM可以節(jié)省10%的材料;對(duì)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(jìn)行不同環(huán)剛度的比較,對(duì)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(jì)資料,聚烯烴材料容易成型較高波紋可以彌補(bǔ)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(jì)波紋情況下達(dá)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。口徑越大,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(diǎn),可完全替代現(xiàn)有的市政管道,實(shí)現(xiàn)其在市政排水排污工程上的獨(dú)特優(yōu)勢(shì);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(chǎng)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(chǎng)占有量。
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