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認識聚丙烯(PP)雙壁波紋管

作者: 發(fā)布時(shí)間:2021-03-25 12:04:30點(diǎn)擊:2063

信息摘要: 認識聚丙烯(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(cháng)的時(shí)間和昂貴的費用。傳統使用的地下排水管主要有混凝土、陶土和塑料(PE、P...
認識聚丙烯(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(cháng)的時(shí)間和昂貴的費用。傳統使用的地下排水管主要有混凝土、陶土和塑料(PE、PVC)等管道,但傳統的硬質(zhì)管道存在易碎的問(wèn)題,在裝卸、地質(zhì)運動(dòng)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面臨的問(wèn)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)展與應用及生產(chǎn)情況進(jìn)行介紹,并結合國內廠(chǎng)家的試驗數據與聚乙烯(PE)雙壁波紋管進(jìn)行對比。 一、聚丙烯(PP)雙壁波紋管產(chǎn)品簡(jiǎn)介 1.1?產(chǎn)品結構及常見(jiàn)規格 PP雙壁波紋管結構與常見(jiàn)PE雙壁波紋管一致,是以改性聚丙烯為原料,分別由內、外擠出機共同擠出,一次成型,內壁平滑,外壁呈正弦波紋狀,內外壁為中空且緊密熔接的環(huán)狀結構的管材。 產(chǎn)品規格:國外口徑更大可達到DN1800mm,目前國內生產(chǎn)更大可達DN1200mm,但基本都在DN200mm-800mm之間。 產(chǎn)品系列:有數據顯示PP雙壁波紋管環(huán)剛度可達SN14,國內有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(guò)25年,并取得良好應用實(shí)踐效果。美國、澳大利亞也相繼開(kāi)發(fā)了PP雙壁波紋管;在國內PP雙壁波紋管的加工、應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(zhuān)業(yè)委員會(huì )、中國城鎮供水排水協(xié)會(huì )排水專(zhuān)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。更多的設備生產(chǎn)企業(yè)及管道生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)始關(guān)注,推動(dòng)了PP雙壁波紋管在國內的發(fā)展。 1.3產(chǎn)品材質(zhì)選擇 目前在國內PP埋地排水排污管道專(zhuān)用料的供應商有:利安德巴塞爾工業(yè)公司(巴塞爾Hostalen PP H2483用于外層結構壁;Hostalen PP H2464用于內層實(shí)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(cháng)期的耐用性能更優(yōu)異。 1.4產(chǎn)品應用情況 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、醫院、環(huán)保等行業(yè)的排污水管。 5)農業(yè)、園地工程:用于農田、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(kāi)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)品應用優(yōu)點(diǎn) 傳統的硬質(zhì)管道存在易碎的問(wèn)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(kāi)裂性、延展性、使用壽命長(cháng)、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)品標準及性能指標 聚丙烯(PP)管道在歐洲用于排水排污系統時(shí)間較早,有著(zhù)規范化的相關(guān)標準;在澳大利亞、新西蘭已經(jīng)有了實(shí)壁和結構壁管道相關(guān)標準;在美國關(guān)于埋地排水排污用聚丙烯(PP)管道的相關(guān)標準2010年開(kāi)始實(shí)施;?相關(guān)的標準有:歐洲標準EN 13476-1:2007、EN 13476-2:2007、EN 13476-3:2007和BS EN 1852-1:2009;美國標準ASTM F2376-10、ASTM F2881-11。 國內目前尚無(wú)PP排污波紋管的相應技術(shù)規范及標準,巴塞爾公司稱(chēng)2012標準協(xié)會(huì )已經(jīng)同意起草PP排污波紋管標準,但至今沒(méi)有正式批文,因此標準立項工作一直沒(méi)有啟動(dòng)。 目前國內生產(chǎn)企業(yè)借鑒PE雙壁波紋管標準《埋地用聚乙烯(PE)結構壁管道系統部分:聚乙烯雙壁波紋管材》(GBT19472.1)作為生產(chǎn)依據,廣東XX在企業(yè)網(wǎng)站公布的PP雙壁波紋管指標情況如下 1.8?產(chǎn)品應用案例??海南東方市應用 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,管道需要埋設比較深,同時(shí)需要管道具有足夠的剛性和韌性來(lái)抵抗土壤施加的力,環(huán)剛度SN8的HDPE雙壁波紋管無(wú)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(shí)際結果達到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(chǎng)跑道改造項目、德國工業(yè)廢水輸送項目中應用。 1.9產(chǎn)品生產(chǎn)、應用中存在問(wèn)題 1.?目前國內還沒(méi)有PP波紋管相關(guān)的標準或行業(yè)標準,沒(méi)有太多的廠(chǎng)家愿意投資進(jìn)行設備改造以專(zhuān)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)設備上可以正常生產(chǎn),但如果需要大口徑管道,并節省更多的材料,還是需要專(zhuān)用PP波紋管成型機生產(chǎn); 3.?目前采用PE波紋管設備生產(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(guò)程中熔體壓強低于PE熔體壓強,如果熔體均質(zhì)性沒(méi)有達到,加工過(guò)程中會(huì )出現熔體破裂現象。 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?國外應用情況 在歐洲,PP管道用于排水排污已超過(guò)25年,并取得良好應用實(shí)踐效果。美國、澳大利亞也相繼開(kāi)發(fā)了PP雙壁波紋管。 2.2?國內應用情況 北歐化工公司專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)了多種牌號的無(wú)壓排水管用的高剛度PP材料,模量在1300MPa-1900MPa不等。國內的石化企業(yè)及生產(chǎn)設備廠(chǎng)家也相繼開(kāi)發(fā)了高剛度PP材料和生產(chǎn)加工生產(chǎn)線(xiàn):揚子石化公司開(kāi)發(fā)成功大口徑聚丙烯PP波紋管專(zhuān)用料,并試驗取得成功;濰坊中云科研有限公司開(kāi)發(fā)新式水冷PP雙壁波紋管生產(chǎn)線(xiàn),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(kāi)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(xiàn)出口至歐洲,目前已有幾十條PP雙壁波紋管生產(chǎn)線(xiàn)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(zhuān)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)展狀況及應用優(yōu)勢》一文里對聚丙烯雙壁波紋管在國內外的發(fā)展狀況及工業(yè)化優(yōu)勢進(jìn)行了分析;2012年第14屆全國塑料管道生產(chǎn)和應用技術(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材料在中國應用于生產(chǎn)雙壁波紋管》文章對PP-B HM材料進(jìn)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(jìn)行比較。 2.3?替代產(chǎn)品對比分析 2.3.1 PP波紋管與HDPE波紋管結構比較 環(huán)剛度是塑料埋地排水管道抵抗外負載能力的重要參數,根據環(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,則波形的設計可以更小更薄、更矮,也就節省了材料;同樣,采用同樣的波形設計,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的波形設計,由于材料不一樣,生產(chǎn)工藝上也相應有所區別。據了解,上海公元公司通過(guò)工藝調節在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可以節省10%的材料;對800mm管道,PP-HM可以節省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CORMA最新設計資料,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,在合理設計波紋情況下達到同等環(huán)剛度,聚烯烴材料米重節約較多,PP波紋管最節省材料??趶皆酱?,PP雙壁波紋管節省材料也就越多。 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、磨擦系數小、耐化學(xué)腐蝕、耐沖擊等諸多優(yōu)點(diǎn),可完全替代現有的市政管道,實(shí)現其在市政排水排污工程上的獨特優(yōu)勢;但是聚丙烯(PP)雙壁波紋管在國內還處在發(fā)展期,生產(chǎn)設備、工藝技術(shù)、標準尚在規范,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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