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大口径塑料埋地排水排污管的国内外动态

我国过去在埋地排水领域应用塑料管较为落后,原因一是我国过去对于环保不够重视,管系建设投资不足,多用传统的平接口水泥管,二是塑料埋地排水排污管其设计施工和验收需要全新的规范,我国过去研究应用经验不足,一直没有制定,因此,前几年有几家企业引进进口生产线后,难以打开市场,只停留在做个别试验工程的阶段,近几年来我国塑料埋地排水排污管市场开始起步,被认知,国家级的设计施工工程已陆续报批,塑料埋地排水排污管已成为新的投资热点,而大口径结构壁管更成为其中的首选。

相对于用于燃气输送和自来水输送的实壁压力管道而言,通常用于排水排污用途的塑料管材大多为结构壁管材,即管壁为具有特定形状的非承压管道。原因是埋地排水排污用途的塑料管材主要承受来自管材外部的载荷,而不同于实壁管材主要承受管材内部的载荷。对于承受外部载荷的塑料管材而言,管材的环刚度是一个重要指标(但不是唯一要求的指标)。环刚度越高,则表示管材承受外部载荷的能力越高;反之,管材的环刚度越小,则表示管材承受外部载荷的能力越低。根据材料力学的理论,管材的管壁设计成具有特定的结构,管材既能具有很好的力学特性,又能大大降低管材的重量(即生产用料),从而降低成本。这也是各种结构壁管(不管哪种形式的结构壁,如波纹管,中空壁缠绕管等)之所以采用结构壁的根本理论原因——尽可能多得降低管材重量。

一般情况下,依据欧洲标准草案PrEN13476,结构壁管可分为A型管和B型管,A型管具有平滑的内外表面,并且又可分为A1型和A2型两种,A1型管壁为多层结构或轴向中空,如PVC芯层发泡管;A2型管壁为螺旋或径向中空,如中空壁缠绕管。B型管具有平滑的内表面,实芯或中空的螺旋或环形肋的外表面,常见的如双壁波纹管,聚乙烯缠绕增强管(克拉管),螺旋缠绕式“波纹管”等。

从管材的生产工艺讲,结构壁管的生产工艺有直接挤出成型和缠绕成型两种成型工艺。采用直接挤出成型工艺的结构壁管又有双壁波纹管和环形肋管两种,这两种管材的优点是整体性好,重量轻,且产量高,连接方便可靠,但因为挤出生产工艺的技术含量高,设备造价高,投资规模较大;缠绕成型的结构壁管可分为中空壁螺旋缠绕管和螺旋缠绕式“波纹管”,这两种管材的优点是其一可以轻易生产较大口径的管材;其二生产缠绕管的设备简单,投资很小。但缠绕成型的管材生产工艺的缺点也很明显:由于熔接缝较长,熔接的可靠性难以控制和测量。而且由于采用缠绕熔接工艺,回收料和填充料的使用受到很大的限制(由于回收料和填充料的性能较差,回收料和填充料使用较多时,熔接缝的熔接强度会更低,从而导致管材的强度较低)。其中,采用缠绕成型工艺生产的中空壁缠绕管每米重量较高,生产效率低,这就必然导致生产成本居高不下,从而大大降低管材的市场竞争力。正是由于上述原因,以双壁波纹管为代表的直接挤出成型生产工艺,一经研制开发成功,便被众多管材生产企业大量应用,为大规模生产和使用塑料埋地排水排污管材奠定了坚实的基础,从而极大地推动了塑料埋地排水排污管材的推广应用。

从大口径塑料埋地排水排污管在国外的应用情况看,应用量最多的是欧洲和美国。尤其是美国,甚至都有专门的聚乙烯波纹管协会(CPPA),由此也可以看出聚乙烯波纹管在美国的应用情况。在众多的结构壁管中,究竟应该选择哪一种类型的管材,要根据各国资源状况,工程的技术要求及城市规划等条件不同而有所差别。但从综合角度来看,由于双壁波纹管所具有的明显优势,世界上大多数国家,排水排污管中应用最多的还是双壁波纹管。我们认为,在上述几种结构壁管中,除非在工程需求的管材直径大到波纹管生产有较大困难的情况下(比如直径超过1200mm),应该优先选择双壁波纹管。而如果采用缠绕成型工艺生产的管材(如中空壁缠绕管),由于管材本身的质量,米重(成本)和生产效率的原因,将很难与双壁波纹管竞争。在建设部2002年发布的关于《淘汰落后的产品,推广使用新型建材》的文件中,明确提出,1200mm以下口径的埋地排水排污管优先选用双壁波纹管,超过1200mm可使用玻璃夹砂管、聚乙烯缠绕增强管和中空壁缠绕管等管材。


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