UPVC管和PE管浅析

UPVC管和PE管浅析1.发展概况自从上海市建委于1998年发布不允许镀锌钢管再作给水管的决定以来，国内众多省市纷纷作出了类似决定。1999年国务院转发建设部等8部委“提高住宅质量若干意见”的联合通知，对此项决定也予以肯定。此后我国给水新型管材迅猛发展，开发引进了各种新型管材。在欧美日等先进工业国pvc、pe给水管得到充分发展，某些文献甚至断言，50mm及以下的给水管，pvc、pe管的使用量要占总量的80%～90%以上。在我国禁止用镀锌钢管后，pvc、pe两种管材也在国内市场占据了很大的份额。在我国给水管网中应用的塑料管主要是pvc管。pe管应用比较晚，也比较少。近十年来，随着pe管道在欧洲供水行业的发展应用，pe管道才开始受到人们的关注。特别是近来pvc日益受到环保方面的压力，有关pvc管中重金属铅、镉的含量是否超标，这些都让pe管越来越受到人们的关注。而这次，北京在pe管的应用方面走在了全国的前列。北京市从2003年下半年起，供水、供气管网陆续采用环保型聚乙烯（pe管）。广西从2003年起，在新建住宅管道安装中，推广应用已被确认为无毒无污染的给水用聚乙烯（pe管）。2.pvc、pe管材的现状和发展从上个世纪80年代初，国家大力推广应用upvc管，并制定了一系列的政策、制度、标准，也积累了不少经验。发展到今天，已经具备了完善的产品标准、检测方法标准及检测手段、施工工程技术规范等，从而统一了产品的规格尺寸和质量指标，实现了产品的互换性。这说明了pvc给水管道的发展已经进入了成熟期，产品质量和施工质量均有了保障，从而保证了pvc给水管道的使用效果。而给水用pe管材的国际标准（ISO4427）直到1996年才正式发布。我国于1999年参照ISO4427编写了国家标准GB/T13663，并在2000年发布实施，但至今pe管件的标准、工程技术规范等仍在继续完善之中。这说明国内pe管材质量还未稳定，管材管件配套未完善，因而无法确保生产、施工中的质量。3.两种管材力学性能对比3.1材料常温下的强度对比pvc材料短期、长期强度均大大高于pe材料。3.2最小要求强度（MRS）和安全系数（C）的对比理论和实际经验都说明，pvc的MRS和安全系数均大大高于pe，即长期使用的强度和安全性均高于pe。从而同为75mm的管材，采用pvc原料比采用pe原料生产的管材壁厚薄得多，这是由于由于pe材料常温下强度和长期强度都不如pvc高，只能通过加大壁厚来增加强度。若取相同壁厚，则pe管达不到使用要求的强度。若取相同的管径，则pvc管材可输水通径较pe管大。反之若要达到同样的输水量，需要直径更大的pe管，其工程费用明显增加。说明pvc材料的较高强度和刚性作为给水管道使用是经济实惠的。3.3寿命比较聚氯乙稀（pvc）是极性大分子，较单体氯乙烯（pe）和一些小分子较为稳定，因此比较不容易受环境的影响。但是，现在交联氯乙烯等高分子的出现，将会在这方面有所提高。4.卫生性能对比4.1pvc和pe均是环保的材料两者均可回收再反复利用，是节约资源利于环保的材料。4.2pvc同pe一样可达到卫生无毒塑料制品最容易引起人们误会的是所谓“有毒和无毒”的问题。聚氯乙烯可能是这些误会中最深的一种。科学的讲，对塑料制品不存在有毒和无毒分类的问题，而是普通塑料和食品卫生级塑料的问题。事实上，绝大多数塑料都是无毒的，它们可以制造食品包装、医药用品，甚至用于制作人体中的某些骨骼和器官。聚氯乙烯制品有普通级和食品级之分。食品卫生级的pvc制品，对添加剂中重金属和pvc中氯乙烯单体（vcm）含量方面进行了严格要求。但这并不表示普通级pvc制品有毒，而是不适合用在食品卫生领域。更不是有人认为不能用和不能接触。一般来说，加工pe材料添加剂少，被认为是卫生无毒。而对聚氯乙稀的争议正源于这两方面，下面就做一简单分析。（1）关于氯乙烯（vcm）单体问题，在生产初期确实存在。然而经过这么多年的努力和提高，其合成工艺日趋完善，国内氯碱企业通过引进国外先进技术设备，改造工艺等方法都能生产出vcm含量低于5mg/kg的卫生级树脂。加之国内大中型加工企业使用先进设备，所以最终产品的vcm含量肯定不会超过1mg/kg，完全符合食品级要求。（2）稳定剂的争议主要是重金属含量问题。对给水管道中使用不同稳定剂各国卫生组织有不同规定。至今在仍有许多国家允许使用低铅系列稳定剂。他们认为现代加工设备先进，需添加的稳定剂量小，最终能从管道表面被溶解而渗出的铅非常少，使用时经过最初的冲洗能渗出的铅基本上不存在，完全达到安全的使用范围。世界卫生组织（WHO）对饮用水总的铅含量的规定是低于0.01mg/L。随着人们生活水平的日益提高，追求高质量的生活水准，卫生无毒也是pvc管道发展的方向。今年来出现了卫生性能更好的有机锡，稀土，钙－锌复合剂等稳定剂体系，使pvc管道系统完全不含铅。1998年国家新颁布了《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》，其规定铅含量低于0.005mg/L（比WHO的规定还严格）。采用新型卫生级稳定剂生产pvc管道完全能达到该标准要求。所以只要是通过国家严格要求，认证的企业生产的pvc管道，是没有后顾之忧的。5.施工技术难度和造价多年的使用数据表明，upvc的整个施工费用为主要的材料的8％～10％，与pe管材相比，施工费用大体相当。由于pe管的安装较复杂，安装现场要求必须有施工电源，才能熔化接头，技术要求高，且熔化接头的质量要求较高，容易出现操作不当而引起漏水或接头爆管。而pvc管的接头安装方便，安装现场不需要电源，安装方法简单，不需要专门培训就可安装，很少出现漏水或接头爆裂。6.趋势综上所述，目前在国内应用的塑料管道仍然是以upvc管为主，是有其历史原因和科学道理的。但是纵观国际上塑料管的应用经验及发展情况，pe管的发展速度明显快于upvc。而人们对于环保和卫生的要求的日趋提高，以及国家的宏观政策和市场环境将刺激pe管材、管件的发展，前景十分广阔，预计在未来几年内的用量将逐步超过upvc管。pe管的优越性（1）pe管材材质无毒，不腐蚀，不结垢，可有效的提高管网水质；pe管道具有良好的耐水锤压力的能力，与管材一体的熔接接头及pe管对地下运动和端荷载的有效抵抗能力，大大提高供水的安全可靠性。（2）pe给水管专用材料近几年来得到很大发展，pe材料早期得不到发展的一个重要原因就是由于其的不经济性。然而高性能的聚乙烯管材专用料开发出来之后，增强了pe管的使用优势，扩大了pe管的应用领域。（3）pe管具有很好的柔韧性和可熔接性使其铺设时更加方便经济和更加安全可靠。pe管的铺设速度快，损坏费用和维护费用低，只要接头良好就可承受轴向负荷而不发生泄漏和脱开。因此在铺设时在接合处和弯曲处不需要进行费用不小的锚点，支墩，费用可降低。pe管道具备独特的柔韧性，其断裂伸长率均超过500％，弯曲半径可以达到管道直径的20～25倍，还有优良的耐刮伤痕的能力。因此铺设时很容易移动，弯曲和穿插，适用于非开挖顶管等多种施工方式。而且pe管对于管道基础的适应能力强，一方面对于管基的要求降低，另一方面铺设后管基发生变化，也不容易损坏。7.结束语pvc管在一定时期内，还有一定的市场优势和应用优势。但是pe管的发展最终将迎头赶上，甚至超越pvc管，这也是大势所趋。对我们公司来说，在完善使用pvc管的过程当中，要不断提高工艺水平，提高工作效率。另一方面，我们也要学习pe管的相关知识，培养相关人才，在pe管的推广应用方面，也将不甘落后，取的更加显著的经济效益和社会效益。