1我國(guó)聚氯乙烯管道系统的现状——规模很(hěn)大,水平较低
1-1我國(guó)聚氯乙烯管道系统的发展成就
聚氯乙烯是应用(yòng)最广泛的热塑性塑料之一,目前全球聚氯乙烯的年用(yòng)量在3000万吨左右,其中(zhōng)约三分(fēn)之一应用(yòng)于管材管件[1]。虽然面临其他(tā)塑料管道的竞争,至今聚氯乙烯管道系统仍然是用(yòng)量最大的塑料管道。
我國(guó)聚氯乙烯管道系统起步于上世纪50年代,但是在改革开放前一直和國(guó)际上有(yǒu)很(hěn)大差距。80年代以后开始引进國(guó)外先进技(jì )术,逐步建立起PVC-U管道系统的完整體(tǐ)系。在各个塑料管道系统中(zhōng)聚氯乙烯管道系统是最早形成规模生产(chǎn)和大量应用(yòng)的。
目前我國(guó)聚氯乙烯管道系统的应用(yòng)领域已经普及到建筑给水、建筑排水、埋地给水、埋地排水、护套管、工(gōng)业和农业用(yòng)管各个领域,用(yòng)量已经超过100万吨。我國(guó)生产(chǎn)聚氯乙烯管道系统的企业非常多(duō),其中(zhōng)已形成一批年产(chǎn)量在几万吨以上的领先企业,估计我國(guó)聚氯乙烯管道系统的总生产(chǎn)能(néng)力近200万吨。在质(zhì)量控制方面我國(guó)已经建立初步的标准和检测體(tǐ)系,部分(fēn)领先企业的产(chǎn)品已出口國(guó)际市场。
1-2我國(guó)聚氯乙烯管道系统总體(tǐ)上仍然落后于國(guó)际先进水平
我國(guó)聚氯乙烯管道系统的发展成就是应充分(fēn)肯定的,但同时存在的差距和问题也是不容忽视的。
一方面是市场上假冒伪劣产(chǎn)品泛滥,严重损害聚氯乙烯管道系统的信誉;另一方面是國(guó)家标准的水平和國(guó)际标准比还有(yǒu)差距,在开发创新(xīn)上投入不足,長(cháng)期来在性能(néng)提高和应用(yòng)扩展上进展不大。
我國(guó)聚氯乙烯管道系统规模虽大,水平较低是基本现状。但由于信息交流不足,业内通常误认為(wèi)聚氯乙烯管道系统就是PVC-U,现在的产(chǎn)品已是國(guó)际水平,似乎没有(yǒu)可(kě)创新(xīn)开发和改进的余地,行业焦点逐步成為(wèi)如何扩大规模和降低成本。
我國(guó)大量生产(chǎn)的硬聚氯乙烯(PVC-U)压力管道系统長(cháng)期来是执行國(guó)家标准GB/T10002-1996。这个國(guó)家标准是‘非等效采用(yòng)’國(guó)际标准ISO4422,但和國(guó)际标准ISO4422:1996是有(yǒu)差距的。一是对于原材料没有(yǒu)提出長(cháng)期静液压强度性能(néng)--最小(xiǎo)要求强度(MRS)不低于25MPa的规定,因此规定的设计应力缺乏充分(fēn)的根据,对于長(cháng)期使用(yòng)寿命缺乏切实的保证。二是國(guó)家标准没有(yǒu)规定对于断裂韧度的要求,同时又(yòu)降低了对于抗冲击性的要求,因此对于PVC-U管材的抗开裂抗冲击性能(néng)没有(yǒu)足够的监测,无法控制破坏的风险,不能(néng)充分(fēn)保证安(ān)全使用(yòng)。由于多(duō)年来國(guó)内对于PVC-U压力管道系统普遍只注意强度而忽视韧度(抗开裂抗冲击性能(néng)),再加上國(guó)内在铺设中(zhōng)经常不遵守规范的环境,事实上我國(guó)PVC-U管道系统发生事故是不少的(大都是脆性开裂破坏,可(kě)惜没有(yǒu)见到國(guó)内对于PVC-U压力管道系统事故有(yǒu)系统的调查研究)。
多(duō)年研究塑料管道長(cháng)期安(ān)全性能(néng)的四川大學(xué)董孝理(lǐ)教授一再建议要尽早弥补PVC-U管材标准的差距[2],國(guó)内聚氯乙烯管道业也从大量实践中(zhōng)认识到必须扭转只注意强度而忽视韧度的偏向。通过各方面的努力,修订后的國(guó)家标准GB/T10002-2006已经发布实施。修订后的标准通过大幅度提高对于抗冲击性要求等强调强度和韧度要并重,显然将引导我國(guó)PVC管道系统向正确的方向发展。但是要把我國(guó)大量生产(chǎn)的PVC-U管道系统提高到國(guó)际先进水平还需要艰苦的努力。(本文(wén)有(yǒu)关的标准见附件1)
我國(guó)生产(chǎn)的聚氯乙烯管道系统至今基本局限于传统的硬聚氯乙烯PVC-U。很(hěn)多(duō)企业不了解國(guó)际上PVC管道技(jì )术创新(xīn)的动向和进展,不知道通过材料和加工(gōng)工(gōng)艺的技(jì )术创新(xīn)可(kě)以制造出比传统PVC-U性能(néng)更好,兼有(yǒu)高强度和高韧度的管道系统。在不少用(yòng)户的印象中(zhōng)PVC管就是一击就碎的脆性管道。虽然近年有(yǒu)个别领先的生产(chǎn)企业和研究院校在探索新(xīn)技(jì )术,包括开发改性聚氯乙烯PVC-M管和双轴取向聚氯乙烯PVC-O管,但是至今还没有(yǒu)大量进入市场。目前见到完成新(xīn)产(chǎn)品系统开发进入试用(yòng)阶段的只有(yǒu)河北宝硕管材有(yǒu)限公(gōng)司的‘高抗冲击PVC管材(PVC-M)’管材和日本积水化學(xué)在我國(guó)青岛生产(chǎn)的亚克力共聚聚氯乙烯AGR管材管件(國(guó)内已经有(yǒu)行业标准)。
另外,在我國(guó)推广应用(yòng)PVC管道系统不可(kě)能(néng)回避的问题--抗地震性能(néng)。我國(guó)PVC管道业还没有(yǒu)在调查研究的基础上拿(ná)出令人信服的答(dá)复。必须注意我國(guó)水工(gōng)业界对于在给水用(yòng)管网中(zhōng)应用(yòng)PVC-U压力管道系统一直存有(yǒu)顾虑,主要原因是其抗地震性能(néng)。中(zhōng)國(guó)水协的会议报告和文(wén)件中(zhōng)上曾引用(yòng)地震对城市供水管网的损害情况的一些调查数据(如日本阪神大地震中(zhōng)硬聚氯乙烯管道破坏率為(wèi)1.013处/公(gōng)里,球墨铸铁管為(wèi)0.135处/公(gōng)里)[3]。因此,这是个不能(néng)不重视的问题。我國(guó)属地震多(duō)发區(qū),根据GB50011-2001《建筑抗震设计规范》介绍,2000年底,在全國(guó)663个城市中(zhōng),有(yǒu)582个要求抗震设防(规定6度以上),占全國(guó)城市总数的87.8%。所以我國(guó)的聚氯乙烯管道业必须积极研究抗地震性能(néng)问题,主动拿(ná)出解决的方案和数据。近年國(guó)外对于塑料管道的抗地震性能(néng)开展了不少研究,开发了新(xīn)的产(chǎn)品和新(xīn)的检测方法,这个方面我们也落后于國(guó)际先进水平。
(在PVC-U非压力管道系领域我國(guó)同样还和國(guó)际水平有(yǒu)差距。但是本文(wén)将只集中(zhōng)探讨压力管方面的问题。)
2我國(guó)发展聚氯乙烯管道系统的历史机遇
近年國(guó)际形势的变化和发展為(wèi)我國(guó)发展聚氯乙烯管道系统提供了一个空前历史机遇。在很(hěn)多(duō)应用(yòng)领域和聚氯乙烯管道系统竞争市场的聚烯烃管道系统受到了石油价格爆涨的严重影响,而以煤為(wèi)原材料的聚氯乙烯因维持在较低价格增强了竞争力。面对市场新(xīn)机遇,如果我们能(néng)够加快创新(xīn)开发,紧跟國(guó)际上聚氯乙烯管道系统技(jì )术进步的步伐,就可(kě)以开拓一个全新(xīn)的局面。