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PVC管材生产应用现状及发展趋势

发布日期:2023-04-05 10:41:19 浏览次数:1161
本篇文章内容关键词: PVC管材 PE管材 PP管 灌溉 双壁波纹管

     硬质PVC管材、管件在众多PVC制品中,在我国呈快速增长之势,也是各种塑料管道中消费量最大的品种。我国PVC管材经过近几年的宣传推广,特别是国家有关政策的支持,PVC管材生产和应用取得了长足发展,PVC管材产量已占塑料管材总产量的50%以上,广泛应用于工业、建筑、农业等许多行业。

    一、PVC管材发展情况

    1、PVC管材优势

      在通用树脂生产中,以PVC树脂耗乙烯量最低,生产成本也最低。国内生产每吨PVC需耗乙烯0.5314吨,而每吨聚乙烯平均耗乙烯1.042吨,国内每吨PVC树脂的乙烯耗量比聚乙烯少消耗约50%。而生产PVC用的原料氯气,是平衡生产烧碱产生氯气的重要途径,烧碱是国民经济必不可少的十分重要原料。另外,从塑料制品角度看,PVC与各种助剂相容性好,在生产管材中可加入大量低廉的填料,使生产成本大大降低。

      PVC管材与金属管材相比,生产每立方米PVC和生产每立方米钢及铝计算,钢的能耗为316KJ/m3,铝的能耗是619KJ/m3,PVC的能耗为70KJ/m3,即钢的能耗是PVC的4.5倍,铝的能耗是PVC的8.8倍。而生产PVC管的加工能耗也仅为同口径金属管材的三分之一。同时由于PVC管壁光滑,不结腐蚀瘤,输水效率高,用于输液可节电20%左右。

      PVC管材有很好的力学性能,且具备极好的耐腐蚀性,使用过程中重量轻,安装方便,不需维护,而使用钢铁作公用工程的下水管道,在使用过程中由于易腐蚀,必须经常涂敷涂料,维护费用高。一般建筑及公用工程用金属管道20年左右就更换,而作用加工良好的PVC管道,使用寿命长达50年等。因此,PVC管材是一种生产成本低、强度高,耐腐蚀的良好塑料制品。

      一般来讲,在排污、废水和通风管道方面,PVC管道比使用铸铁管节约安装和劳务费用约16-37%;作导线管比使用金属导线套管节约费用30-33%;而作用氯化聚氯乙烯(PVC)管在冷热水方面,比使用相同尺寸的铜管节约费用为23-44%。因此,由于PVC管材的优势,各国均在积极发展和推广PVC管材。

    2、PVC管材生产及消费情况

      自八十年代以来,我国先后引进不同型号的PVC管挤压生产线上千条,涌现出象大连实德、浙江永高、上海汤臣等较大的管材生产厂家。目前,我国UPVC(硬质PVC)管材、管件生产厂有600余家,总生产能力110万吨/年以上,生产规模在1万吨/年以上的厂家有30多家,规模在0.5-1万吨/年的厂家有60余家,UPVC管材、管件的生产设备基本上实现了国产化。

    在我国,PVC管较PE管和PP管开发早,品种多,性能优良,使用广,在市场上占有重要位置。到1999年底,全国塑料管生产线约有2000余条,其中引进设备约占15%。1999年我国各种塑料管材的生产能力超过165万吨/年,实际产量100万吨左右,而其中UPVC管材占50%以上。

    这些年来,在世界PVC的市场应用中,以建材市场为最大,且增加速度也最快。近年来美国建材制品一直占其制品总量的60%,西欧为62%,日本为50%,我国比例则不到30%,上升空间很大。在建材制品中,又以管材和异型材为主,包括建筑上下水管,农用灌溉管,气体输送管,原油输送管等。

    我国UPVC管生产和应用在“九五”期间真正开始得到迅猛的发展,主要得益于政府的大力支持和社会对UPVC管材的认识。目前我国塑料管的应用不仅在数量上而且在品种和规格上得到了很大发展。如UPVC管在一些城市建筑排水应用上已达到90%以上,绝大部分UPVC管材企业这几年效益十分良好。

    在“十五”期间,塑料管的推广应用主要以UPVC和PE塑料管为主,并大力发展其它新型塑料管。到2005年,在全国新建、改建、扩建工程中,建筑用排水管道50%采用塑料管,城市排水管道20%采用塑料管,建筑给水、热水供应和供暖管道60%采用塑料管,城市供水管道(Dn400以下)50%采用塑料管,村镇供水管道60%采用塑料管,城市燃气管道(中低压管)50%采用塑料管,建筑电线穿线护套管80%采用塑料管。预计2005年需求塑料管材约200万吨以上,其中绝大部分为PVC管材。

         在发达国家中,PVC管消费量一般占塑料管市场的70-80%,而我国PVC管仅占塑料管的总量的50%左右,我国PVC管的发展潜力十分巨大。发达国家PVC各种管材的消费比例是:供水管占33%,下水管占22.3%,排污管占15.7%,灌溉管占5.2%,煤气管占0.8%,其它管材占22.7%。其中管件与管材的消费量比约为1:8。        

         在建筑市场上,使用的PVC管材有两种:一种是耐压管,一种是无压管。过去一般使用的铸铁管和铜管作为耐压建材,不仅腐蚀严重,而且需要经常维护和更换,成本较高。国外建筑上现在广泛使用耐压自来水管、热水供应管大多使用PVC管。小口径PVC管(UPVC管,CPVC管)具有成本低、耐腐蚀、不需经常维修和更换等优点。而大口径PVC耐压管(直径在100-900mm)替代铸铁管、增强小泥管,供水系统流动性好、耐腐蚀、重量低。节电、水质量好。而用PVC芯层发泡无压管作为室内下水管和雨水系统管,能很好解决室内下水管的噪音问题。公用工程排污管用无压PVC管,具有耐腐蚀,不受硫化氢的侵蚀,使用寿命长,重量轻,安装费用低,易连接且密封,不易断裂。此外,建筑用串线管和地下电缆护管也是PVC管材的另一个市场,目前国内采用的品种是直扩管、双壁管和单壁波纹管。

          农用管材是PVC应用的又一个广阔领域。我国属资源缺水国家,目前,我国大多数农田还都采用土渠灌溉,水源浪费十分严重。而由于缺水,大量耕地得不到很好灌溉,农作物产量低。而用PVC管进行灌溉,可节水50%左右。而使用PVC固定或半固定灌溉系统种田,不仅节约水源,而且能提高产量,设备不腐蚀等优点,大大节约灌喷设施的造价。目前,我国还没有一个县完全实管灌,全国绝大部分地区对管灌还缺乏基本认识,因此,加大在农村PVC管灌的宣传和推广力度,其潜力十分巨大。

    3、国内目前常用的一些PVC管材

         UPVC管:UPVC管的最大应用是建筑业。目前在全国各省市的自来水管道系统和住宅自来水管上推广应用,在建筑业上主要用作排水管、雨水管和穿线管。UPVC管具有耐化学腐蚀,自熄性和阻燃性,耐第化性好,内壁光滑,电性能良好,但UPVC管韧性低,线膨胀系数大,使用温度范围窄。开发UPVC管效益明显,生产和使用UPVC管比铸铁管节能55-68%,生产和使用UPVC供水管比镀锌管节能62-75%,而且同规格单位长度的价格只有镀锌管的1/2,安装费用比镀锌管低70%,使用1吨UPVC供水管可以代替12吨铸铁管,应用1吨UPVC波纹管可以节约25吨钢材。

          芯层发泡管:芯层发泡管是采用三层共挤出工艺生产的内外两层与普通UPVC管相同,中间是相对密度为0.7-0.9低发泡层的一种新型管材,其环向刚性是普通UPVC管的8倍,而且在温度变化时尺稳定性好,隔热性好,特别是发泡芯层能有交阻隔噪声传播,更适用于高层建筑排水系统。发泡芯层管较实壁管材可节省原料25%以上,且内壁抗压能力大大提高。而在内壁带有若干凸形螺旋线的芯层发泡消音管,水沿管内壁自由连续呈螺旋状流动,在排水管中央形成气柱,使管内压力降低10%,通用能力提高10倍,排水量增加6倍,噪声比普通UPVC排水管低30-40db。

         PVC径向加筋管:生产这种管材采用特殊模具和成型后续装置,是一种重型大口径超强筋环状玻纹管材。特点是管外壁上带有径向加强筋,能大大提高管材环刚度和耐压强度的作用,特别适用于市政工程中的排水。

        双壁波纹管:双壁波纹管是同时挤出两个同心管,再将波纹管外管熔接在内壁光滑的铜管上而制成的。具有光滑的内壁和波纹状外壁,质轻而强度高,比普通UPVC管可节省40-60%的原料,主要用作通讯电缆护管、建筑排气管和农用排水管等。

        PVC透时增强管:经内、外两层塑料挤出成型而制成,中间夹有合成纤维,柔韧性好,可弯曲。PVC透明管具有较好耐酸、耐碱、耐油、耐老化性能,可取代橡胶管,且价格便宜。广泛用于氮气、氧气、一氧化碳等气体和水、稀碱、油类等液体的输送,也可用作热水器、喷雾器、煤气灶等的导管。

       CPVC管:CPVC管材是由含氯量高达66%以上的氯化聚氯乙烯加工而得的一种耐热性好的塑料管材。CPVC管材的耐热温度比UPVC管材高30℃以上,而且尺寸稳定性提高,线膨胀系数降低。CPVC管的耐热、耐老化、耐化学腐蚀性优良,在沸水中也不变形,可用于热水、耐腐蚀液体和气体的输送。国内佑利有限公司生产CPVC管材。

  二、我国PVC发展存在的问题

    1、生产厂家对PVC树脂的要求

        对于PVC管材生产,PVC分子量情况、树脂颗粒形态、表观密度、干流动性、塑化性能等都是重要的加工参数,树脂的这些特征会直接影响管材性能、质量加工效率。目前工业上生产的普通疏松型PVC树脂,颗粒形状欠规整,表观密度低,干流动性较差,制约了挤出速率的提高,影响管材制品质量;特别是厂家要提高大口径管材挤出速率情况下,对PVC树脂有特殊指标要求。

        随着加工技术的发展,国内外直接使用粉料树脂挤出管材的厂家越来越多。即树脂干混后不经加工成粒料而直接生产出管材,减少加工工序并节约投资和生产费用。但是,普通疏松型树脂表观密度低,流动性差,挤出速率慢,加工中容易产生喂料量不足,使管壁形成砂眼和气孔,降低管材强度,影响管材质量,尤其是近些年大口径管材开发和应用,要求加工出管壁绝对无气泡以保证管材使用质量,都需要PVC特种树脂。

        PVC管材用特种树脂是指颗粒规整度在0.90以上,孔隙主适当,表观密度比普通型高15%以上,且干流动性好,易于塑化,熔体流动性好,能满足如大口径管材等高速挤出要求,提高挤出机生产能力的PVC树脂。国外生产PVC管材已很普遍采用这种树脂。而国内这种树脂仍处于开发应用初步阶段,天津化工厂、东苏北方氯碱公司、北京化工二厂已相继研制出特种树脂,虽表观密度确有提高,但VCM存在残留量大,其它指标仍离加工用要求有差距,特别与国外专用树脂相比有限大距离,应用尚有很大难度。因此,国内PVC生产厂和研究单位,应加大PVC管材用专用树脂的开发力度,满足管材加工厂的实际需要,对提高自身竞争力也大有好处。

       另外,对于CPVC管材生产发展,目前存在原料缺乏,国内生产CPVC产品基本上是涂料型的,而用于管村加工的CPVC原料特别缺乏,今后应加快开发,促进国内CPVC管材加工和应用发展。

    2、国内PVC管材加工存在的问题

         PVC管材在我国建筑、农业、电力、通讯市场有着巨大的发展潜力。但是目前我国PVC管材加工企业良莠不齐,质量较差的管材常常混迹于PVC管材销售市场,损害了PVC管材的形象,影响PVC管材的推广力度。同时我国PVC管材加工企业对产品的分类标准还很不完善,一些小的PVC管材加工企业缺乏专业的技术人员,对PVC粉料选择、管材配方把握上还很不到位,不能根据市场需要变化生产出高质量的产品。有些企业生产出的如上水管存在VCM超标等不符合卫生要求现象没有引起足够重视,随着我国对人民生活生命质量的逐步高度重视,这部分企业将会面临越来越大的压力。一些企业只重视生产,不重视对产品销后服务如正确安装使用的指导,会使PVC管材寿命缩短,也会影响社会对PVC管材的认知程度和推广应用积极性。

        在新品种PVC管材开发力度上,也显得明显不足。相当一部分PVC管材加工企业只满足现有品种和质量生产,不具备开展不同用途新品种开发积极性,质量也总是停留在现有水平上而没进一步提高的明确打算。如CPVC管材,目前国内除一家外资佑利公司能生产CPVC管材,还没有第二家能生产CPVC管材,而CPVC管在建筑、化工、化纤等许多行业都有潜在的巨大市场需求,也存在巨大的企业发展商机。再如国内许多企业生产的PVC管材往往只能适用于某一地区的使用,而没有针对气温不同地区开发出不同种类的管材,以提高企业市场应变能力等。

        在PVC管材加工设备上,我国与国外相比,仍存在很大差距。尽管管材加工设备这几年国产化水平有很大提高,但在性能指标以及特种管材加工设备上极存在一定程度上的缺陷,跟不上国内市场发展要求,极需进一步完善开发。

    3、PVC管材市场仍需加强开拓

       近年来,我国PVC管材市场尽管有了迅猛发展,但与发达国家相比,仍存在很大差距。国内大城市建筑和公用工程方面PVC管材应用已有了很大发展,但在中小城市及乡镇,PVC管材应用比例仍很低,人们的第一选择仍往往是金属管材,因此在这些地方加快市场宣传开拓力度是十分必要的,是潜在的更为巨大的PVC管材市场,措施到位将会大大增加我国PVC管材应用量。

       农用PVC管材也是一个巨大市场,我国是个农业大国,传统的土渠灌溉不利农作物高产和农业现代化。全国农村实行管溉取代土渠灌溉,不仅能大大提高产量,节约用地,而且水节约率可达到50%左右,这对于缺水大国来说是十分重要的。而且根据测算,管灌7000万亩土地,可相当于土渠灌溉节约耕地3860万亩,全国有7亿亩土地以上,全部实行管灌效益十分巨大。目前全国还没有一个全部实行管灌的县,因此PVC管材在农村农田的应用潜力十分巨大,值得大力推广。

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