中国塑料管道行业的发展一、塑料管道产量提速现代遍布城乡的各种管道就像生命体的血管一样，保障着社会的正常生产、生活，是重要的基础设施。

塑料管道被广泛应用于各个领域，在城市及建筑物的给水和排水工程、电力和通讯工程、燃气输送工程、农业灌溉工程、工业生产等方面发挥了重要作用。

目前我国塑料管道行业已经成为塑料加工行业的重要组成部分，已经成为塑料管道产量最大的国家。

在国家相关政策扶持以及市场需求拉动下（一带一路”建设，中国制造2025，海绵城市建设，地下管廊建设，水污染防治，“煤改气”政策），塑料管道行业保持持续、稳定的发展，产量由2011年的1000万吨增长到2017年的1522万吨。

塑料管道行业向高端化、智能化、绿色发展。

年份2012 2013 2014 2015 2016 2017产量（万吨）1100 1210 1300 1380 1436 1522增长率（%）10 10 7.4 6.15 4.06 6.0国内的塑料管道生产企业更加重视优化产业结构、提升产品质量，产业集中度进一步提高，产业结构更加合理。

目前行业内前20名企业的产量已超过总产量的40%，品牌和规模企业增长明显，一些企业异地布点、兼并扩张的步伐加快，适者生存，还有一些企业已经选择退出。

国内管道行业是以PVC、PE和PP管道为代表的产品体系，前些年主要的品种为通过挤出和注射成型的口径不大于250 mm的实壁管道和配件。

新材料/工艺的革新、塑料管道结构设计的发展、塑料管道的用途进一步扩大不断地推动着国内塑料管道行业新产品的推出，近几年来随着塑料管道的应用进一步扩大，对新型高性能的管道的需求加大，塑料管道新产品的推出也日新月异，PVC-U管的最大口径已经达到1600mm。

二、塑料管道的发展传统的塑料管道产品从材料来分主要有PVC、PE、PP三类，主要用于市政、建筑给水和排水工程。

目前国内PVC管道约占总产量的55 % ，PE管道约占总量的30 %，PP管道约占总量的10%其中硬质聚氯乙烯(PVC-U)给水和排水管道是我国发展最好的塑料管道品种。

产品以PVC树脂为主要原料，添加必要的助剂(包括热稳定剂、加工助剂、润滑剂等)加工成型的管道系统。

连接方式主要采用专用的胶水粘接和橡胶圈扩口承插2种方式; PE给水和燃气管道是在20世纪80年代末随着高密度聚乙烯(HDPE)压力管道专用料的发展而逐渐兴起的。

通过在聚合中加入共聚单体丁烯、己烯等使得聚乙烯材料长期抗压性能提高。

PE管道的连接方式主要为热熔承插、热熔对接和电熔连接; PP-R管道是PP原料在制备的过程中加入含量不高于2%的乙烯单体与丙烯进行无规共聚，得到的无规共聚PP-R。

改进了普通PP的低温脆性，同时提高了产品的长期静液压强度和耐高温强度。

PP-R管道的连接主要采用热熔承插连接的方式。

除了上述3个品种以外，发展得比较早的塑料管道体系还包括铝塑复合管，这是一种金属和塑料的复合管道。

内外是塑料层，中间是铝层，塑料和铝层的中间用热熔胶层进行粘合。

铝塑管道的连接一般采用铜件进行连接。

双壁波纹管和缠绕管也是我国发展得相对好的塑料管道品种。

它们属于结构壁管材，与普通实壁管道的区别在于存在内壁和外壁结构。

主要用于埋地用排水或通讯用管道，口径可以做到3m以上。

内壁为了满足输送流体的需要是光滑结构，外壁则为了满足埋地抗外压的需要而制成波纹状或中空状的结构。

结构壁管道在满足使用要求的同时能够节约原料，对比同样的实壁管道，结构壁管可以节约原料30%-50 %。

原材料可以为PVC或HDPE。

连接主要有橡胶圈密封连接、热收缩带焊接等。

除上述几种塑料管道外，其它的一些塑料管道包括用于电力输送的护套管和化工用途的氯化聚氯乙烯( PVC- C)、丙烯睛一丁二烯一苯乙烯共聚物(ABS)管道，用于光纤和通讯护套管用的PE管道和HDPE硅芯管，用于汽车、机械气动行业中的聚酞胺管道以及用于地板采暖用的交联聚乙烯(PE-X)管、聚丁烯(PB)管道和耐热PERT管等。

随着全社会节能、节水、节材、节地的“四节”工作的开展，将促进塑料管道有更大的应用市场。

管网改造、污水处理、建筑物内增加污水回用的中水管网设计等许多机会将会进一步促进塑料管道的推广应用。

在塑料管道新产品的更新换代过程中，改性材料、新材料的出现速度将会更快。

由单一材料加工逐步转向改性复合材料，以提高管道某方面特性或综合性能。

同时非开挖技术、水中铺设技术、无沙铺设技术、大口径管道连接技术等先进的工程安装技术将会得到普遍运用。

三、新材料/工艺的发展促进产生的新型塑管PVC-M管是通过提高配方中抗冲击改性剂的加入量，达到提高材料韧性的目的。

目前国内主要采取加入甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)和核壳结构的丙烯酸醋类共聚物(ACR)树脂为主，提高了材料的韧性的同时又避免过于削弱材料的强度。

良好的韧性提高了管材抗水锤和点载荷的能力。

PVC-M管材较同规格的PVC-U管材承压能力高。

PVC- U管材的设计应力为12.5MPa，PVC- M管材的设计应力则为16 MPa。

在承受相同压力的前提下，PVC-M压力管的壁厚大约比相应的PVC- U小30%。

PVC-O管是通过特殊的取向加工工艺制造的管材。

这一加工工艺是把采用挤出方法生产的PVC-U管材进行轴向拉伸和径向拉伸，使管材中的PVC长链分子在双轴向规整排列，将垂直于双向拉伸这个拉伸面的强度，叠加到拉伸面方向来，增加材料拉伸面方向的强度，获得高强度高韧性、高抗冲、抗疲劳的新型PVC管材，性能远优于普通PVC-U管材。

PVC-O产生薄片层状结构，分层结构会阻止由于缺陷和点负载产生的裂纹在材料中扩散。

裂纹在各层通过时会由于应力集中的减少，裂纹扩展被有效的抑制，这样PVC-O管材同时提高了冲击强度和抗裂纹扩散能力。

目前PVC-O管道的国际标准中，规定了其最小要求强度为45 MPa，比普通的PVC -U的25MPa高了不少。

在同样的口径和设计压力下，PVC-O管材比PVC-U管材可节约原料30%以上。

通过双轴拉伸之后，其产品的冲击强度可以提高10倍以上。

此类管道在北美的应用比例达到30%以上。

PE-RT管是一种新型的可用于热水管道的非交联聚乙烯材料。

它是通过特殊的分子设计和合成工艺生产的乙烯和辛烯或己烯的共聚物，具有可控制的支链数量和分布结构的聚乙烯品种。

独特的分子结构使得材料具有优异的耐应力开裂性能和极佳的长期静液压强度。

由于辛烯、己烯等短支链的存在使PE的大分子不能结晶在一个片状晶体中，而是贯穿在几个晶体中，形成了起到晶体之间联结作用的所谓“系带分子”，它保留了PE管的良好的柔韧性，高热传导性和惰性，同时使之耐压性更好，可长期用于60℃以下热水输送。

其保留了PE的良好柔韧性、惰性，同时耐低温（-40℃）、抗冲击性好、耐压性更好，无毒、无味、无污染，绿色环保，可回收。

PE-RT管可热熔连接，安装维修方便。

PE-RT管材具有良好的柔韧型，其弯曲模量为550MPa，弯曲产生的内应力较低。

这样避免了在使用时由于应力集中而容易引起管道在弯曲处出现破坏的现象。

施工时(特别在冬季)，不需要特殊的工具或加热就能弯曲。

热导率为0. 4 W/( m.k)，与PE-X 管相当，远高于PP-R的0. 22 W/( m.k)和PB的0.17W/( m.k)，导热性能优异，适合用作地板采暖管。

中石化齐鲁公司开发的PE-RT管材料QHM22F，是使用茂金属催化剂，采用己烯共聚方法制成的PE-RT管材专用料，通过几年的推广和改进，目前已经占据了国内PE-RT市场的40%左右的份额。

近年来又推出了易加工PERT QHM32F，按照ISO标准已经达到II型料的标准，受到广大用户的欢迎。

PE100-RC管材料是第四代聚乙烯管材料，通过特殊分子结构设计，进一步提高耐慢速裂纹增长性能。

在有外部划伤和点载荷的作用下，仍能达到100年的设计使用寿命，即耐开裂聚乙烯PE100-RC，代表产品是己烯共聚的双峰相对分子质量分布的PE100-RC。

PERC管材料得到了越来越广泛的应用，在德国，政府规定在直接回填、非开挖管道施工、老旧管道修复中，必须使用PE100-RC。

PE100-RC材料由于其优异的耐慢速裂纹增长性能和免开挖、可原土回填等特点，在国内市场上得到了越来越多用户的关注。

目前PE100-RC管道的应用主要集中在一些燃气公司和自来水公司。

β-PP-R/H管，普通PP- R/H管的PP结晶形态主要是a晶型，通过在混配料中添加β晶成核剂，促使管材中的β晶的形成，是PP- R/H管道高性能化的重要途径之一。

通过晶型的改变，可以得到高韧性耐高温的PP-R/H管材。

目前国际上已经有北欧化工推出的β-PP-R专用料。

与а-PP- R/H管材相比，β-PP-R/H管材的耐压强度和耐热温度更高，长期使用寿命更长，因此相同外径的管道输送相同压力的水，β-PP-R/H管材的壁厚更小，可以比а-PP- R/H管材节省13%以上的原材料，同时输送更多容量的水。

与а-PP-R/H管道相比，β-PP-R/H管道冲击韧性可提高2-4倍，热变形温度可提高10-30℃，而强度和模量基本不变，既能保留PP固有的较高强度和刚性，又能大幅度提升PP的韧性和耐热性。

高模量PPB管材料，PPB材料又被称为抗冲共聚物或多相共聚物，其内部结构呈现明显的海-岛两相结构：乙丙橡胶分散在PPH的海洋中，使得材料的加工性、刚性、抗冲性得到最佳平衡。

随着聚丙烯共聚技术的发展，高模量的PPB生产越来越成熟，使得高模量PPB越来越多地被用于排水管道的制备。

一般PPB材料的模量在1.1-1.3GPa，高模量PPB管材料的模量在1.4GPa以上。

与HDPE材料相比，生产相同环刚度的管材料，PPB材料的米重更少，口径越大，材料的节省越明显。

因此在排水实壁管、波纹管、克拉管等产品的生产中，高模量PPB的应用是发展趋势，在柔韧性、水力学特性、耐磨性和耐蚀性方面有着无可比拟的优势。

PE-UHMW（超高分子量聚乙烯）管具有优异的耐磨性，耐磨强度是碳钢的7倍，是普通PE管材的9倍左右。

摩擦因数小，不黏附性好，具有优异的化学稳定性，除极少数溶剂对其有腐蚀性外，常见的无机、有机酸、碱、盐和有机溶剂对这种材料都没有腐蚀性。

相比普通PE管材，PE-UHMW管材具有更高的拉伸强度，更优良的耐环境应力开裂性，更好的耐疲劳性和耐老化性。

这一类的管道在很早以前便引起关注，但是由于PEUHMW的特殊的长链分子结构使其加工难度太大，只能采用间歇式的柱塞式加工和烧结加工方法。

在国内的发展缓慢。

近几年随着研发的深入，国内材料以及挤出的连续加工工艺的突破。

目前这类管道在国内的市场也进一步加大，主要用在矿山、航道疏浚，电站排灰等砂浆、泥浆、化工品输送等工程用管道。