高密度pvc双壁波纹管生产工艺控制

高密度聚乙烯（HDPE）双壁波纹管的生产和工艺控制

上海康诺管业有限公司罗明来

目前，我国已将城市污水处理和雨水收集当作国民经济发展的重点战略问题来抓，因而大口径HDPE双层壁承插口双壁波纹管的开发和使用已放到市政工程建设的议事日程上来，环刚度高、冲击强度高、运输安装不破损、使用寿命长、连接密封无渗漏、工程综合造价不高于水泥管的新型排水管道的诞生已成为市政排水排污管网建设中重点关注和推广使用的新一代产品。

由于聚乙烯管道具有较好的物理力学性能和安全可靠的卫生性能，其主要特点是重量轻、强度高、耐酸防腐、抗压、施工方便、用料省，使用寿命可达50年以上等优点，属绿色环保高新科技产品。

特别是双层壁承插口高密度聚乙烯双壁波纹管，由于接头连接牢固，质量稳定可靠，施工方便等因此大口径高密度聚乙烯双层波纹管道是市政管道工程规划开发更新改造的主要推广应用的产品。

一、双层壁承插口厚度大大高于单层壁承插口厚度

双层壁承插口高密度聚乙烯双壁波纹管，由于承插口管壁厚度大大高于单层壁承插口管壁的厚度，因此双层壁承插口刚性好，特别在室外气温高达50℃时也不会变形，并且通过测试我公司生产的大口径管道，管材表面温度从室温升高至50℃时，6米管材长度的收缩率仅为0.1-0.2%，管材内径的收缩率仅为0.55-0.60%左右，在低温-40℃时也能照常施工，而且不破裂。因此我公司生产的埋地用双层壁承插口双壁波纹管在室外施工埋地安装时，气温变化时对于管材各项尺寸指标影响不大。综上所述，由于混凝土排水管的泄漏造成环境污染是混凝土管的最大缺点，而双层壁承插口HDPE双壁波纹管的连接密封性能优良，其内压可以达到0.15MPa不渗漏，据资料统计在城市污水管网中混凝土管泄漏可达30%以上，主要是因为混凝土管在保证密封性方面比较差，而且在施工过程，不能保证不泄漏，因为埋地土壤的不均匀沉降就可就可造成密封连接处的破坏。虽然大口径HDPE双层壁承插口双壁波纹管单价要比混凝土管高，但从目前国内外排水管铺设实践经验证明，其总的工程造价可低于传统的混凝土管，比承插口混凝土管的造价降低30%左右，而且施工周期可大大缩短，并且具有良好的经济效益。

目前，采用结构壁管型式生产的HDPE双层壁承插口双壁波纹管材，其主要特点是重量轻、环刚度高、韧性好。所有生产规格的高密度聚乙烯管材其环刚度都在SN8以上，并且生产的双层壁承插口双壁波纹管全部都是在线扩口，扩口部分全部是热熔融双层复合的双壁扩口聚乙烯双壁波纹管材，其承插口是双壁复合强度高、不分层、无气泡、不易变形，这种双层壁承插口双壁波纹管其生产技术要求高、难度大。在国际上HDPE双层壁承插口双壁波纹管在线扩口生产技术也是最先进的，在产品质量上也是最优异的。

双层壁承插口的双壁波纹管在工程施工时能完全实现承插式柔性连接法，解决了一般大口径塑料排水管不易解决的密封连接问题。并且我公司生产的所有双层壁承插口管材的连接密封试验内压全部达到0.15Mpa以上。

二、埋地用排水管的主要性能指标是环刚度

HDPE双壁波纹管主要应用于城市排污管和雨水管，由于排水管是在重力作用下输送污水和雨水，故其通常管内无压力，所以又称埋地非压力管道。由于排水管大都埋在地下，所以必须承受一定的外部压力，因此埋地排水管又必须具有一定的刚性和强度以承受外部的压力，埋地排水管所受的外压负荷可以分为静负荷和动负荷两种，静负荷来源于管道上方的土壤重量，动负荷来源于管道上方过往的载重车辆。埋地排水管所受的外压负荷和埋地深度密切相关，埋地越深管道所受静负荷越大，而所受动负荷越少。美国聚乙烯波纹管协会介绍在埋地深度超过2.4米深时，可忽略动负荷。

埋地排水管的主要性能指标是环刚度。

S-环刚度KN/m2 E-材料的弹性模量KN/m2 I-惯性矩m4/m D-管材的平均直径

从上述公式表明，环刚度与弹性模量的惯性矩成正比，与管材的直径立方成反比，因此对大口径高密度聚乙烯双壁波纹管来说，管材直径越大，环刚度就越低。

1、要提高惯性矩I，首先要为管道设计出合理的科学的管壁结构和管道的截面结构，因此作为结构壁管双壁波纹管就是达到了用较少材料而达到较高的惯性矩。

2、要提高弹性模量E，就是要选择特定的塑料原料，因为不同的热塑性塑料材料就有不同的弹性模量，如聚氯乙烯（PVC）弹性模量较高，但是其材料的流动性稳定性比较差，生产大口径结构壁管道比较困难，目前国内聚氯乙烯树脂生产的双壁波纹管其直径一般在DN500mm以下。

而高密度聚乙烯（HDPE）弹性模量较低，但其树脂流动性和稳定性比较好，而且柔韧性较好，可以在低温环境下施工，因此可以生产大口径的双壁波纹管，直径一般在DN800-1200mm以上。

针对上述情况，我公司同国内一流企业齐鲁石化和燕山石化有关部门一同试制生产开发出适合生产大口径高密度聚乙烯双层壁承插口双壁波纹管的专用料。使我公司生产出内径800mm和内径1000mm的大口径高密度聚乙烯双层壁承插口双壁波纹管，完全克服了原料下垂现象，环刚度全部在SN8以上，管材落锤冲击性能良好。

双壁波纹管专用料具有以下特点：

a、专用料的弹性模量高、强度好，刚韧平衡，生产的大口径聚乙烯双壁波纹管，环刚度高，密封性能良好，耐酸碱，抗腐蚀，耐寒耐热，无毒性，可在-40℃-60℃条件下长期使用，使用寿命可达50年。

b、熔体压力高，可满足大口径双壁波纹管在线扩口的生产工艺要求。

c、成型加工性能好，双壁波纹管在挤出加工时，管胚熔垂度小，产品壁厚均匀，连续生产性能稳定。

三、大口径HDPE波纹管的成型工艺

1、先进的具有国际水平的设备配置。

大口径波纹管的生产主要取决于生产线的先进性，以确保产品的一流质量，加拿大科玛公司研制开发的4020-7.6MOR成型机绝大部分技术在世界各地获得了专利权，其制造和生产大口径波纹管设备雄居世界领先水平，同时科玛公司产品已经获得CE认可，并完全符合欧洲技术和安全标准，特别是双层壁承插口的在线扩口生产技术在世界各地获得了专利。

2、双壁波纹管的成型工艺

a、波纹管成型机：双壁波纹管成型其关键就在于波纹管成型机，其中包括波纹成型模块，扩口成型模块、挤出模头水套和真空冷却系统四大部分。由于，双壁波纹管的重要指标是环刚度，因此要制造高环刚度的产品，必须要有合理的先进的波峰形状。

通过实践证明，要制造高环刚度的双壁波纹管，必须要具有既宽又高的呈正弦波形状的波纹，如同圆拱形桥梁能承受较大的负载一样。