几种大口径塑料排水排污管的分析与比较

几种大口径塑料排水排污管的分析与比较

摘要：塑料排水排污管道属于非承压管道，一般是埋地铺设。这种管道为了降低产品成本，管壁都不是实芯的，由于管材成型工艺的不同，管壁结构也不尽相同。本文对市场上出现的各种管壁结构的塑料埋地排水排污管道，如：双壁波纹管、聚乙烯缠绕增强管（克拉管）、中空壁缠绕管、玻璃夹砂管等非承压管道做了初步的分析，并对各种管道的特点进行了比较。面对市场上出现各种各样的塑料埋地排水排污管道，对将要涉足大口径塑料埋地排水排污管道生产的企业而言，究竟选择哪一种产品，才能满足市场的需求，并且在市场竞争中处于有利位置，文章从国内外各种塑料管材的应用情况，各种管材的生产工艺特点，生产设备，以及投资回报的情况等几方面进行了一些分析。

关键字：大口径塑料管，生产工艺及设备，比较，市场竞争力，投资回收期

随着大口径塑料管材生产技术的不断发展，以及塑料管材与传统管材（如混凝土管、铸铁管等）相比所具有的优越性能，和国家有关部门相继制定的有关限制淘汰落后产品，推广使用新型环保产品的产业政策，在我国的市政工程中，新型塑料管材的应用发展非常迅速。据有关统计资料显示，在欧洲，埋地用塑料排水排污管的消费量占到了塑料管总消费量的56%以上，远远高于用于建筑内的上、下水管的消费量（这一比例大约为8%）。而目前在我国的情况是，埋地用塑料排水排污管的消费量占塑料管总消费量的12%不到，这就预示着在国内埋地排水排污用塑料管行业存在一个潜力巨大的市场。况且我国的人均水资源和污水处理量与欧洲相比还有相当差距。近年来，我们国家已越来越重视环境保护和环境治理问题，尤其是水资源的保护和治理问题。截止到2004年，中国已成为了“中度缺水国家”，每年因为缺水而造成的工农业损失高达3000亿元人民币，经济发展和环境保护的矛盾日益突出。因此，我国目前的水资源的现状也为埋地排水排污塑料管的大量推广使用提供了历史性机遇和客观条件。

1．大口径塑料埋地排水排污管的国内外动态

根据发达国家的经验，塑料管按质量计，应用量最大的领域在室外的埋地排水排污管，据欧洲97年的调查，塑料管总用量226.4万吨中用于排水排污的为127.4万吨，占到56.2%，这是因为现代化的国家需要建设一个庞大的遍布城乡的排水排污管道系统，不仅生活排水、工业排水要进入这个管系，另外更多的雨水也需要通过这个排水系统收集处理和输送。

我国过去在埋地排水领域应用塑料管较为落后，原因一是我国过去对于环保不够重视，管系建设投资不足，多用传统的平接口水泥管，二是塑料埋地排水排污管其设计施工和验收需要全新的规范，我国过去研究应用经验不足，一直没有制定，因此，前几年有几家企业引进进口生产线后，难以打开市场，只停留在做个别试验工程的阶段，近几年来我国塑料埋地排水排污管市场开始起步，被认知，国家级的设计施工工程已陆续报批，塑料埋地排水排污管已成为新的投资热点，而大口径结构壁管更成为其中的首选。

相对于用于燃气输送和自来水输送的实壁压力管道而言，通常用于排水排污用途的塑料管材大多为结构壁管材，即管壁为具有特定形状的非承压管道。原因是埋地排水排污用途的塑料管材主要承受来自管材外部的载荷，而不同于实壁管材主要承受管材内部的载荷。对于承受外部载荷的塑料管材而言，管材的环刚度是一个重要指标（但不是唯一要求的指标）。环刚度越高，则表示管材承

受外部载荷的能力越高；反之，管材的环刚度越小，则表示管材承受外部载荷的能力越低。根据材料力学的理论，管材的管壁设计成具有特定的结构，管材既能具有很好的力学特性，又能大大降低管材的重量（即生产用料），从而降低成本。这也是各种结构壁管（不管哪种形式的结构壁，如波纹管，中空壁缠绕管等）之所以采用结构壁的根本理论原因——尽可能多得降低管材重量。

一般情况下，依据欧洲标准草案PrEN13476，结构壁管可分为A型管和B型管，A型管具有平滑的内外表面，并且又可分为A1型和A2型两种，A1型管壁为多层结构或轴向中空，如PVC芯层发泡管；A2型管壁为螺旋或径向中空，如中空壁缠绕管。B型管具有平滑的内表面，实芯或中空的螺旋或环形肋的外表面，常见的如双壁波纹管，聚乙烯缠绕增强管（克拉管），螺旋缠绕式“波纹管”等。

从管材的生产工艺讲，结构壁管的生产工艺有直接挤出成型和缠绕成型两种成型工艺。采用直接挤出成型工艺的结构壁管又有双壁波纹管和环形肋管两种，这两种管材的优点是整体性好，重量轻，且产量高，连接方便可靠，但因为挤出生产工艺的技术含量高，设备造价高，投资规模较大；缠绕成型的结构壁管可分为中空壁螺旋缠绕管和螺旋缠绕式“波纹管”，这两种管材的优点是其一可以轻易生产较大口径的管材；其二生产缠绕管的设备简单，投资很小。但缠绕成型的管材生产工艺的缺点也很明显：由于熔接缝较长，熔接的可靠性难以控制和测量。而且由于采用缠绕熔接工艺，回收料和填充料的使用受到很大的限制（由于回收料和填充料的性能较差，回收料和填充料使用较多时，熔接缝的熔接强度会更低，从而导致管材的强度较低）。其中，采用缠绕成型工艺生产的中空壁缠绕管每米重量较高，生产效率低，这就必然导致生产成本居高不下，从而大大降低管材的市场竞争力。正是由于上述原因，以双壁波纹管为代表的直接挤出成型生产工艺，一经研制开发成功，便被众多管材生产企业大量应用，为大规模生产和使用塑料埋地排水排污管材奠定了坚实的基础，从而极大地推动了塑料埋地排水排污管材的推广应用。

从大口径塑料埋地排水排污管在国外的应用情况看，应用量最多的是欧洲和美国。尤其是美国，甚至都有专门的聚乙烯波纹管协会（CPPA），由此也可以看出聚乙烯波纹管在美国的应用情况。在众多的结构壁管中，究竟应该选择哪一种类型的管材，要根据各国资源状况，工程的技术要求及城市规划等条件不同而有所差别。但从综合角度来看，由于双壁波纹管所具有的明显优势，世界上大多数国家，排水排污管中应用最多的还是双壁波纹管。我们认为，在上述几种结构壁管中，除非在工程需求的管材直径大到波纹管生产有较大困难的情况下（比如直径超过1200mm），应该优先选择双壁波纹管。而如果采用缠绕成型工艺生产的管材（如中空壁缠绕管），由于管材本身的质量，米重（成本）和生产效率的原因，将很难与双壁波纹管竞争。在建设部2002年发布的关于《淘汰落后的产品，推广使用新型建材》的文件中，明确提出，1200mm以下口径的埋地排水排污管优先选用双壁波纹管，超过1200mm可使用玻璃夹砂管、聚乙烯缠绕增强管和中空壁缠绕管等管材。2．大口径埋地排水排污管生产设备的国内外动态

就各种结构壁管的生产设备而言，不同的管材种类，相应的生产设备也大不一样。缠绕成型的结构壁管生产设备，国外在上个世纪70年代便已推出，而我国企业1995年参考韩国技术开发了螺旋缠绕成型设备，但市场未能打开。后来，国内引进了德国KRAH公司成套技术和设备，于1999