PE管的长远发展展望

PE管的长远发展展望PE管材与传统的金属管和其它塑料管相比,具有密度低、强度与质量比高、脆给温度化低、韧性好、耐腐蚀绝缘性能好、易着色、易于施工和安装等特点、广泛应用于市政和建筑给排水、燃气、供热采暖、电线电缆穿线、农用节水灌溉和工业排污、矿山矿物输送等领域。与钢管相比，成本可降12%左右，工作寿命长，可达成50a(钢管一般为20a),而且维护费用低。在国外的发达国家和地区，PE管是城际埋地燃气管道中的占有量已达90%以上，在供水管所占市场份额达60%，并且国外在PE管材方面已经建立起了非常成熟的标准的施工规范。在我国，镀锌管逐步被禁用后，PE管在建筑供水等领域很有竞争优势，在燃气、工业供排水、通讯、农业灌溉等领域PE管材也呈迅速增长的态势，但有些领域的管材标准和规范还未跟上，在一定程度上影响了PE管材的应用和发展PE管材的分类方法很多，种类也很多。按用途分，可分为建筑和市政给排水管室外燃气管、农用灌溉管、穿线管（电线、电缆及光缆）、排污管等。表1列出了几种常见用途的PE管材。按管材品质和结构分，PE管材可分为普通PE管、铝塑复合管、钢塑复合管、钢塑复合管、加筋（筋为金属丝，网等）管单/双壁波纹管、螺旋管、光缆用硅芯管等。按原材料密度分，可分为高密度管、低密度管以及中密度管（中密度管因用途与高密度管相同，常视为高密度管的一种）。表1PE管的用途

种类市政给水市政排水建筑给水建筑排水室水燃气热水采暖矿物输送穿线管农用灌溉排水管HDPE（含双峰）/——/——//——///MDPE————/——/————

————UHMWPE——/————————/————/LDPE/LLDPE——————————————

——PE-X————/————/——///注：/-可以使用，—-不使用。近几年，单纯用密度已无法准确反映PE作为管材的本质性能，目前国际上通行的分类方法是根据PE管的长期静液压强度对管材及其原料进行了严格的分类，分为PE32、PE40、PE63、PE80和PE100五个等级，PE80和PE100级的中高密度PE管材能够用于输送燃气，而PE63以下的PE管主要用于热水管和排污、灌溉管等。2000年韩国三星推出了更高标准的PE管材PE112，在强度和耐用性上被认为是目前最好的。热水管和采暖管一般采用交联PE管（PE-X）或复合管，成本较高，国外已经开发成功了HDPE耐热管，其最高使用温度在120摄氏度左右。近几年开发的超高相对分子质量PE（UHMWPE）管可用于许多特殊领域，预计将有较好的发展。目前我国各类PE管基本都有一定的市场份额，也都有一批企业在生产，但上规模、上档次的厂家并不多，本文重点讨论消费量较大、市场前景较好的HDPE（含MDPE及UHMWPE）管材的市场现状和前景。1我国HDPE管材专用料产需现状和前景我国PE装置大都是引进的国外20世纪80年代前后的工艺技术，与国外先进水平相比，技术较为落后、规模较小、成本较高。目前生产的大都是中低档管材，高档管材基本未形成规模生产。1990年齐鲁石化开发出DGD2480管材料，直到1995年国内也只有齐鲁一家生产HDPE管材料，且年生产量在5kt左右徘徊，当时国内HDPE管材年需求量在80kt左右，绝大部分依赖进口。到2001年国内产量已超过40kt，而国内需求量达160kt，产需缺口仍较大。近几年燕山、扬子、大庆先后开发生产了6100M管材料，金菲开发了生产了TR480管材料，目前这两个牌号都形成了一定的生产能力，且在供水管等领域占领了一定的市场份额，但均未能用于燃气管市场。另外，盘锦、独山子、吉化抚顺石化等也都在积极致力于HDPE和MDPE管材料的开发和研究工作。上海石化250kt/aPE新装置也瞄准双峰HDPE管材市场，扬子石化正在建设的200kt/a全密度装置也将以MDPE管材为主要目标市场。上海塞科（BP-上海石化资）900kt/a乙烯工程，扬子一巴斯夫600kt/a乙烯工程、中海油一壳牌惠州800kt/a乙烯工程等目前都已动工兴建，并将在2005年前形成生产能力，它们相应的PE装置也会生产一定数量的PE管材料。而新上装置无论在技术上还是在产品质量及成本上，都会好于国内目前已有的产品。因此，如果国内现有产品质量不提高、成本不降低，将很难与新上装置的产品相竞争。国内企业大都意识到这一点。吉化公司今年的扩能（PE由150kt/a扩至270kt/a）改造，引进新技术、准备开发生产双峰PE新产品。扬子石化、广石化、茂名石化等也都在积极组织开发生产MDPE新产品。另外，目前国内高档专用管材料市场基本是进口料的天下，如燃气管材料，国内管材加工企业多用于飞利浦的TR18、BP的PC2040、SOLVAY的TUB101和北欧化工的ME2418等，其价格在10000～12000元/t。而国产管料还没有通过国际权威部门的燃气专用料质量认证。就产PE80的质量要求，可以满足燃气管材的质量要求。目前齐鲁和金菲都在积极进行质量认证工作。因此可以预计，今后国内管材专用料市场的竞争是非常激烈的几种国内市场常见的管材专用料的性能见表2。

表2目前国内使用主要管材料的性能指标牌号2480/24006100MTR480PH150TUB101PC2040TR418ME2148生产公司齐鲁石化扬子等金菲石化韩国现代SOLVAYBPPHILIPS北欧化工密度/kg942/939>951944938949940950939～949熔体流动速率/g.(10min)-10.09/0.150.1～0.2屈服强度/MPa>20/>30>1822>1922>30>3019断裂伸长率/%>400/>800>400>500>800

>500>500>600维卡软化点/摄氏度110/120

127119--冲击脆化温度/摄氏度<-90/<-180<-90<-90<-90

<-118<-118<-70ESCR（F50)/h>1000/>1500>1000>1000>1500>1000>1000>1000>5000聚合类型丁烯/已烯丁烯丁烯/已烯丁烯双峰已烯已烯双峰相对分子质量分布宽〈70

宽中

主要用途夹克管、水管、燃气管等水管、工程管等水管、燃气管、工程管等夹克管、水管等燃气管、水管等燃气管、水管等燃气管、水管等燃气管、水管等目前国内应用情况A/DAAAAAAA注:A-大量应用,D-正在开发

众所周知，已烯共聚、双峰HDPE及MDPE管材料性能优良，耐环境应力开裂、加工和制品性能均好于丁烯共聚产品，目前已经成为世界范围PE管材专用料的主导方向，国内企业也应当尽快开发，并且日投放市场。上海石化的新上HDPE装置引进了北欧化工的北星双峰技术，可生产的双峰YGH051T和YGH041T是专用承压管基础树脂，可用于水管、燃气管、排污管、换衬管、海水泄出管、薄壁波纹管和工业用管，它们是设计为PE80和PE100的黑色HDPE。目前正在试生产，一旦生产成功，将成为性能最好的国产HDPE管材料。齐鲁石化已经开发成功了已烯共聚的管材料HDPE2400，正在组织进行燃气管材质量认证，一旦通过认证将投入批量生产。此外，UHMWPE作为一种新型管材料，市场前景看好。由于其相对分子质量大（一般150万以上，普通PE在2万～30万），熔融粘度高，难于加工，过去主要用于板材生产；近几年随着加工工艺和设备水平的提高，开始广泛用于管材生产。也正是由于UHMWPE树脂的特殊性能，使它具有普通PE和工程塑料无法比拟的特殊性，如极佳的耐磨、耐冲击、自润滑、耐腐蚀、耐低温、吸收冲击性等综合性能，因此可广泛用于工业及民用一些特殊领域，如用开面粉加工、矿业和化工等企业的固体颗粒、粉末、固液混合物、液体气等介持质输送。目前国内UHMWPE产量不足20kt（大都采用淤浆法生产）其中，北京助剂二厂的年产量最大，达10kt多，上海合成树脂科研所年产量2kt左右，其它企业的产量加起来不足3kt，齐鲁石化通过几的努力于去处开发成功了低压气相法生产UHMWPE工艺，并试产了一批产品，市场反应良好，产品供不应求，今后将根据市场需求情况增加产量。国内目前UHMWPE市场份额在40kt左右，其中用于管材生产的不足10kt。目前普通HDPE价格在6000～7000元/t，而UHMWPE价格在10000元/t左右，二者的成本相当，可见生产UHMWPE经济效益较好。2市场前景“以塑代钢”已成为我国管道工业21世纪发展的必然趋势。目前，HDPE管材的发展应用如日中天，方兴未艾。预计2005年，在全国新建、改建、扩建工程中，塑料管道采用的比例分别为：建筑排水管道70%，建筑给水和热水供应管道60%，电线护套管80%，建筑雨水排水管道50%，城市供水管道（DN400mm以下）50%，村镇供水管道60%，城市排水管道20%，城市燃气管道（中低压管）50%。2000年全国塑料管道需求量为1000kt多，2005年将达到2000kt，2010年将达到3000～4000kt；其中PE管材的比例将从2000年的36%提高到2005年的45%和2010年的60%。而HDPE管材在PE管材中占的比例相当大，且性能价格比优于其它塑料管材。因此，预计随着国内经济的发展和各类工程质量要求的不断提高，HDPE管材市场潜力巨大应用将日益广阔。2.1燃气管我国从1982年开始使用HDPE燃气管，目前国内燃气管的生产能力超过120kt/a，由于设计标准、应用习惯以及应用技术等方面的原因，HDPE燃气管材的实际需求量仅为50kt/a，占整个燃气管材市场的14%左右，与发达国家存在着较大的差距。美国HDPE管道占燃气输送管的比例为90%，欧洲为60%～70%。随着燃气管的应用技术的完善和人们对HDPE燃气管材优越性的认识，HDPE燃气管市场潜力很大。今后我国能源结构向天然气转变，西气东输工程，建设跨越全国的天然气输送管网。2005年全国将有148个城市利用天然气，天然气利用量将达到每年200亿立方米。估计需改造和新建的城市管网约19*104km(不包括天然气输干管和户内管道），除去现有城市管道4.6*104km,需新铺设的管道长度约14.4*104km。按其管道规格，分配情况大致为：管径200mm至400mm的管道约4.3*104km,管径80mm至200mm管道约8.7*104km,其它1.4*104km。其中如果有50%采用HDPE管，预计到2005年HDPE管材需求量达80kt以上。目前用于燃气管的HDPE基本全部为进口料，主要有FINA公司的3802、BP公司的PC2040Y（黄色）、MD20YW（黄色）、MD20BK（黑色）、北欧化工的ME2421（黄色）、ME2418（黑色）、NESTE公司的2490等。随着燃气管向大口径、高压力的方向发展，对材料提出了更高的要求，如SOLVAY公司的EltexTUB120O为中密度双峰分布PE，还有美国FINA公司的PE3344N、PE3814N，这些产品具有抑制快速裂纹扩展的能力，特别适宜生产大口径燃气管。这些原料的到岸价在12000～14000元/t之间。2.2室内外给水管根据国家建设部关《城市供水行业2000年技术进步发展规划》的要求，各地建委开始积极推广塑料给水管，以替代材质差、强度低、腐蚀严重、影响水质的灰铸铁管和镀锌管等，以提高供水水质及安全可靠性，降低给耗，降低漏耗和药耗。这为塑料管材发展提供了良好的契机，也为扩大塑料管材的应用领域提供了发展空间。而HDPE管材耐腐蚀，无结垢层，不滋生细菌、材质无毒，安全卫生，水质优异；具有良好的强度、刚度和弹性、韧性，能有效承受要求的内压力和外载荷，且管接头强度高。供水安全可靠；超低摩阻，输水能力不随时间变化，节约能源，降低电耗；铺设在腐蚀性的土壤中、地震多发地区和经常结冰的地区、山地和沼泽地区，肯有更大的竞争力和技术经济效益。目前，城镇的供水、海水淡化等工程，越来越多地采用HDPE管材。2001年我国HDPE给水管材处需求量为70kt左右，今后随着我国城市自来水普及率的不断提高，城市供热、制冷工程的快速发展和城市建设的日益规范，对优质HDPE给水管材的需求量将会越来越大。预计到2005年，我国城市和农村室内外给水管铺设将达到4*104km，其中40%应用塑料管材，再加上用衬管法修复旧管线的用量，这个领域的塑料管材市场需求量在30kt，其中PE管材140kt。2.3用于金属管道包覆管（夹克管）HDPE包覆管与传统的材料相比，具有保温效果好、寿命长、防腐效果好、施工方便、节能降耗等优点，广泛应用于集中供热、采暖、制冷和防腐工程。1997年齐鲁树脂研究后研制的以DGD2480为基础树脂的夹克管专用料，竞标“陕京天然气线”成功，仅此一项工程用量8kt，后又出口到埃及。据预测，今后这一领域的年消费增长速度为8%，2005年国内需求量将达40kt～60kt。2.4农田节水灌溉管我国水资源短缺，可利用水资源总量为2.8亿立方米，人均占有量仅为1800立方米，仅为世界平均水平的1/4。每处用水总量在5000亿立方米，其中农业用水占用80%左右，而农用水浪费现象十分严重。我国的西部地区大开发战略的实施，“十五”期间将新增节水灌溉面积1.5亿亩，其中喷灌7900万亩、滴灌1000万亩、管道输水1400万亩，完成这项工作需要各类管材、管件、喷头等1000kt多，增加投资1000多亿元其中一部分将采用PE材料，预计到2005年和2010年该领域的PE管市场份额将分别达80kt和200kt。2.5排水、排污管排水、排污管是PE管应用较多的领域。发达国家排水、排污管是塑料管应用最大的领域。我国原来多用聚氯乙烯管。近年来PE管的使用量迅速增加，国内埋地HDPE排水管和排污管的工作刚刚起步，但随着国家对环境保护的重视，这一领域市场潜力很大。预计到2005年，该领域的HDPE管需求可达30kt～50kt。2.6电线电缆穿线管及光缆护套管目前，通迅电缆（光缆）的护套管主要采用PE管而穿线管部分采用PE管。我国有不少企业生产护套用双壁波纹管，年产量在50kt左右，其中约30%是HDPE双壁波纹管，而光缆护套中被称为“硅芯管”的HDPE的新产品，在通迅建设中已大量应用。目前国内只有上海金菲生产用于硅芯管HDPE树脂，产量10kt多。随着我国通迅工业的发展，对硅芯管需求量急剧增加，从1997年上海第一家生产硅芯管，现在已有5、6家10kt级生产企业，总能力约达100kt。一条新建高速公路一般要预埋20条硅芯管，估计我国每年仅为此配套的硅芯管市场在超过20kt，预计2005年通迅领域PE管的市场有40kt～50kt。2.7UHMWPE管材市场前景UHMWPE作为一种特殊的HDPE树脂，其管材在国内外还只是刚刚起步，但由于其综合性能优异，在进行粉/粒料、浆体、液体及气体的耐磨和耐腐蚀输送方面具有其它管材无可比拟的优越性，因此一出现就倍受人们的一青睐。今后在以下几个领域应用前景广阔：粮食输送：由于其具有极高的耐磨性、自润滑性和优良的卫生性，可广泛用于谷物等粉状或颗粒状固体输送。改善了环境，减少了噪音。热电行业：适用于火力发电厂的排灰管，不结垢、不用清洗，每年可节省大量用于清洗传统金属管道的费用。建材业：适合建筑材料，如沙（砂）石、水泥、混凝土、石灰等的输送。输送阻力比金属管小25%，可大大提高输送效率。煤炭、采矿业：应用于煤炭采选及输送，铁、锰等黑色金属矿和铜、金、铅、钨、钼等有色金属矿采选及石灰石、铝土、石膏等非金属矿采选。化工原料及油、气输送：由于其具有优良的耐化学腐蚀性，在耐磨工业管道中完全可以替代钢管用于化工企业和腐蚀性环境地区输送强腐蚀性的化工原料。水利业：用于挖泥船和江、河、湖、海清淤工程泥沙输送管，替代碳钢管可防腐蚀。由于其耐磨性比碳钢管提高8倍，使用寿命长达60a，输送成本降低，并且质量轻，安装方便。如果UHMWPE管在以上领域中广应用,保守地计算,市场年需求量为60kt～80kt.由于UHMWPE加工难度大,技术含量高,目前国内这类管材生产企业还不多,年总产量在10kt左右,远远满足不了市场的需求。3管材加工企业简况我国政府从1994年开始由建设部、原化工部、原中国轻工总会、国家建材局、原中国石化总分司五个部委联合组织“全国化学建材协调领导小组”制订和发布有关大力发展化学建材的目标、规划、政策、规范等，在短短几年中，我国塑料管材获得了迅猛的发展，1994年全国塑料管材生产能力为240kt，产量为150kt，2000年能力为1640kt，产量1000kt多（其中PE管材产量约360kt），管材的生产线已达3000余条。其中有纯PE管生产企业近150余家，有近100家是生产农村给水管和农业用灌溉管，年生产能力达到450kt（实际产量约300kt）。有铝塑复合管生产企业近300家，生产线达到300余条。生产能力达到8亿m/a。有交联PE管生产企业近100家，生产线达到100多条，生产能力达到5亿m/a。有UHMWPE管材生产企业10家左右，加工能力约10kt。下面是我们了解到的规模较大、加工设备的技术较为先进的一些管材生产企业的情况。3.1无锡新东塑料管道制品有限公司无锡新东塑料管道制品有限公司（原无锡塑料五厂），是国家建设部颁发燃气管生产许可证的厂家之一，可生产燃气和供排水管等，总加工能力15kt。其燃气管的生产基本采用进口料，价格在11200～11800元/t，年产燃气管材料没有经过国际质量认证，虽然国家建设部一直在致力于PE燃气管材的推广使用，但是具体的实施部门仍然十分保守，进展缓慢。该厂使用齐鲁DGD2480生产大型农用喷管（89mm),质量很好，年产量在2kt～4kt。3.2山东胜利股份塑胶有限公司该公司也取得了国家建设部颁发的燃气生产许可证，拥有全套进口的燃气管和水管生产线，年生产能力为20kt，是国内最大的HDPE管材生产企业之一。燃气管量6kt，水管的护套管产量约5kt。目前使用的燃气管材专用料全部是进口的，主要有BP公司的PC2040Y、MD20YW、MD20BK和北欧化工的ME2421、ME2418、ME2430，价格在11000～13000元/t，该厂用齐鲁产的DGD2480生产水管和护套管并对DGD2480进行了分析，发现ESCR性能优良，达到1000h以上，热稳定性好，屈服强度为22MPa，断裂伸长率为600%。该厂希望齐鲁DGD2480CE尽快通过国际权威部门的认证。3.3安徽国通高新管业股份有限分司该公司已经建成国内塑料管材大型生产企业,特别是PVC、PE双壁波纹管是全国最大规模企业，年产50kt大口径双壁波纹管，从德国引进近10条生产线，设备先进，产品规格齐全，口径有100mm、160mm、200mm、250mm、315mm、400mm、500mm、630mm、800mm等多种规格。国通管业与奥地利辛辛那提挤出技术有限公司合作，计划在今后5～10a内共同投资15亿元人民币，兴建年产300kt新型塑料管材基地，该项目建成投产后将成为中国乃至亚洲最大的新型塑料管材企业。3.4UHMWPE管材加工企业UHMEPE管材在我国尚属新型管材,加工技术难度较大,加工企业还不多(约10家)。随着UHMWPE管材生产线的国产化，以及管材利润空间较大，国内这类管材生产企业将逐渐增多，规模将不断扩大。1999年清合寿山股份有限公司自行研制了开发了单螺杆挤出UHMWPE管材生产线，并迅速投入生产，所产管材口径50mm～80mm。由于其产品供不应求，生产线由不8条迅速扩张80条，加工能力达2kt,是目前我国最大的UHMWPE管材加工企业，另外，莱钢集团东方管业公司与山东科技大学开发研制出了UHMWPE生产工艺，并建成了10条生产线，可生产大口径薄壁管材（最大直径530mm），填补了国内直径在400mm以上UHMWPE