ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ＆ＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮ■ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＨＤＰＥｄｏｕｂｌｅｗａｌｌｃｏｒｒｕｇａｔｅｄｐｉｐｅ
■吴念
１塑料管道的发展概述
我国国民经济持续稳定的高速增
长，为城镇基础设施建设提供了良好
的宏观环境和广阔空间。一方面，随
着我国对于环境保护的日益重视（混
凝土下水管和钢筋混凝土下水管很容
易泄漏、造成污染的问题引起了注
意），特别是在２０００年１１月国务院
发出《关于加快城市供水、排水、节
水和水污染防治工作通知》（国发
［２００１］３６号）之后，从中央到地方各
级政府出台了一系列节水、治污、保
护环境的政策法规。供水、节水、排
水及污水治理将成为今后城市市政建
设的重点，为大口径塑料管的推广应
用提供了市场发展空间。
２００１年１１月建设部在北京召开
“２１世纪国际城市治理及资源化发展
战略研讨会”，对今后十年我国节水
及污水资源化总体工作作了战略布
置。未来１０年国家用于污水治理的
总投资将超过３０００亿元，“三峡工
程环境治理”，“南水北调治污规划”，
“三河三湖流域治污工程”，“环渤海碧
海蓝天工程”及“北京－青岛迎奥运
环境治理工程”等都已列入国务院已
批准或即将实施的计划中，国家宏观
经济发展规划也将把市政排水、排污
工程提到议事日程。由于塑料排水管
道在应用于市政排水排污工程中所表
现出的技术经济指标上的优势，建设
部管道结构委员会已于２００１年下半
年开始制订大口径塑料排水管道的行
业标准和设计，施工技术规范以及工
程验收规程。
近年来已经有一批企业如：伟星
建材、宝石克拉、大连东高、安徽国
风等从国外引进了不同品种的塑料埋
经成功投放市场。与此同时，国内各
种塑料埋地排水管生产线和技术的开
发也日趋成熟。
根据北京塑料工业协会２００５年
的统计，国内各种塑料埋地排水管生
产企业已经达到１００家，拥有各种生
产线２００多条，年生产能力达到３０
万吨。随着塑料埋地排水管道专用
料、管材制造设备和生产技术的发
展，塑料埋地排水管取代传统的水泥
排水管将成为必然的趋势。
为进一步推动塑料管道产业的发
展，国家出台了《国家化学建材产业
“十五”计划和２０１０年发展规划纲要》
和相关政策性文件。在《纲要》中明确
提出：到２０１０年，建筑排水管道
８０％采用塑料管，建筑雨水排水管道
７０％采用塑料管，城市排水管道３０％
采用塑料管，建筑给水、热水供应和
供暖管道８０％采用塑料管，城市供
水管道（ＤＮ４００ｍｍ以下）７０％采用塑
料管，村镇供水管道７０％采用塑料
管，城市燃气管道（中低压管）６０％采
用塑料管，建筑电线穿线护套管
９０％采用塑料管。此外，在建设部第
２７号和第２１８号公告以及相关指导
性文件都将塑料管道作为一种新型
建筑材料进行重点推广应用，为塑
料管道在建设行业的推广应用起到
了促进作用。
排水、排污管是塑料管道应用较
多的领域。在欧洲，排水、排污管是
塑料管应用最大的领域，要占整个塑
料管道产量的５０％左右。我国塑料排
水、排污管原来多用聚氯乙烯管，近
年来随着ＰＥ管道技术的迅速发展，
国内埋地ＨＤＰＥ排水和排污管也迅
速发展起来，另外随着国家对环境保
护的日益重视，以及国内经济的发展
和各类工程质量要求的不断提高，
ＨＤＰＥ管材市场的巨大潜力正逐步被
开发。２０００年以来国内引进的
ＨＤＰＥ管材生产线超过了数百条，其
中大口径ＨＤＰＥ管材主要用于排水
管和排污管。
２ＨＤＰＥ结构壁管在国内
的发展
在排水管和排污管市场，最初使研究开发＿ＨＤＰＥ双壁波纹管应用发展
用的塑料管道是实壁管道，但是近年来塑料结构壁管的发展很快，由于结构壁管可以节省原料，降低成本，因此结构壁管已经成为大口径排水排污管道的主流产品。
在我国用于排水和排污管道的结构壁管中，首先发展的是Ｕ－ＰＶＣ双壁波纹管和环状肋管。９０年代中期上海氯碱总厂引进了加拿大ＣＯＲＭＡ的Ｕ－ＰＶＣ环状肋管生产线，安徽国风引进了德国尤尼克Ｕ－ＰＶＣ双壁波纹管生产线，以后大连三垒首先开发成功国产的Ｕ－ＰＶＣ双壁波纹管生产线，后来又有不少塑料机械设备厂也开发成功国产生产线。从这两种Ｕ－ＰＶＣ结构壁管以后的发展状况来看，双壁波纹管逐渐占了上风。主要的原因是生产双壁波纹管比生产环状肋管要容易一些，还有一个重要的原因就是在同样直径条件下，达到同样的环刚度，双壁波纹管比环状肋管节省原料。
Ｕ－ＰＶＣ结构壁管由于原料加工性能的限制，我国最初只能生产直径５００以下的管材，后来上海公元引进的生产线可以生产直径６００的管材。理论上Ｕ－ＰＶＣ双壁波纹管还可以生产更大直径的，国内报道，杭州波达试生产了８００的Ｕ－ＰＶＣ双壁波纹管。应该讲Ｕ－ＰＶＣ双壁波纹管可以向大直径做，关键是原材料的改性，使之有较好的流动性，又不能增加太多的成本。ＨＤＰＥ的加工性能比较好，因此用ＨＤＰＥ可以生产出直径比较大的双壁波纹管，国产生产线可以生产到直径８
００～１２００，进口生产线中已经有多条线可以生产到直径１２００，在国外ＨＤＰＥ双壁波纹管已经可以生产到直径１６００。
Ｕ－ＰＶＣ双壁波纹管有刚度好、价格低等优点，但是也有低温抗冲击性能差的缺点，特别在我国北方，冬季施工时非常容易破损。近年来由于市场竞争激烈，Ｕ－ＰＶＣ双壁波纹管
的配方性能越来越差，以致在堆放和
运输中也时常发生破损，影响了
Ｕ－ＰＶＣ结构壁管市场的进一步开
发。而ＨＤＰＥ结构壁管在低温韧性
上有明显的优势。ＨＤＰＥ结构壁管有
缠绕管和双壁波纹管。在我国首先发
展的是克拉缠绕管。德国ＫＲＡＨ公
司开发的这种缠绕管称为“ＫＰＳ管”，
在世界范围已经有２７条生产线在生
产，我国已经进口了６条生产线，分
别在石家庄、兖州、南安各２条。
ＫＲＡＨ管由于是在热状态下缠绕熔
接成型，并且有聚丙烯小管加强，因
此性能不错，连接采用电熔焊接也是
比较可靠的。但是由于这种管材进口
生产线价格昂贵，并且与双壁波纹管
相比用料较多，因此管道价格偏高，
市场一直被限制在直径１２００以上国
内双壁波纹管尚不能生产的范围。
“ＫＲＡＨ管”生产线在国内石家庄宝
石克拉和天津东方克拉已经仿制成
功，但还没有销售的报道。有报道大
连施德普机械设备公司也开发了类似
的生产线，同样也还没有销售的报
道。因此克拉缠绕管的生产量在国内
始终不大。
另一种缠绕管就是ＨＤＰＥ中空
壁缠绕管，这种管材在我国的发展始
于韩国的技术。２０００年我国的杭州
韩益，山东迅达，沈阳宇邦等企业引进
了１０条韩国中空壁缠绕管生产线。
由于投资较小，生产过程简单，又可
以生产直径２０００或者更大的缠绕管，
因此很快在我国形成了大口径中空壁
缠绕管热。有２０多个设备生产企业
开发了ＨＤＰＥ中空壁缠绕管生产线，
并形成了相当的销售数量。但是这一
股热潮没有持续很久，很快就被
ＨＤＰＥ双壁波纹管取代，主要的原因
是国内ＨＤＰＥ双壁波纹管生产线开
发成功，并且迅速形成批量的生产能
力，设备的价格也能够为国内企业接
受。另一方面在产品经济技术指标
上，双壁波纹管占有明显的优势。因
此ＨＤＰＥ双壁波纹管逐渐成为国内
塑料埋地排水管的主流产品，从而迅
速发展起来。中空壁缠绕管则和科拉
管一样，主要市场在１２００以上。
以ＨＤＰＥ双壁波纹管和中空壁
缠绕管相比，在相同的直径和相同的
环刚度条件下，双壁波纹管要比中空
壁缠绕管节省原料３０％～４０％以上（见
表１），因此在产品的价格上双壁波
纹管占有明显优势。尽管国内一些企
业对韩国的中空壁缠绕管进行了改
进，比如把方型管改成矩型管而节省
了原料，还有用回收料和新料复合生
产方型管等等，但是生产成本仍然与
双壁波纹管有很大的差距。
另一方面，韩国的中空壁缠绕管
是在缠绕型材冷状态下缠绕，并用热
融塑料黏焊成整体的，这一点与克拉
管在热状态下熔焊是完全不同的，因
此中空壁缠绕管存在有较大的内应
力，粘焊的质量很难保证，又不能进
行在线检测。这些都造成中空壁缠绕
管使用中的隐患，而双壁波纹管整体
性非常好，不存在这么多的黏结焊
缝，有较好的可靠性。因此双壁波纹
管的发展逐渐超过中空壁缠绕管是必
然的。并且由于中空壁缠绕管在焊接
质量上不如克拉管，因此在１２００ｍｍ
ＩＤ内径毫米环刚度３００４００５００６００８００１０００１２００加拿大ＣＯＲＭＡ波纹管８５．６９．５１６．０２２．６３６．０５６．０８９．０德国“ＤＲＯＳＳＢＡＣＨ”波纹管８１４．５２１．０３４．５５３．０８７．０国内一般企业缠绕管８７．５６１５．７２２２８．８６
０．４９６．８１３６．１韩国某企业缠绕管６．５２９．３１８．０２８．０３５．０６５．９１０４．２１４７．５表１比较聚乙烯双壁波纹管和聚乙烯中空壁缠绕管用料单位：公斤／米注：环刚度全部按ＩＳＯ标准
ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ＆ＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮ■以上的市场，也竞争不过克拉管。
３ＨＤＰＥ双壁波纹管的连
接技术
双壁波纹管的连接技术非常重
要，通常是用密封圈承插连接。由于
Ｕ－ＰＶＣ的刚度要明显好于ＨＤＰＥ，
线加工，承口可以保持双壁状态，因
此Ｕ－ＰＶＣ双壁波纹管的承口刚性比
较好，连接比较可靠（图１）。我国大
口径ＨＤＰＥ双壁波纹管进口生产线
中，早期以加拿大ＣＯＲＭＡ公司的
设备为主，最早是山西塑料总厂引进
的，生产最大直径为５００，国内的生
产线也都是以此为样机开发的。之后
安徽国风和北京哈威都引进了可以
生产直径达１２００的ＣＯＲＭＡ生产
线，并且带有双层壁承口技术。双
层壁承口技术的出现是由于ＨＤＰＥ
材料弹性模量比较低，只有
６００－７００ＭＰａ，因此必须对承口壁的
厚度有一定的要求，以使承口有足
够的刚度来保证连接的可靠。按照
欧洲标准和我国已经公布的国家标
准要求，当ＨＤＰＥ双壁波纹管直径
大于５００时，承口壁厚要大于
１１．４ｍｍ。ＨＤＰＥ双壁波纹管的承口
加工与Ｕ－ＰＶＣ双壁波纹管承口加
工不同，是在线加工的，就是在设
定的位置把外壁波纹成型模块更换
成承口成型模块，成型完成产品下
线以后，把内壁去掉。因此这种方
法成型的承口壁厚实际是双壁波纹
管的外层壁厚，在一般情况下外层
壁厚只有５ｍｍ左右，与标准要求相
差很远。即使在承口成型时大幅度
放慢模块运行速度，也不能达到标
准要求的厚度。因此就有了双层壁
承口技术，即把内外层一起作成承
口，就可以达到标准要求的厚度。
但是我国早期进口的设备和国产设
备都只能做单层承口（图２）。于是就
有了另一种做法：在生产线上不做
承口，另外专门生产承口连接套（图
３）。连接套可以用不同的方法生产，
注塑、吹塑、滚塑甚至热挤冷压都
可以。不在线加工承口可以保持生
产线的高速运转和运行稳定，而且
连接套可以方便工程中的管道铺设。
双层壁承口技术比较复杂，在生产
中废品率比较高，设备运转速度始
终在周期变化，因此有些管材生产
厂不愿接受。为加强承口刚性还有
一种做法是在单壁承口产品下线以
后，在承口外壁进行加强，比如缠
绕长纤维玻璃钢，以增加承口的刚
度。德国ＤＲＯＳＳＢＡＣＨ就主张用这
种方法。伟星新型建材有限公司在
引进ＤＲＯＳＳＢＡＣＨ大口径波纹管
后，自行研发的新型专利技术《一种
扩口增强的波纹管》（图４）：该技术
主要通过在单壁扩口的波纹管扩口
端外层用超声焊接上一层塑料板材，
以增加扩口端厚度来达到增强的效
果，有效提高扩口处的材料刚性和
抗蠕变能力，解决了目前国内
ＨＤＰＥ双壁波纹管生产企业扩口端
厚度达不到国家标准规定的最小厚
度的难题，为国内首创。密封圈可
靠性也是一个长期困扰波纹管生产
厂家和使用单位的难题，目前普遍
采用的橡胶圈柔性连接，即单根或
多根密封圈，密封效果多不太理想。
伟星新型建材有限公司自行研发了
一种新型专利技术《一种聚乙烯双壁
波纹管密封圈》：该设计为多重密
封、增宽结构橡胶圈：锲型结构可
防连接后的拔脱；采用双重密封结
构增强密封效果，使管道在发生角
度偏差、挤压变形时，密封槽互相
牵制，可防止密封圈翻转，保证密
封效果，这种结构安装也比较方便。
４ＨＤＰＥ双壁波纹管发展
前景
塑料管道的技术进步和生产规模
图３聚氯乙烯双壁波纹管通过加热
扩口成型的结构壁承口，现在也在探
索应用于聚烯烃双壁波纹管
图１双壁波纹管上不做承口，采用
双端有承口的连接套，广泛应用在各
种材料的双壁波纹管。密封可靠但是
成本较高。
连接套可以用注塑、中空吹胀和滚塑
成型。国内有采用玻璃钢的。
图２上图是在线成型单层壁承口；
下图是在线成型双层壁承口
图４伟星公司具有专利的扩口增强波纹管研究开发＿ＨＤＰＥ双壁波纹管应用发展
化、系列化有利于降低生产成本、营销成本；有利于建立和完善企业质量保证体系，提高产品质量；有利
于提高生产效率；有利于增加市场竞争力。最近几年国内建设的塑料管道企业如伟星建材、安徽国通、上海公元等，大部分都是年产万吨以上、品种规格较为齐全的大中型企业，并且也取得了明显的经济效益、社会效益，因此，今后几年塑料管道的生产仍然是向规模化、系列化方向发展。ＨＤＰＥ双壁波纹管在我国已经起步，有很好的前景，随着我国城镇化步伐加快，以及国家大型重点工程的实施，市政管道用量将会巨增。塑料管道与传统金属管道、混凝土管道相比，具有诸多优势，得到了管道工程界的认同，国家和地方政府也在积极推广塑料管道，市政与公用事业的用户也在积极选用塑料管道，因此，在今后几年，城镇供水、城镇排水、城镇燃气塑料管道，以及城市地下电力、通讯塑料护套管道将成为今后几年发展重点。根据建设行业发展规划测算，“十一五”期间，平均每年塑料管道工程用量将超过２００万吨，其中市政公用工程与建筑工程用量将达到１５０万吨以上，双壁波纹管有可能成为管材行业中产量最大的品种。严格按照标准把产品做好，使得我国塑料埋地排水管得以健康的发展，这是管道生产企业和使用单位的最大利益所在。
（作者单位：北京市塑料工业协会）
参考文献：
［１］聚乙烯管道系统的连接技术问题，张玉川，塑料２００５，３４（２）．
［２］一种扩口增强的波纹管（ＺＬ２００５２０１０１２３４．１）临海市伟星新型建材有限公司．
［３］一种聚乙烯双壁波纹管密封圈（ＺＬ２００６２０１００５４５．０）临海市伟星新型建材有限
公司．
Ｄｒｏｓｓｂａｃｈ是排污管、排水管及
电缆保护管等领域波纹管技术的领导
者之一。该公司与ＡＤＳ公司一起共
同为承插接头开发了ＳＡＦＥＣＯＮＮＥＣ
增强技术。
ＳＡＦＥＣＯＮＮＥＣ产品在其承口区
进行了增强，该区域为管连接后垫片
所处的位置。用专门开发的玻璃纤维
楔进行增强，其在管材生产结束后直
接熔接在承口外表面上。该技术也用
于双承口，这种承口在生产带接头、
弯头及Ｔ形接头的管道系统时需要
使用。
结合完全新开发的垫片系统，
Ｄｒｏｓｓｂａｃｈ最新的排污管系统达到了
ＤＩＢｔ－Ａｐｐｒｏｖａｌ批准试验（在德国所
有建筑材料都要经过这种批准）的要
求，该试验是２．５ｂａｒ内压下的长期
密封试验。初步的欧洲排污管标准
ｐｒＥＮ１３４７６１－３和现形的德国排污
管标准ＤＩＮ１６９６１对于常用场合要求
密封内压为０．５ｂａｒ。所以ＧＩＧＡＰＩＰＥ
在长期使用时可节省４倍之多。并
且，按德国和欧洲法律，这些管还可
用于水保地区。其他排污管系统用于
该场合时必须采用管套管系统，这样
要成本高昂，不经济。独立批准和试
验机构认为ＧＩＧＡＰＩＰＥ管系统是他们
试验过和所批准的所有排污管系统中
最好的之一。
在下水道系统中安装有ＧＩ－
ＧＡＰＩＰＥ的几个国家的建筑公司和
官方工地也证实这种管道系统易于
安装，安装费用低，管接头可以用
轻量、便宜的装配工具来实施。而
且这一系统不需要用挖掘机将管道
推入来连接，而直接在沟中由两个
技术人员来接头即可。可以说，
ＳＡＦＥＣＯＮＮＥＣ的承口增强技术为
排污管安装开创了一个经济和长期
安全性的新领域。（ＢＪＢ）波纹管新型密封系统
厚壁的ＰＥ管尺寸越来越大，过
去一米六直径的管子已经是很粗的
了，而今天超过两米的管子已不鲜见。
当然在生产这种大直径管道时必然会
产生运转启动阶段造成的废管段，有
时它们的壁厚达到１００毫米以上，管
段重量可达几百吨，它们必须通过某
种方式被再利用。ＺＳＲ系列的圆盘切
碎机就是为这一用途而开发的。
塑料管将由一个端面推进装置送
入卧式装料槽并推至一台带斜度的叶
片转子。这台转子将塑料管切削成厚的
卷装切屑，然后在磨碎机中磨碎。只有
厚壁的切屑才能在磨碎机中被加工成
好的、易松散的高散料密度的粉碎料。
目前市场上见到的单轴和多轴破
碎机加工出来的粉碎料达不到质量要
求。由于切屑壁厚太薄而使粉碎料不具
备易松散性，甚至常常需要进行再造粒
以便能再次送入送料槽。用通常的切碎
机要么将管件垂直放进切碎室里，这时
就需要多个切碎机轴；要么就产生其它
约束条件，比如管段平行机轴放置等。
上述的缺点在圆盘切碎机上可以
避免。它生产出来的产品是具有高散
料密度的粉碎料，具有很好的易松散
性，粉末成分少，由此而便于在常规
生产线中的送料和计量。长于１２米
的管段可以直接水平送入料槽而不须
事先进行切割分段。
这种系列的最小机型可每小时生
产１．５～２吨的粉碎料。（ＢＪＢ）对大直径塑料管进行破碎
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
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