“螺旋缠绕工艺”或将开拓塑料管道新市场

　　目前我国塑料管道的年产量已经连年保持在1600万吨左右，占世界塑料管道总产量的75-80%，已经无人能撼动我国塑料管道产量世界第一的地位。但是对于塑料管道业内人士而言,感到的仍然是空前的压力。原因就在于在如此庞大的产业面前，传统的塑料管道市场已经接近饱和，急待开发新的市场以带动塑料管道业的持续发展。

　　“现代管业”本期八月刊(总第76期)刊登了张玉川教授的论文“大直径塑料管道的大市场--海洋工程”，介绍大直径及超大直径塑料管道在海洋工程中的应用及市场前景。提出开发海洋工程用塑料管道大市场，来促使我国塑料管道业持续发展。塑料管道由于其优良的抗海水腐蚀性能以及无可替代的水上施工便利条件，是海洋工程用管的最佳选择。我国一些企业在这个领域进行过非常成功的探索，比如2020年福建“纳川管材”向菲律宾提供了DN3000和DN3300的SN6电站海水冷却水取排管道。海洋工程是一个庞大的市场，之中许多市场需求都是超大直径的塑料管道，主要是实壁管和结构壁管，许多情况下需要用结构壁的压力管道，超出我们对传统结构壁管道属于无压管道的认知。传统的直接挤出成型已经不能满足新的市场需求。因此开拓海洋管市场也将带动传统的塑料管道成型技术的进步。

　　传统的直接挤出成型PE管道在技术上一直是存在瓶颈的，不仅超大口径管道直接挤出装备非常庞大，要占用很大的厂房，价格也非常昂贵，一般管道企业没有一定规模的可靠市场，是不敢轻率进入的。目前国内大部分管道企业最大口径做到1200-1600，极少数管道企业能做到2000-2800，2800也是目前国际上PE管道直接挤出的极限尺寸。这主要受制于较厚的管壁的冷却速度无法克服聚乙烯熔融状态下的受地心引力产生的流垂现象，这几乎成为直接挤出成型不可逾越的技术瓶颈。

　　聚乙烯管坯流垂示意图

　　近年来原料厂家不断推出“低流垂”“超低流垂”等大口径挤出管材专用料，在很大程度上克服了流垂现象问题，使得大口径管材直接挤出的直径极限尺寸也一直在加大。

　　“超低流垂”PE100级管道专用料的出现，使得国际上直接挤出成型管材的最大直径在2018年达到2800，国内一些领先的设备厂紧跟着也推出了2800的管材挤出生产线。但是由于仍然存在的流垂现象，管道的壁厚一直局限在100-120mm左右。限制了PE大口径管道在常规较高压力范围(比如PN0.8以上，见下表)的应用。更大(超过1600或2800)更厚(超过100-120)的PE管道国际上多数采用更经济、更合理的螺旋缠绕工艺来解决。“现代管业“六月刊第75期曾经发表过张玉川教授的译文”大直径螺旋缠绕压力管道“，介绍了直径3600，壁厚220，(SDR17，PN1.0)PE实壁管道的螺旋缠绕成型工艺方法和产品检验规则。

　　文章的重点是，按照国际标准ISO 4427《塑料管道系统 给水用聚乙烯(PE)管和配件》规定的要求，螺旋缠绕成型的实壁管道各项技术性能指标都达到要求。回答了一些人认为螺旋缠绕成型管道性能不如直接挤出成型的疑问。希望有兴趣的人士可以关注一下。

　　表列阴影部分既是需要采用螺旋缠绕成型工艺的规格

　　螺旋缠绕成型工艺其实是塑料管道业内人士很熟悉工艺方法，克拉管(B型结构壁管)就是，一度很流行的“中空壁缠绕管(A型结构壁管)”也是。只是由于一段时间一些企业粗制烂造，导致“中空壁缠绕管”退出了市场，而克拉管则一直发展正常，目前已经是塑料管道业内一个重要品种，许多塑料管道企业都配置有克拉管设备。企业只需要对克拉管设备加以适当改造，就可以生产缠绕成型的大口径、超大口径的实壁压力管道和各种B型结构壁管。

　　用克拉管设备分别生产克拉管和实璧管

　　“中空壁缠绕管(A型结构壁管)”最早是芬兰的”KWH”开发的，一直到今天在国际市场上仍然是一种很有竞争力的排水管产品(见下表：)。我国的“中空壁缠绕管(A型结构壁管)”技术和装备过去是由韩国引入的，加上一些管道厂粗制滥造在原料里加入大量无机填料，甚至做成木塑制品，导致产品质量极差、工程事故不断，最后被市场淘汰。但是从目前国际市场来看，还是值得我们从新关注“中空壁缠绕管(A型结构壁管)”。下表是本世纪以来“中空壁缠绕管(A型结构壁管)”国际上工程案例介绍。

　　中空壁缠绕管生产图

　　因此笔者认为，未来以海洋工程为主体的大口径、超大口径塑料管道市场，包括实壁缠绕管道、A型结构壁管、B型结构壁管，可能成为塑料管道业的新增长点，而螺旋缠绕工艺将推动这一发展趋势。