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國內(nèi)聚乙烯管材專用料的生產(chǎn)現(xiàn)狀及展望
  瀏覽次數(shù)：6740  發(fā)布時間：2024年04月28日 08:56:58
[導(dǎo)讀] 本文介紹了聚乙烯(PE)管材的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域，從承壓給水管材著淆、燃?xì)夤懿慕俸荨⒛蜔峋垡蚁┕懿乃┌獭⒛烷_裂聚乙烯管材等方面詳細(xì)介紹了相關(guān)的生產(chǎn)情況和標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合國內(nèi)未來的產(chǎn)業(yè)政策独泞，提出了我國PE管材的發(fā)展方向遥赚。
 李連鵬1，孫大勇2阐肤，趙勝利3
（1.中國石油吉林石化公司 研究院.吉林 吉林 132021凫佛；2.中國石油吉林石化公司北方公司.吉林 吉林 132022；3.中國石油吉林石化公司 質(zhì)量檢驗中心中部質(zhì)檢一車間.吉林 吉林 132021）

摘要：本文介紹了聚乙烯(PE)管材的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域孕惜，從承壓給水管材愧薛、燃?xì)夤懿摹⒛蜔峋垡蚁┕懿纳阑⒛烷_裂聚乙烯管材等方面詳細(xì)介紹了相關(guān)的生產(chǎn)情況和標(biāo)準(zhǔn)毫炉，并結(jié)合國內(nèi)未來的產(chǎn)業(yè)政策，提出了我國PE管材的發(fā)展方向削罩。
關(guān)鍵詞：聚乙烯瞄勾；管材；耐熱聚乙烯弥激；耐開裂聚乙烯    

聚乙烯(PE)是由乙烯均聚或者與α-烯烴共聚而成的高分子化合物进陡，是通用合成樹脂中應(yīng)用最為廣泛的品種之一。由于PE具有良好的耐化學(xué)腐蝕性能微服、化學(xué)穩(wěn)定性能好和優(yōu)異的電絕緣性能等趾疚，因此廣泛的應(yīng)用在石油化工、市政工程以蕴、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及建筑行業(yè)等領(lǐng)域糙麦。近幾年來，隨著國內(nèi)煤化工項目和煉化一體化項目得投產(chǎn)丛肮，PE產(chǎn)能得到快速釋放赡磅，2022年國內(nèi)PE總產(chǎn)能已經(jīng)超過3000萬噸。

于PE管材在耐化學(xué)腐蝕性能宝与、耐熱和耐低溫性能焚廊、焊接性能、對輸送介質(zhì)無污染伴鳖、制造安裝費(fèi)用低以及使用壽命長等方面具有突出的優(yōu)越性节值，成為PE樹脂下游主要消費(fèi)領(lǐng)域之一。2022年2月國務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)改委《關(guān)于加快推進(jìn)城鎮(zhèn)環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)指導(dǎo)意見的通知》榜聂，提出“新增和改造污水收集管網(wǎng)8萬公里”搞疗。2022年6月，國務(wù)院辦公廳發(fā)布了《城市燃?xì)夤艿赖壤匣赂脑鞂嵤┓桨?2022-2025年)》，提出了“2025年底前匿乃，基本完成城市燃?xì)夤艿赖壤匣赂脑烊蝿?wù)桩皿。2023年7月，發(fā)改委幢炸、環(huán)境部泄隔、住建部三部門發(fā)布了《環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平提升行動( 2023-2025年)》，提出到2025年新增和改造污水收集管網(wǎng)4.5萬公里宛徊。這些對于PE管材今后的發(fā)展創(chuàng)造了良好的戰(zhàn)略機(jī)遇佛嬉。

PE管材下游主要應(yīng)用在建筑和市政建設(shè)的給排水及采暖、農(nóng)業(yè)給排水以及灌溉用管闸天、排污和工業(yè)流體介質(zhì)輸送暖呕、燃?xì)夤懿摹㈦娏νㄐ抛o(hù)套管等苞氮，其中給水管湾揽、燃?xì)夤芎偷嘏苁悄壳皯?yīng)用較大的領(lǐng)域[1-2]。

1承壓給水管材
常PE管材的分級方法按照GB/T 18252-2020《塑料管道系統(tǒng)用外推法確定熱塑性塑料材料以管材形式的長期靜液壓強(qiáng)度》和GB/T 18475-2001《熱塑性塑料壓力管材和管件用材料分級和命名總體使用(設(shè)計)系數(shù)》笼吟，根據(jù)最小要求強(qiáng)度(MRS)將PE管材分為PE63,PE80,PE100,PE112和PE125等級別库物。目前，國內(nèi)石化企業(yè)主要生產(chǎn)PE100級和PE80級管材(如表1所示)贷帮。

表1
表1 國內(nèi)主要給水PE管材用樹脂生產(chǎn)情況

從表1可以看出戚揭，國內(nèi)生產(chǎn)PE100級管材料所采用的生產(chǎn)工藝以Hostalen淤漿工藝和Hostalen ACP淤漿工藝為主，PE80級管材料生產(chǎn)的企業(yè)相對較少[3-4]皿桑。揚(yáng)子石化公司開發(fā)的高密度聚乙烯管材專用料YEM-4902T毫目，獲得了國際權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)瑞典Bodycote實驗室的PE112等級認(rèn)證，是國內(nèi)第一家獲得PE112等級認(rèn)證的產(chǎn)品诲侮。對于PE給水管材，國內(nèi)主要執(zhí)行GB/T 13663.1-2017《給水用聚乙烯(PE)管道系統(tǒng)第1部分:總則》和GB/T 13663.2-2018《給水用聚乙烯(PE)管道系統(tǒng)第2部分:管材》標(biāo)準(zhǔn)箱蟆，在這兩個標(biāo)準(zhǔn)中主要針對PE80級和PE100級管材制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)沟绪，刪除了原有的PE63級管材分級和命名。

 在生產(chǎn)大口徑PE管材時(通常DN≥800mm)空猜，由于管材壁厚較大绽慈，因此冷卻固化時的速度慢，在重力作用下熔體下垂即熔垂效應(yīng)辈毯，導(dǎo)致管材下面壁厚大坝疼，上面壁厚小，生產(chǎn)的管材不能滿足使用要求谆沃。國內(nèi)的一些生產(chǎn)企業(yè)钝凶，根據(jù)大口徑PE管材結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，通過對聚合生產(chǎn)工藝條件的優(yōu)化唁影，開發(fā)了適合生產(chǎn)大口徑PE管材的專用樹脂[5-6]耕陷，取得了非常好的效果（如表2所示）掂名。

表2
表2 國內(nèi)大口徑PE管材用樹脂生產(chǎn)情況

2燃?xì)夤懿?/span>
PE燃?xì)夤懿闹饕獞?yīng)用于城鎮(zhèn)中低壓埋地氣管材領(lǐng)域，由于涉及到燃?xì)獾陌踩斔秃褪褂糜茨虼藢υ弦蠓浅?yán)格饺蔑。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB 15558.1-2015《燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁?PE）管道系統(tǒng)第1部分:管材》要求，生產(chǎn)燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁┕懿牡脑蠎?yīng)采用混配料嗜诀，該標(biāo)準(zhǔn)是強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)猾警。

在國內(nèi)，為了促進(jìn)聚乙烯燃?xì)夤艿朗袌龅慕】蛋l(fā)展隆敢，2008年在中國城市燃?xì)鈪f(xié)會指導(dǎo)下肿嘲，由北京燃?xì)饧瘓F(tuán)、香港中華煤氣有限公司(包括港華燃?xì)?發(fā)起筑公，成都城市燃?xì)庥邢挢?zé)任公司雳窟、廣州燃?xì)饧瘓F(tuán)、深圳市燃?xì)饧瘓F(tuán)參與匣屡，組成了燃?xì)馄髽I(yè)聚乙烯(PE)輸配系統(tǒng)質(zhì)量控制合作小組(以下簡稱"G5+合作小組”)封救。該組織借鑒了國際相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及管理經(jīng)驗，制定了一系列嚴(yán)格的相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)要求捣作，明確了其所有的供應(yīng)商向其提供的原料必須為指定原料誉结，而進(jìn)人其指定原料目錄的全部為混配料。

在歐洲券躁，為了保證在生產(chǎn)和使用PE100樹脂時惩坑，保持最高水平性能和安全性，1999年由Solvay也拜、Borealis和Elenac(已并入basell)成立了PE100+協(xié)會以舒，該協(xié)會對專用樹脂有更高的性能要求，在PE壓力管道行業(yè)具有重要影響慢哈。該聯(lián)盟認(rèn)證的樹脂每隔7個月就蠕變破壞強(qiáng)度蔓钟、耐慢速裂紋增長、耐快速裂紋擴(kuò)展三個性能重復(fù)測試一次卵贱，通過認(rèn)證的產(chǎn)品代表著當(dāng)今PE壓力管道專用料的最高水平滥沫，全球高端燃?xì)馍a(chǎn)商均把歐洲PE100+協(xié)會產(chǎn)品目錄作為原料供應(yīng)商的準(zhǔn)入門檻。在我國雖然上海石化公司键俱、齊魯石化公司兰绣、揚(yáng)子石化公司和獨(dú)山子石化公司均進(jìn)行過聚乙烯燃?xì)饣炫淞系拈_發(fā)工作，但是長期量產(chǎn)的只有上海石化公司的YUH041T和獨(dú)山子石化公司的TUI3121N3000I3(如表3所示)编振，這兩種混配料分別在2015年和2017年入選PE100+協(xié)會產(chǎn)品目錄[7]缀辩。

表3
表3國內(nèi)燃?xì)釶E管材用樹脂生產(chǎn)情況

3耐熱聚乙烯管材
熱聚乙烯(PE-RT)是一種采用齊格勒-納塔催化劑或者茂金屬催化劑，進(jìn)行乙烯與共聚單體α-烯烴共聚得到的中密度聚乙烯(MDPE)或者高密度聚乙烯(HDPE），其中共聚單體α-烯烴包括1-丁烯雌澄、1-己烯及1-辛烯斋泄，國內(nèi)主要以1-丁烯和1-己烯為主(如表4所示)。PE-RT由于分子結(jié)構(gòu)的改進(jìn)镐牺，使其在高溫條件下仍具有良好的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能和耐靜液壓強(qiáng)度炫掐，因此該類產(chǎn)品主要用于冷熱水輸送管、地面輻射采暖系統(tǒng)以及在油田集輸油領(lǐng)域等領(lǐng)域[8-15]睬涧。

表4
表4 國內(nèi)PE-RT管材用樹脂生產(chǎn)情況

在國內(nèi)募胃，PE-RT管材主要標(biāo)準(zhǔn)有GB/T 28799.1-2020《冷熱水用耐熱聚乙烯（PE-RT）管道系統(tǒng)第1部分：總則》和GB/T 28799.2-2020《冷熱水用耐熱聚乙烯（PE-RT）管道系統(tǒng)第2部分：管材》。標(biāo)準(zhǔn)中將PE-RT管材分為PE-RTI型和PE-RTII型管材畦浓，其中PE-RTII型管材在110℃以下各個溫度條件下靜液壓曲線不能出現(xiàn)拐點(diǎn)痹束。國內(nèi)市場上典型的PE-RTI型管材專用料齊魯石化的QHM22F、大慶石化公司的DQDN3711和獨(dú)山子石化公司的DGDZ3606等讶请，PE-RTII型管材專用料有中沙(天津)石化公司的PN049-030-122RTII和蘭州石化公司的mPE3010等祷嘶。

4耐開裂聚乙烯管材
耐開裂聚乙烯(PE100-RC)是一種具有高抗慢速裂紋增長的PE100材料，在全缺口蠕變試驗(FNCT)測試條件下夺溢，其耐慢速裂紋增長時間超過8760h论巍。PE100-RC繼承了PE管材的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，并可用于管道更新风响、非開挖安裝和管道快速敷設(shè)技術(shù)嘉汰，可以降低管材施工難度，大大降低施工費(fèi)用状勤。在我國生產(chǎn)PE100-RC樹脂的企業(yè)相對較少鞋怀，具體情況如表5所示[16-19]。

表5
表5 國內(nèi)PE-RT管材用樹脂生產(chǎn)情況

在國家標(biāo)準(zhǔn)GB 15558.1-2015《燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁?PE)管道系統(tǒng)第一部分:管材》附錄D和GB/T 13663.2-2018《給水用聚乙烯(PE)管道系統(tǒng)第2部分:管材》附錄D中持搜，推薦采用一些特殊敷設(shè)環(huán)境(如無沙床回填)或者非開挖施工等領(lǐng)域密似，可能需要采用具有高耐慢速裂紋增長性能PE100混配料。同時朵诫，中華人民共和國城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ/T358-2019《非開挖工程用聚乙烯管》明確了非開挖工程為在地表少開挖或不開挖的情況下辛友，進(jìn)行管道鋪設(shè)或修復(fù)更新的管道工程，材料為具有優(yōu)異耐慢速裂紋增長(耐應(yīng)力開裂)性能的PE100管道混配料剪返。

5其他管材
（1）交聯(lián)聚乙烯管材
交聯(lián)聚乙烯(PEX)是HDPE通過交聯(lián)改性的方法，形成三維立體網(wǎng)狀熱固性高分子邓梅，得到的管材制品具有耐熱性脱盲、耐腐蝕性和耐壓性等，主要應(yīng)用在熱水輸送和地板采暖等領(lǐng)域日缨。國內(nèi)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)有GB/T 18992.1-2003《冷熱水用交聯(lián)聚乙烯(PE-X)管道系統(tǒng)第1部分:總則》和GB/T18992.2-2003《冷熱水用交聯(lián)聚乙烯(PE-X)管道系統(tǒng)第2部分:管材》钱反。由于PEX管材不能用熱熔焊接的方法連接和修復(fù)、膨脹系數(shù)大易發(fā)生漏水等缺點(diǎn)，在地?zé)岵膳I(lǐng)域主要采用PE-RT管材面哥，目前國內(nèi)主要由中國石化燕山石化公司采用三井CX淤漿聚合工藝生產(chǎn)的2300XM[20]哎壳。

（2）超高分子量聚乙烯管材
   超高分子量聚乙烯(UHMWPE)管材具有耐磨性、自潤滑尚卫、耐沖擊和對輸送介質(zhì)無污染等優(yōu)異性能归榕，因此在礦漿輸送、礦井井下充填吱涉、電廠粉煤灰輸送刹泄、河道清淤輸沙等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T 2668.1-2017《超高分子量聚乙烯管材》對UHMWPE管材進(jìn)行了分類怎爵，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的管材適用于輸送漿體特石、粉體、顆粒狀固體鳖链、水姆蘸、45℃以下某些腐蝕性化學(xué)液體以及低溫下的流體。在國內(nèi)能夠生產(chǎn)UHMWPE管材專用料的企業(yè)有很多芙委，其中典型牌號有遼陽石化的PZUH2600/PZUH2300以及北京燕化高科公司的GKO1/GK02/GK03等[21-22]逞敷。

6發(fā)展建議
隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)“雙循環(huán)”，國家大力推動水利重大工程建設(shè)题山、城鎮(zhèn)化建設(shè)兰粉、城市燃?xì)夤懿牡裙芫W(wǎng)更新改造、農(nóng)村集中供水和灌溉等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)顶瞳，這些因素為我國PE管材的發(fā)展創(chuàng)造了條件玖姑。各個石化企業(yè)應(yīng)把握好機(jī)遇，建議重點(diǎn)做好以下幾個方面工作:

（1）加大高端催化劑研發(fā)力度慨菱，推進(jìn)催化劑國產(chǎn)化進(jìn)程焰络。催化劑作為聚烯烴生產(chǎn)過程中的核心技術(shù)，其性能直接決定終端產(chǎn)品的性能符喝。目前闪彼，生產(chǎn)PE-RT管材使用的茂金屬催化劑，對外依存度較高协饲，限制了生產(chǎn)裝置的發(fā)展畏腕。
（2）開發(fā)高性能PE管材料，提高產(chǎn)品附加值茉稠。目前描馅，國內(nèi)PE100級管材料以本色料為主，主要用于承壓給水管材領(lǐng)域而线，用于燃?xì)夤懿牡幕炫淞洗蟛糠中枰獓膺M(jìn)口铭污。同時在一些高端聚乙烯管材恋日，例如PE100-RC、抗熔垂厚壁管材料等方面還與國外石化企業(yè)有著很大的差距和不足嘹狞，需要進(jìn)一步加大企業(yè)創(chuàng)新力度岂膳，實現(xiàn)管材差別化，避免同質(zhì)競爭磅网，提高企業(yè)的市場競爭力谈截。
（3）完善產(chǎn)品質(zhì)量體系，強(qiáng)化管材專用料的認(rèn)證工作知市。在各大PE管材生產(chǎn)企業(yè)傻盟，下游用戶對于PE管材原料的要求非常嚴(yán)格，特別是燃?xì)夤懿念I(lǐng)域嫂丙，在保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的前提下娘赴，需要開展國內(nèi)外權(quán)威機(jī)構(gòu)的等級認(rèn)證，確保產(chǎn)品滿足下游客戶的需求跟啤，使國產(chǎn)原料與進(jìn)口料站在同一科技水平上诽表，同時也為產(chǎn)品的出口做好鋪墊。

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