大口徑塑料排水排污管
時(shí)間:2005-07-04
關(guān)鍵詞:
口徑 塑料 排水 排污 來源：www.newmaker.com
隨著大口徑塑料管材生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，國(guó)家有關(guān)部門相繼制定有關(guān)淘汰落后產(chǎn)品、推廣使用新型環(huán)保產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)政策，我國(guó)市政工程中新型塑料管材的應(yīng)用發(fā)展非常迅速。同時(shí)，我國(guó)政府越來越重視環(huán)境保護(hù)和環(huán)境治理問題，尤其是水資源的治理問題。這就預(yù)示著國(guó)內(nèi)存在一個(gè)巨大的塑料埋地排水排污管道消費(fèi)市場(chǎng)。
國(guó)內(nèi)外大口徑塑料埋地排水排污管概況
發(fā)達(dá)國(guó)家塑料管應(yīng)用量最大的領(lǐng)域是室外埋地排水排污管。據(jù)歐洲97年的調(diào)查，塑料管總用量226.4萬(wàn)噸中用于排水排污的為127.4萬(wàn)噸，占到56.2%，這是因?yàn)楝F(xiàn)代化的國(guó)家需要建設(shè)一個(gè)龐大的遍布城鄉(xiāng)的排水排污管道系統(tǒng)，不僅生活排水、工業(yè)排水要進(jìn)入這個(gè)管系，另外更多的雨水也需要通過這個(gè)排水系統(tǒng)收集處理和輸送。
我國(guó)過去在埋地排水領(lǐng)域應(yīng)用塑料管較為落后，原因一是我國(guó)過去對(duì)于環(huán)保不夠重視，管系建設(shè)投資不足，多用傳統(tǒng)的平接口水泥管，二是塑料埋地排水排污管的設(shè)計(jì)施工和驗(yàn)收需要全新的規(guī)范，我國(guó)過去研究應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)不足，一直沒有制定，因此，前幾年有幾家企業(yè)引進(jìn)進(jìn)口生產(chǎn)線后，難以打開市場(chǎng)，只停留在做個(gè)別試驗(yàn)工程的階段。近幾年來我國(guó)塑料埋地排水排污管市場(chǎng)開始起步，國(guó)家級(jí)的設(shè)計(jì)施工工程已陸續(xù)報(bào)批，塑料埋地排水排污管已成為新的投資熱點(diǎn)，而大口徑結(jié)構(gòu)壁管更成為其中的首選。
結(jié)構(gòu)壁管依據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)草案PrEN13476，可分為A型管和B型管，A型管具有平滑的內(nèi)外表面，可分為A1型和A2型兩種，A1型管壁為多層結(jié)構(gòu)或軸向中空，如PVC芯層發(fā)泡管；A2型管壁為螺旋或徑向中空，如韓國(guó)中空壁纏繞管。B型管具有平滑的內(nèi)表面，實(shí)芯或中空的螺旋或環(huán)形肋的外表面，如雙壁波紋管，聚乙烯纏繞增強(qiáng)管（克拉管）。
結(jié)構(gòu)壁管的生產(chǎn)工藝有直接擠出和纏繞成型兩大類，直接擠出的結(jié)構(gòu)壁管又有雙壁波紋管和環(huán)形肋管兩種，管材優(yōu)點(diǎn)是整體性好，重量輕，且產(chǎn)量高，連接方便可靠，但設(shè)備投資較大，纏繞成型的結(jié)構(gòu)壁管優(yōu)點(diǎn)是可以生產(chǎn)較大口徑的管材，但熔接縫較長(zhǎng)，熔接可靠性難以控制和測(cè)量，每米重量較高，生產(chǎn)效率低。由于上述原因，雙壁波紋管的應(yīng)用和發(fā)展速度要遠(yuǎn)大于纏繞成型的管材。
大口徑埋地排水排污管應(yīng)用最多的是北歐，其次為法國(guó)、奧地利，選擇哪一種類型的結(jié)構(gòu)壁管，要根據(jù)各國(guó)產(chǎn)業(yè)資源和技術(shù)要求及城市規(guī)劃等條件不同而有所差別。但由于雙壁波紋管的明顯優(yōu)勢(shì)，世界上大多數(shù)國(guó)家，排水排污管中應(yīng)用最多的還是雙壁波紋管。我們認(rèn)為，除非市場(chǎng)需求的管材直徑大到波紋管生產(chǎn)有較大困難，比如直徑超過1200mm，否則纏繞成型的管材因?yàn)槊字睾蜕a(chǎn)效率的原因，很難與雙壁波紋管競(jìng)爭(zhēng)。建設(shè)部2002年發(fā)布的關(guān)于《淘汰落后的產(chǎn)品，推廣使用新型建材》的文件中，明確提出，1200mm以下口徑的埋地排水排污管優(yōu)先選用雙壁波紋管，超過1200mm才推薦使用玻璃夾砂管、聚乙烯纏繞增強(qiáng)管和雙平壁纏繞管。
大口徑埋地排水排污管生產(chǎn)設(shè)備的國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)
纏繞成型的結(jié)構(gòu)壁管生產(chǎn)設(shè)備，國(guó)外在上個(gè)世紀(jì)70年代便已推出，而我國(guó)某企業(yè)1995年參考韓國(guó)技術(shù)開發(fā)了螺旋纏繞成型設(shè)備，但市場(chǎng)未能打開。后來，國(guó)內(nèi)引進(jìn)了德國(guó)KRAH公司成套技術(shù)和設(shè)備，于1999年投產(chǎn)。此后，國(guó)內(nèi)又有2家企業(yè)相繼引進(jìn)了KRAH公司的技術(shù)，逐步占領(lǐng)了超大口徑管材的市場(chǎng)。近年來，韓國(guó)一些公司積極向我國(guó)推薦一種雙平壁纏繞管生產(chǎn)線，由于雙平壁纏繞管設(shè)備簡(jiǎn)單，投資資金省，我國(guó)部分塑機(jī)生產(chǎn)企業(yè)，紛紛仿造了雙平壁纏繞管生產(chǎn)線，但由于這種管材本身的諸多缺點(diǎn)，雙平壁纏繞管生產(chǎn)企業(yè)的情況并不樂觀，1200mm以下競(jìng)爭(zhēng)不過雙壁波紋管，1200mm以上管徑競(jìng)爭(zhēng)不過克拉管，許多生產(chǎn)企業(yè)面臨著很大的市場(chǎng)壓力。
直接擠出成型的雙壁波紋管生產(chǎn)線分為PE和PVC兩種，PVC雙壁波紋管生產(chǎn)線，其中 PVC由于材料特性的原因，管材的口徑和波峰高度都受到了限制。國(guó)外生產(chǎn)雙壁波紋管設(shè)備的企業(yè)主要有：科瑪、尤尼克、赫格勒、德羅斯馬赫、富朗克斯等，國(guó)內(nèi)第一條PE雙壁波紋管是在1997年山西塑料總廠引進(jìn)的科瑪公司生產(chǎn)線（口徑500mm）安徽國(guó)風(fēng)也相繼引進(jìn)了尤尼克、科瑪?shù)腜E雙壁波紋管生產(chǎn)線。后來又有幾條進(jìn)口生產(chǎn)線被引進(jìn)，但生產(chǎn)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足我國(guó)市場(chǎng)的需求，且國(guó)外進(jìn)口設(shè)備價(jià)格昂貴，使投資回報(bào)率大大降低。最近二、三年，國(guó)內(nèi)一些有實(shí)力的塑機(jī)企業(yè)已經(jīng)開始了大口徑雙壁波紋管生產(chǎn)線的研究開發(fā)。這些企業(yè)在借鑒吸收國(guó)外先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備的基礎(chǔ)上，通過技術(shù)攻關(guān)，對(duì)比國(guó)外各種設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)，利用優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，成功推出了具有國(guó)際先進(jìn)水平的大口徑雙壁波紋管生產(chǎn)線。濰坊中云機(jī)器公司已向市場(chǎng)成功地推出了十幾條生產(chǎn)線，獲得了市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可。目前，直徑達(dá)1200mm的雙壁波紋管生產(chǎn)線正在開發(fā)之中。如果這一技術(shù)取得成功，將更大的促進(jìn)國(guó)內(nèi)雙壁波紋管的應(yīng)用。目前在世界范圍內(nèi)，真正能生產(chǎn)800mm以上的雙壁波紋管生產(chǎn)線的廠家也不過二、三家。
選購(gòu)大口徑塑料埋地排水排污管生產(chǎn)設(shè)備要注意的幾個(gè)問題
由于國(guó)內(nèi)存在的巨大的排水排污塑料管的市場(chǎng)，導(dǎo)致對(duì)塑料排水排污管道的需求巨增，國(guó)內(nèi)已有多家具有相當(dāng)實(shí)力的塑膠公司和上市公司紛紛涉足這一在塑料消費(fèi)量中份量巨大的市場(chǎng)。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，如何使用自己的產(chǎn)品更具有競(jìng)爭(zhēng)力，獲得更大的市場(chǎng)份額，是所有已經(jīng)涉足和將要涉足大口徑塑料埋地排水排污管材生產(chǎn)的企業(yè)最關(guān)心的問題。
要使產(chǎn)品具有競(jìng)爭(zhēng)力，首要的工作是降低產(chǎn)品的成本。所有已經(jīng)從事塑料管材生產(chǎn)的企業(yè)都清楚，塑料管材生產(chǎn)中原材料成本占據(jù)了管材生產(chǎn)總成本的75～85%左右， 雙壁波紋管之所以得到比其它形式的埋地排水排污管更大更快的發(fā)展，更廣泛的工程應(yīng)用，除了產(chǎn)品性能，生產(chǎn)效率之外，一個(gè)最重要的因素，就是雙壁波紋管這種管壁結(jié)構(gòu)使其與其它管壁結(jié)構(gòu)的塑料埋地排水排污管相比，可以做到同樣環(huán)剛度下，單位米重更輕，即滿足一個(gè)工程需要的原料更少，自然成本就更低，與其它管壁結(jié)構(gòu)的塑料管材在競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，就會(huì)占有極大的成本優(yōu)勢(shì)。這也正是為什么一些有實(shí)力的廠家要花費(fèi)數(shù)百萬(wàn)元乃至數(shù)千萬(wàn)元做雙壁波紋管項(xiàng)目，而不是選擇花費(fèi)數(shù)十萬(wàn)元去做中空壁纏繞管產(chǎn)品的一個(gè)最根本的原因。因?yàn)槌a(chǎn)品性能、生產(chǎn)效率這二個(gè)因素外，即使雙壁波紋管生產(chǎn)線的設(shè)備投資要遠(yuǎn)高于中空壁纏繞管設(shè)備投資，但分?jǐn)偟矫棵坠懿漠?dāng)中，設(shè)備投資的成本與管材總成本相比，幾乎可以忽略不計(jì)。
眾所周知，在雙壁波紋管的生產(chǎn)中，管材的一個(gè)重要指標(biāo)是環(huán)剛度。采用相同的原料，生產(chǎn)相同直徑的雙壁波紋管時(shí)，波峰結(jié)構(gòu)是否科學(xué)合理，直接決定了環(huán)剛度的高低，換句話說，即可在環(huán)剛度相同時(shí)獲得更輕的米重。當(dāng)然管材的環(huán)剛度也不是越大越好，究竟一個(gè)工程是使用SN4，還是SN8的環(huán)剛度的管材，這要由市政設(shè)計(jì)部門根據(jù)塑料管材的工作原理，施工條件，管材的埋深，回填層的密實(shí)度以及管材鋪設(shè)完成后，所受的負(fù)載（動(dòng)負(fù)載還是靜負(fù)載）等多個(gè)因素，然后按照有關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，選擇一個(gè)合適的環(huán)剛度值。作為雙壁波紋管生產(chǎn)企業(yè)，這就要考慮一個(gè)問題：如何使管材在保證環(huán)剛度的前提下，盡可能降低管材的單位米重，也即降低成本？所以，具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的雙壁波紋管，一定要有科學(xué)合理的波峰，這樣則用料越少，單位米重也越小，成本就越低。所以，欲涉足雙壁波紋管生產(chǎn)的廠家，在選擇生產(chǎn)設(shè)備時(shí)，一定要注意比較各個(gè)生產(chǎn)設(shè)備廠家提供的管材波峰形狀，即波峰不但要有足夠的高度來保證高環(huán)剛度，還要有足夠的寬度來保證降低成本。
科學(xué)的管壁結(jié)構(gòu)是生產(chǎn)高質(zhì)量，低成本的雙壁波紋管的基礎(chǔ)，最終要靠先進(jìn)可靠的生產(chǎn)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)管材的生產(chǎn)。不管是進(jìn)口雙壁波紋管生產(chǎn)線，還是國(guó)產(chǎn)雙壁波紋管生產(chǎn)線，基本都由下列幾部分構(gòu)成：擠出系統(tǒng)、波紋成型系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、切割及下料系統(tǒng)和生產(chǎn)線控制系統(tǒng)。在這幾大部分當(dāng)中，波紋成型系統(tǒng)和生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)是整個(gè)生產(chǎn)線的核心組成部分，欲涉足雙壁波紋管生產(chǎn)的廠家應(yīng)格外留意。
要進(jìn)行高質(zhì)量的雙壁波紋管的生產(chǎn)，波紋成型系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用，所有生產(chǎn)雙壁波紋管的關(guān)鍵技術(shù)也集中于此。波紋成型系統(tǒng)細(xì)分可分為波紋成型機(jī)、波紋成型模塊、擠出模頭和冷卻定型三大部分。先看波紋成型機(jī)，波紋成型機(jī)的作用是使安裝在其上面的波紋成型模塊連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行，并且提供波紋成型所必須的抽真空功能和冷卻功能。正如前面所述，因?yàn)楦攮h(huán)剛度、低成本的雙壁波紋管必然要求既高又寬的波峰形狀，而目前國(guó)內(nèi)基本上采用“內(nèi)正壓、外負(fù)壓”的波紋成型方法，即雙壁波紋管的外壁是靠壓縮空氣和真空吸附的雙重作用成型波紋狀的。要使波紋成型模塊在成型上連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行，成型機(jī)的模塊運(yùn)行軌道設(shè)計(jì)尤為重要，優(yōu)秀的波紋成型機(jī)模塊運(yùn)行軌道設(shè)計(jì)可大大提高機(jī)器的使用壽命，而軌道設(shè)計(jì)的優(yōu)劣雖無(wú)法直觀地看出，但卻可以通過成型機(jī)模塊運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率大小間接的反映出來。優(yōu)秀的軌道設(shè)計(jì)應(yīng)該是摩擦力很小。摩擦力越小，磨損就越低，壽命就越長(zhǎng)。因?yàn)槟Σ亮υ叫?，波紋成型機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率越小，所以，判斷成型機(jī)的模塊運(yùn)行軌道設(shè)計(jì)是否合理，只需看一下驅(qū)動(dòng)模塊運(yùn)行的電機(jī)功率即知。在雙壁波紋管的生產(chǎn)中，波紋成型模塊也起著至關(guān)重要的作用，一是由于波紋成型模塊直接決定波峰形狀，二是由于波紋成型模塊的制造工藝直接影響管材質(zhì)量，目前，用于大口徑波紋管生產(chǎn)的模塊基本上都是鋁合金材質(zhì)的，先鑄造成型，然后進(jìn)行機(jī)械加工。好的波紋成型模塊應(yīng)該具有足夠好的強(qiáng)度，以及良好的散熱性，因?yàn)槿廴诘乃芰媳仨氃谛纬沙侄ㄐ螤钪?，迅速定型，這就要求波紋成型模塊的材質(zhì)具有良好的散熱性，從而將塑料釋放出的熱量及時(shí)帶走。機(jī)頭冷卻系統(tǒng)的作用也是將管材定型，它的工作要求應(yīng)該是強(qiáng)度高，散熱快。銅質(zhì)的冷卻芯棒的傳熱系數(shù)高，但銅的強(qiáng)度和鋼度差；不銹鋼的強(qiáng)度高，鋼度好，但它的傳熱系數(shù)小。所以，最理想的冷卻定型材料應(yīng)該是與波紋成型模塊同樣材質(zhì)的鋁合金。
生產(chǎn)雙壁波紋管的模頭由于工藝原因，與生產(chǎn)實(shí)壁管的模頭有很大的不同。生產(chǎn)波紋管時(shí)，一方面要求模頭是雙層流道結(jié)構(gòu)，另一方面，由于波紋成型模塊回轉(zhuǎn)半徑的限制要求模頭的長(zhǎng)度很長(zhǎng)。由于模頭是雙層流道結(jié)構(gòu)，每層流道的厚度與生產(chǎn)實(shí)壁管的模頭相比較薄，而且模頭的溫度和內(nèi)部壓力很高，所以對(duì)模頭材質(zhì)的要求較高，理想的材質(zhì)應(yīng)該是與擠出機(jī)的機(jī)筒、螺桿使用同樣的材質(zhì)——38CrMoALA，經(jīng)過氮化處理后，精度高，強(qiáng)度高，穩(wěn)定性好，價(jià)格雖高，但使用可靠，能確保管材的產(chǎn)品質(zhì)量。
要使用生產(chǎn)線的各個(gè)組成部分有機(jī)的聯(lián)系起來，一套先進(jìn)可靠的控制系統(tǒng)必不可少。目前，國(guó)內(nèi)外大多數(shù)設(shè)備生產(chǎn)廠家都采用了PLC可編程邏輯控制器，作為生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)，使用自動(dòng)化程度和控制精度有了很大的提高。有些廠家更是采用了最新PCC智能控制系統(tǒng)，它與PLC控制系統(tǒng)相比，在配置上多了一臺(tái)工業(yè)PC，從控制結(jié)構(gòu)上講，由PC作為中央控制器，通過多個(gè)PLC控制器來控制整條生產(chǎn)線的各個(gè)部分，從而使其具有能從各個(gè)PLC控制器收集并處理數(shù)據(jù)的智能功能，而且PCC智能控制系統(tǒng)的人機(jī)界面采用大尺寸彩色觸摸屏，極大地方便了操作使用和生產(chǎn)線監(jiān)控。
雙壁波紋管連接方式一般有承插連接，哈夫塊聯(lián)接和管件套筒連接幾種常見方式。其中采用承插連接方式時(shí)，PE雙壁波紋管的擴(kuò)口是在線做成的，而不是像PVC雙壁波紋管采用專門的擴(kuò)口機(jī)生產(chǎn)。不論是歐洲標(biāo)準(zhǔn)草案prEN13476，還是我們國(guó)家馬上要頒布的PE雙壁波紋管國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，都對(duì)雙壁波紋管的承口最小厚度有明確要求。以DN/ID500mm為例，二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的最小承口壁厚均要大于11.4mm，然而目前不管是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)線，還是進(jìn)口生產(chǎn)線，二層疊加的壁厚也達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的要求。況且現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外有些廠家所講的PE雙壁波紋管雙層擴(kuò)口技術(shù)事實(shí)證明還不太成熟，主要是雙壁粘接的問題一直沒有解決，并且即使在小口徑（400mm以下）管材上能勉強(qiáng)做出雙層擴(kuò)口，其成品率也很低。所以，從實(shí)際的應(yīng)用來看，對(duì)于密封性要求較高的場(chǎng)合，除采用外固哈夫塊連接方式外，我們認(rèn)為用套筒管件連接是一個(gè)比較好的解決辦法。小口徑管件可用注塑成型，大口徑管件可用吹塑成型。
當(dāng)然，對(duì)于一條雙壁波紋管生產(chǎn)線的其他組成部分，例如擠出系統(tǒng)、切割和下料系統(tǒng)也應(yīng)與上述關(guān)鍵設(shè)備相匹配。這樣才能穩(wěn)定、連續(xù)、可靠地使設(shè)備運(yùn)行，又不至于造成浪費(fèi)。就擠出系統(tǒng)而言，目前，生產(chǎn)800mm口徑的雙壁波紋管生產(chǎn)線配置的擠出機(jī)、在中等口徑范圍（200～800mm），一般配置一臺(tái)90/30單螺桿擠出機(jī)、一臺(tái)120/30單螺桿擠出機(jī)較為合適，而不必一味追求較大直徑的擠出機(jī)，從而避免造成能耗過高。同等機(jī)型，國(guó)外進(jìn)口設(shè)備甚至配置一臺(tái)75/30擠出機(jī)，一臺(tái)90/30擠出機(jī)、直徑更小。決定波紋管產(chǎn)量的關(guān)鍵關(guān)不在擠出機(jī)的排量，而是決定于波紋成型系統(tǒng)的波紋成型效率。
