| 我国高密度聚乙烯(HDPE)管材行业的发展 | |||||||
| 2008-9-8 | |||||||
| 与传统的金属管、水泥管相比，塑料管材具有质量轻、耐腐蚀、水流阻力小、综合节能性好、运输安装方便、使用寿命长等优点。塑料管材使用的材料主要有聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)及聚丙烯(PP)等。与其他塑料管(如PVC)相比，高密度聚乙烯(HDPE)管材具有密度低、韧性好、耐腐蚀、绝缘性能好、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、农用节水灌溉等领域。 目前，塑料管材在全世界已经占有管材市场的54%。在发达国家和地区，PE(主要是HDPE)管材在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%，并且在PE管材方面已经建立了成熟的施工和标准规范。在我国，随着镀锌管被禁用，HDPE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，HDPE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，一定程度上影响了HDPE管材的应用和发展。 目前，我国塑料管生产企业有3000家以上，生产能力达到3.5Mt/a，60%的生产能力及产量集中在70家重点企业。塑料管道前10名企业的生产能力约为1.0Mt。塑料管已经广泛应用于建筑给水、排水、建筑采暖、城镇给排水、城市燃气、电力、电讯保护以及工业、农业等领域间。 1 HDPE管材现状 HDPE管材的分类方法很多，按应用领域可分为给水管、燃气管、铝塑复合管、埋地排水管、农用灌溉管和电工套管；按受压情况可分为压力管和非压力管，给水管与燃气管属于压力管范畴。 近几年，单纯用密度已经无法准确反映PE作为管材的本质性能。目前，国际通行的分类方法是根据PE管酌长期静液压强度对管材及其原料分类，分为PE32，PE40，PE63，PE80，PE100。PE80级和PE100级管材能够用于输送燃气，而PE63级以下管主要用于热水管和排污、灌溉管等。 HDPE管道的主要特点：(1)韧性、挠性好；(2)摩阻系数小，通过能力强；(3)施工便捷；(4)化学稳定性佳，使用寿命长；(5)合适的挠曲度；(6)有良好的抵抗快速裂纹传递能力；(7)耐低温；(8)顺应时代要求，“绿色”环保。 1.1HDPE管材料的发展历程 PE管材料的发展一般可分为三代：第一代，相当于现在的PE63以下等级的PE管材料；第二代，相当于现在的PE80级PE管材料；第三代，20世纪80年代出现了被称为“第三代PE管材料”PE100。国际上不少大石油化工企业已经大量生产PE100级管材料，最近，已经开发出PE管材料PE125，但还未进入标准。 第二、第三代管材用PE不仅显著增加了长期强度，而且提高了耐环境应力开裂等性能。在同样使用压力下可以减少壁厚，增加输送截面；在同样壁厚下增加压力，提高输送能力。由于经济效益明显，可应用到直径较大、使用环境较差的场合(如低温地区、海底)，因此PE管的应用领域更广阔。 1.2HDPE管材料生产现状 目前，我国高档专用管材料市场上基本是进口树脂，如燃气管材料，国内管材加工企业多用美国Philips公司的TR418，英国BP公司的PC2040，比利时Solvay公司的TUB101和北欧化工公司的3470等。 我国PE装置多是引进的国外20世纪80年代前后的工艺技术，与目前国外先进水平相比，技术落后、规模小、成本高。目前生产的大多是中低档管材料；高档管材料基本未形成规模生产。1990年中国石化齐鲁股份有限公司(简称齐鲁公司)开发出DGD2480管材料，直到1995年国内也只有该公司生产HDPE管材料，生产量约5kt/a。 近几年，中国石化北京燕化石油化工股份有限公司(简称燕化公司)先后开发生产了6100M，6360M，6380M管材料，上海金菲石油化工有限公司(简称金菲石化)开发生产了TR480管材料，中国石化扬子石油化工股份有限公司、中国石油大庆石化公司开发了6100M，6366M。目前，这些牌号都有一定的生产量，且在供水管等领域占领了一定的市场份额。另外，盘锦乙烯有限责任公司、中国石油独山子石化公司、中国石油吉林石化公司(简称吉林石化)、中国石油抚顺石油化工公司等也都在积极致力于HDPE管材料的开发和研究，中国石化上海石油化工股份有限公司(简称上海石化)250kt/a的PE装置也瞄准双峰HDPE管材市场，产品主要有YGH041、YGH091等管材原料。 上海赛科石油化工有限责任公司900kt/a乙烯工程中HDPE装置生产能力为300kt/a。中海油壳牌石化公司在广东惠州的800kt/a乙烯工程已于2006年2月投入生产，HDPE的生产能力为200kt/a。吉林石化300kt/aHDPE装置也将在2006年5月投产，该装置无论在技术上还是在产品质量及成本上，均好于目前国内已有的产品。国产HDPE管材料中，齐鲁公司的2480H已通过国际权威部门的燃气专用料质量认证；燕化公司自行开发生产的双峰PE管材专用树脂6380M已通过国家化学建筑材料测试中心PE80级质量认证。 己烯共聚的双峰HDPE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。国内企业也开发出了产品投放市场。如上海石化HDPE装置引进了北欧化工公司的北星双峰技术，生产的HDPEYCH051T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，为PE80和PE100的黑色HDPE。国内市场常见HDPE管材料的性能指标见表1。 表1 国内市场常见的HDPE管材专用树脂性能 项目 | 2480/2480H齐鲁公司 | 6100M燕化公司 | TR480金菲石化 | PH150韩国现代 | TUB101solvay | TR418Philips | 3470北欧化工 |
| 密度/(kg·m-3) | 942/939 | >951 | 944 | 938 | 949 | 950 | 939-949 |
| 熔体流动速率/[g·(10min)-1] | 0.09/0.15 | 0.10-0.20 | 0.11 | 0.13 | 0.15 | 0.10 | 0.20 |
| 屈服拉伸强度/MPa | >20/>30 | >18 | 22 | >19 | 22 | >30 | 19 |
| 断裂伸长率，% | >400/>800 | >400 | >500 | >800 | >500 | >600 | |
| 维卡软化温度/℃ | 110/120 | 127 | |||||
| 脆化温度/℃ | <-90/<-180 | <-90 | <-90 | <-90 | <-118 | <-70 | |
| 耐环境应力开裂(F50)/h | >1000/>1500 | >1000 | >1000 | >1500 | >1000 | >1000 | >5000 |
| 聚合单体 | 丁烯/己烯 | 丁烯 | 丁烯/己烯 | 丁烯 | 己烯 | 己烯 | 己烯 |
| 主要用途 | 夹芯管、水管、燃气管等 | 水管、工程管等 | 水管、燃气管、工程管 | 夹芯管、水管等 | 燃气管、水管等 | 燃气管、水管等 | 燃气管、水管等 |
2005年，在我国新建、改建、扩建工程中，塑料管道占有比例分别为：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(管径小于DN400mm)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%。2005年我国塑料管道需求量约为2Mt，2010年将达到3-4Mt。其中PE管材的比例将从2005年的45%提高到2010年的60%。
2015年我国塑料管道的发展目标是：全国新建住宅室内排水管85%采用塑料管，基本淘汰传统铸铁管。建筑电线穿线护套管90%采用塑料管，建筑雨水排水管80%采用塑料管；建筑给水、热水供应和供暖管85%采用塑料管，基本淘汰镀锌钢管。城市供水管道(管径小于400mm)80%采用塑料管，村镇供水管道90%采用塑料管，城市燃气塑料管的应用量达到40%，城市排水管道的塑料管使用量达到50%。HDPE管材性能价格比优于其他塑料管材，市场潜力很大，其主要的应用领域主要有：
2.1压力管
2.1.1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，HDPE燃气管材的实际需求量为70kt/a，占整个燃气管材市场的14%左右，与发达国家存在较大差距。美国HDPE管道占燃气管的比例为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。
目前，用于燃气管的HDPE基本全部为进口料，主要有法国Fina公司的3802，BP公司的PC2040Y(黄色)、MD20YW(黄色)、MD20BK(黑色)，北欧化工公司的ME2421(黄色)、ME2418(黑色)等。因此开发国内的HDPE原料对于我国的燃气管的发展将起重要作用。
2.1.2室内外给水管
根据国家建设部关于《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，降低给耗及漏耗。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。
目前，城镇的供水、海水淡化等工程越来越多地采用HDPE管材。2004年，我国HDPE给水管材需求量为150kt，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。
2.1.3夹芯管
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、施工方便及节能降耗等优点，广泛应用于集中供热、采暖、制冷和防腐工程。
2.2非压力管
2.2.1农田灌溉管
我国每年用水总量在5.0×1011m3，其中农业用水占80%左右。我国实施西部地区大开发战略，“十五”期间将新增节水灌溉面积1.0×1011m2，其中喷灌5.2×1010m2、滴灌6.7×109m2、管道输水9.3×109m2，完成这项工作约需要各类管材、管件、喷头等约1Mt，增加投资约1×107万元，其中一部分将采用PE树脂。目前，该领域的PE管市场份额约为50kt。
2.2.2埋地排水、排污管
埋地排水、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PVC管。近年来，国内PE管的使用量迅速增加，埋地HDPE排水管和排污管的使用刚起步，但随着国家对环境保护的重视，这一领域市场潜力很大。目前，该领域消耗HDPE树脂约80kt.
2.2.3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，穿线管部分采用PE管。而光缆护套中被称为硅芯管的HDPE管，在通迅建设中也已大量应用。HDPE硅芯管提供了便于敷缆，摩擦系数极低的永久固体润滑通道，是目前世界上最先进的光缆护套通信管材。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6家10kt级生产企业，总生产能力约100kt/a。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用量将超过20kt。
: _! P. R F: d6 @ 3 我国HDPE管材行业存在的问题
& l- R* g0 c- ]% e: l$ Y( |) g
| 塑料管材行业在我国仍属于新兴行业，与其他行业相比，该材行业的品牌意识比较淡漠，营销网络建设相对滞后，企业规模不大，营销手段单一，营销成本较高，缺乏宣传策划，对目标市场几乎没有调查研究和应对手段，很多企业陷入了渠道冲突、成本上升、收入下降、客户投诉不断、满意度大幅度降低的尴尬困境之中。形成这种状况的主要原因有： 3.1原材料供应问题 我国原料品种少，不能满足工程应用的需要，有些品种大量依靠进口。目前，国内生产的管材原料主要集中在低层次的原料生产上，对于PE100的产品生产数量少。 国产原材料质量不稳定，造成生产工艺需不断调整，来适应原料变化，导致部分生产厂家不得不采用进口的原料。 原材料价格波动较大，有些品种原材料在一年内涨跌近50%，影响制品生产企业的正常生产。个别生产企业为了节省生产成本，用回收料或其他原料代替管材专用料，在降低产品质量的前提下，与同行业竞争。 3.2生产设备落后 由于总体装备水平低、工艺技术相对落后，尽管从国外引进了大量先进设备，国产塑料加工机械的品种和质量都有显著进步，但就全行业来说，仍然存在装备水平低、工艺技术相对落后的问题。我国在近10年中购置引进了国外技术与装备，在效益及产品质量上有较大提高。但迄今为止依靠自有力量研究成功的加工工艺或塑料管材很少，与发达国家存在明显差距，这与整个行业的科技投入不足有密切的关系。缺乏创新使国内产品始终处在低端市场，因小利益而相互争夺市场空间，并最终形成了恶性竞争的局面。 3.3产品应用环节 由于应用技术研究薄弱，施工技术配套差，施工规范不完善，未形成成熟的施工方法；工程技术人员缺少专业培训，因而设计人员、施工人员对塑料管道特性缺乏了解，既不能针对具体工程选用合适的材料，也无法正确施工，质量难以保证。 宏观管理方面，原材料生产企业和制品生产企业的供需信息脱节；缺乏统一规划和宏观指导，项目建设盲目；产品结构不合理，局部地区生产能力过剩，个别开工率不足；市场管理不规范，对假冒伪劣产品的打击力度不够，影响了塑料管道的声誉和发展。 4 结语 HDPE管材市场在我国处于快速的发展阶段，年增长速度在15%以上。“以塑代钢”已成为我国管道工业21世纪发展的必然趋势。随着我国经济的快速发展，HDPE管材的使用量将会逐步增加。 目前，我国管材行业还存在很多问题，建议加强原料生产企业管材专用料的开发力度，不断技术创新，强化品牌建设，规范市场秩序，使我国管材市场能够健康发展。 |
