PE管的長遠發展展望

2022-03-10 21:52:16 字數 4762 閱讀 3118

pe管材與傳統的金屬管和其它塑料管相比,具有密度低、強度與質量比高、脆給溫度化低、韌性好、耐腐蝕絕緣性能好、易著色、易於施工和安裝等特點、廣泛應用於市政和建築給排水、燃氣、供熱採暖、電線電纜穿線、農用節水灌溉和工業排汙、礦山礦物輸送等領域。與鋼管相比,成本可降12%左右,工作壽命長,可達成50a(鋼管一般為20a),而且維護費用低。在國外的發達國家和地區,pe管是城際埋地燃氣管道中的占有量已達90%以上,在供水管所佔市場份額達60%,並且國外在pe管材方面已經建立起了非常成熟的標準的施工規範。

在我國,鍍鋅管逐步被禁用後,pe管在建築供水等領域很有競爭優勢,在燃氣、工業供排水、通訊、農業灌溉等領域pe管材也呈迅速增長的態勢,但有些領域的管材標準和規範還未跟上,在一定程度上影響了pe管材的應用和發展pe管材的分類方法很多,種類也很多。按用途分,可分為建築和市政給排水管室外燃氣管、農用灌溉管、穿線管(電線、電纜及光纜)、排汙管等。表1列出了幾種常見用途的pe管材。

按管材品質和結構分,pe管材可分為普通pe管、鋁塑復合管、鋼塑復合管、鋼塑復合管、加筋(筋為金屬絲,網等)管單/雙壁波紋管、螺旋管、光纜用矽芯管等。按原材料密度分,可分為高密度管、低密度管以及中密度管(中密度管因用途與高密度管相同,常視為高密度管的一種)。

表1 pe管的用途

注:/-可以使用,—-不使用。

近幾年,單純用密度已無法準確反映pe作為管材的本質效能,目前國際上通行的分類方法是根據pe管的長期靜液壓強度對管材及其原料進行了嚴格的分類,分為pe32、pe40、pe63、pe80和pe100五個等級,pe80和pe100級的中高密度pe管材能夠用於輸送燃氣,而pe63以下的pe管主要用於熱水管和排汙、灌溉管等。2023年南韓三星推出了更高標準的pe管材pe112,在強度和耐用性上被認為是目前最好的。熱水管和採暖管一般採用交聯pe管(pe-x)或復合管,成本較高,國外已經開發成功了hdpe耐熱管,其最高使用溫度在120攝氏度左右。

近幾年開發的超高相對分子質量pe(uhmwpe)管可用於許多特殊領域,預計將有較好的發展。目前我國各類pe管基本都有一定的市場份額,也都有一批企業在生產,但上規模、上檔次的廠家並不多,本文重點討論消費量較大、市場前景較好的hdpe(含mdpe及uhmwpe)管材的市場現狀和前景。

1 我國hdpe管材專用料產需現狀和前景

我國pe裝置大都是引進的國外20世紀80年代前後的工藝技術,與國外先進水平相比,技術較為落後、規模較小、成本較高。目前生產的大都是中低檔管材,高檔管材基本未形成規模生產。2023年齊魯石化開發出dgd2480管材料,直到2023年國內也只有齊魯一家生產hdpe管材料,且年生產量在5kt左右徘徊,當時國內hdpe管材年需求量在80kt左右,絕大部分依賴進口。

到2023年國內產量已超過40kt,而國內需求量達160kt,產需缺口仍較大。

近幾年燕山、揚子、大慶先後開發生產了6100m管材料,金菲開發了生產了tr480管材料,目前這兩個牌號都形成了一定的生產能力,且在供水管等領域占領了一定的市場份額,但均未能用於燃氣管市場。另外,盤錦、獨山子、吉化撫順石化等也都在積極致力於hdpe和mdpe管材料的開發和研究工作。上海石化250kt/ape新裝置也瞄準雙峰hdpe管材市場,揚子石化正在建設的200kt/a全密度裝置也將以mdpe管材為主要目標市場。

上海塞科(bp-上海石化資)900kt/a乙烯工程,揚子一巴斯夫600kt/a乙烯工程、中海油一殼牌惠州800kt/a乙烯工程等目前都已動工興建,並將在2023年前形成生產能力,它們相應的pe裝置也會生產一定數量的pe管材料。而新上裝置無論在技術上還是在產品質量及成本上,都會好於國內目前已有的產品。因此,如果國內現有產品質量不提高、成本不降低,將很難與新上裝置的產品相競爭。

國內企業大都意識到這一點。吉化公司今年的擴能(pe由150kt/a擴至270kt/a)改造,引進新技術、準備開發生產雙峰pe新產品。揚子石化、廣石化、茂名石化等也都在積極組織開發生產mdpe新產品。

另外,目前國內高檔專用管材料市場基本是進口料的天下,如燃氣管材料,國內管材加工企業多用於飛利浦的tr18、bp的pc2040、solvay的tub101和北歐化工的me2418等,其**在10000~12000元/t。而國產管料還沒有通過國際權威部門的燃氣專用料質量認證。就產pe80的質量要求,可以滿足燃氣管材的質量要求。

目前齊魯和金菲都在積極進行質量認證工作。因此可以預計,今後國內管材專用料市場的競爭是非常激烈的幾種國內市場常見的管材專用料的效能見表2。

表2 目前國內使用主要管材料的效能指標

注:a-大量應用,d-正在開發

眾所周知,已烯共聚、雙峰hdpe及mdpe管材料效能優良,耐環境應力開裂、加工和製品效能均好於丁烯共聚產品,目前已經成為世界範圍pe管材專用料的主導方向,國內企業也應當盡快開發,並且日投放市場。上海石化的新上hdpe裝置引進了北歐化工的北星雙峰技術,可生產的雙峰ygh051t和ygh041t是專用承壓管基礎樹脂,可用於水管、燃氣管、排汙管、換襯管、海水洩出管、薄壁波紋管和工業用管,它們是設計為pe80和pe100的黑色hdpe。目前正在試生產,一旦生產成功,將成為效能最好的國產hdpe管材料。

齊魯石化已經開發成功了已烯共聚的管材料hdpe2400,正在組織進行燃氣管材質量認證,一旦通過認證將投入批量生產。

此外,uhmwpe作為一種新型管材料,市場前景看好。由於其相對分子質量大(一般150萬以上,普通pe在2萬~30萬),熔融粘度高,難於加工,過去主要用於板材生產;近幾年隨著加工工藝和裝置水平的提高,開始廣泛用於管材生產。也正是由於uhmwpe樹脂的特殊效能,使它具有普通pe和工程塑料無法比擬的特殊性,如極佳的耐磨、耐衝擊、自潤滑、耐腐蝕、耐低溫、吸收衝擊性等綜合性能,因此可廣泛用於工業及民用一些特殊領域,如用開麵粉加工、礦業和化工等企業的固體顆粒、粉末、固液混合物、液體氣等介持質輸送。

目前國內uhmwpe產量不足20kt(大都採用淤漿法生產)其中,北京助劑二廠的年產量最大,達10kt多,上海合成樹脂科研所年產量2kt左右,其它企業的產量加起來不足3kt,齊魯石化通過幾的努力於去處開發成功了低壓氣相法生產uhmwpe工藝,並試產了一批產品,市場反應良好,產品供不應求,今後將根據市場需求情況增加產量。國內目前uhmwpe市場份額在40kt左右,其中用於管材生產的不足10kt。目前普通hdpe**在6000~7000元/t,而uhmwpe**在10000元/t左右,二者的成本相當,可見生產uhmwpe經濟效益較好。

2 市場前景

「以塑代鋼」已成為我國管道工業21世紀發展的必然趨勢。目前,hdpe管材的發展應用如日中天,方興未艾。預計2023年,在全國新建、改建、擴建工程中,塑料管道採用的比例分別為:

建築排水管道70%,建築給水和熱水**管道60%,電線護套管80%,建築雨水排水管道50%,城市供水管道(dn400mm以下)50%,村鎮供水管道60% ,城市排水管道20%,城市燃氣管道(中低壓管)50%。2023年全國塑料管道需求量為1000kt多,2023年將達到2000kt,2023年將達到3000~4000kt;其中pe管材的比例將從2023年的36%提高到2023年的45%和2023年的60%。而hdpe管材在pe管材中佔的比例相當大,且效能**比優於其它塑料管材。

因此,預計隨著國內經濟的發展和各類工程質量要求的不斷提高,hdpe管材市場潛力巨大應用將日益廣闊。

2.1 燃氣管

我國從2023年開始使用hdpe燃氣管,目前國內燃氣管的生產能力超過120kt/a,由於設計標準、應用習慣以及應用技術等方面的原因,hdpe燃氣管材的實際需求量僅為50kt/a,佔整個燃氣管材市場的14%左右,與發達國家存在著較大的差距。美國hdpe管道佔燃氣輸送管的比例為90%,歐洲為60%~70%。隨著燃氣管的應用技術的完善和人們對hdpe燃氣管材優越性的認識,hdpe燃氣管市場潛力很大。

今後我國能源結構向天然氣轉變,西氣東輸工程,建設跨越全國的天然氣輸送管網。2023年全國將有148個城市利用天然氣,天然氣利用量將達到每年200億立方公尺。估計需改造和新建的城市管網約19*104km(不包括天然氣輸幹管和戶內管道),除去現有城市管道4.

6*104km,需新鋪設的管道長度約14.4*104km。按其管道規格,分配情況大致為:

管徑200mm至400mm的管道約4.3*104km,管徑80mm至200mm管道約8.7*104km,其它1.

4*104km。其中如果有50%採用hdpe管,預計到2023年hdpe管材需求量達80kt以上。目前用於燃氣管的hdpe基本全部為進口料,主要有fina公司的3802、bp公司的pc2040y(黃色)、md20yw(黃色)、md20bk(黑色)、北歐化工的me2421(黃色)、me2418(黑色)、neste公司的2490等。

隨著燃氣管向大口徑、高壓力的方向發展,對材料提出了更高的要求,如solvay公司的eltextub120o 為中密度雙峰分布pe,還有美國fina公司的pe3344n、pe3814n,這些產品具有抑制快速裂紋擴充套件的能力,特別適宜生產大口徑燃氣管。這些原料的到岸價在12000~14000元/t之間。

2.2 室內外給水管

根據國家建設部關《城市供水行業2023年技術進步發展規劃》的要求,各地建委開始積極推廣塑料給水管,以替代材質差、強度低、腐蝕嚴重、影響水質的灰鑄鐵管和鍍鋅管等,以提高供水水質及安全可靠性,降低給耗,降低漏耗和藥耗。這為塑料管材發展提供了良好的契機,也為擴大塑料管材的應用領域提供了發展空間。而hdpe管材耐腐蝕,無結垢層,不滋生細菌、材質無毒,安全衛生,水質優異;具有良好的強度、剛度和彈性、韌性,能有效承受要求的內壓力和外載荷,且管接頭強度高。

供水安全可靠;超低摩阻,輸水能力不隨時間變化,節約能源,降低電耗;鋪設在腐蝕性的土壤中、**多發地區和經常結冰的地區、山地和沼澤地區,肯有更大的競爭力和技術經濟效益。目前,城鎮的供水、海水淡化等工程,越來越多地採用hdpe管材。2023年我國hdpe給水管材處需求量為70kt左右,今後隨著我國城市自來水普及率的不斷提高,城市供熱、製冷工程的快速發展和城市建設的日益規範,對優質hdpe給水管材的需求量將會越來越大。

預計到2023年,我國城市和農村室內外給水管鋪設將達到4*104km,其中40%應用塑料管材,再加上用襯管法修復舊管線的用量,這個領域的塑料管材市場需求量在30kt,其中pe管材140kt。

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