塑料排水排污管道屬于非承壓管道，一般是埋地鋪設。這種管道為了降低產品成本，管壁都不是實芯的，由于管材成型工藝的不同，管壁結構也不盡相同。本文對市場上出現的各種管壁結構的塑料埋地排水排污管道，如：雙壁波紋管、聚乙烯纏繞增強管（克拉管）、中空壁纏繞管、玻璃夾砂管等非承壓管道做了初步的分析，并對各種管道的特點進行了比較。面對市場上出現各種各樣的塑料埋地排水排污管道，對將要涉足大口徑塑料埋地排水排污管道生產的企業而言，究竟選擇哪一種產品，才能滿足市場的需求，并且在市場競爭中處于有利位置，文章從國內外各種塑料管材的應用情況，各種管材的生產工藝特點，生產設備，以及投資回報的情況等幾方面進行了一些分析。  

隨著大口徑塑料管材生產技術的不斷發展，以及塑料管材與傳統管材（如混凝土管、鑄鐵管等）相比所具有的優越性能，和國家有關部門相繼制定的有關限制淘汰落后產品，推廣使用新型環保產品的產業政策，在我國的市政工程中，新型塑料管材的應用發展非常迅速。據有關統計資料顯示，在歐洲，埋地用塑料排水排污管的消費量占到了塑料管總消費量的56%以上，遠遠高于用于建筑內的上、下水管的消費量（這一比例大約為8%）。而目前在我國的情況是，埋地用塑料排水排污管的消費量占塑料管總消費量的12%不到，這就預示著在國內埋地排水排污用塑料管行業存在一個潛力巨大的市場。況且我國的人均水資源和污水處理量與歐洲相比還有相當差距。近年來，我們國家已越來越重視環境保護和環境治理問題，尤其是水資源的保護和治理問題。截止到2004年，中國已成為了“中度缺水國家”，每年因為缺水而造成的工農業損失高達3000億元人民幣，經濟發展和環境保護的矛盾日益突出。因此，我國目前的水資源的現狀也為埋地排水排污塑料管的大量推廣使用提供了歷史性機遇和客觀條件。 

1．大口徑塑料埋地排水排污管的國內外動態 

根據發達國家的經驗，塑料管按質量計，應用量最大的領域在室外的埋地排水排污管，據歐洲97年的調查，塑料管總用量226.4萬噸中用于排水排污的為127.4萬噸，占到56.2%，這是因為現代化的國家需要建設一個龐大的遍布城鄉的排水排污管道系統，不僅生活排水、工業排水要進入這個管系，另外更多的雨水也需要通過這個排水系統收集處理和輸送。 

我國過去在埋地排水領域應用塑料管較為落后，原因一是我國過去對于環保不夠重視，管系建設投資不足，多用傳統的平接口水泥管，二是塑料埋地排水排污管其設計施工和驗收需要全新的規范，我國過去研究應用經驗不足，一直沒有制定，因此，前幾年有幾家企業引進進口生產線后，難以打開市場，只停留在做個別試驗工程的階段，近幾年來我國塑料埋地排水排污管市場開始起步，被認知，國家級的設計施工工程已陸續報批，塑料埋地排水排污管已成為新的投資熱點，而大口徑結構壁管更成為其中的首選。 

相對于用于燃氣輸送和自來水輸送的實壁壓力管道而言，通常用于排水排污用途的塑料管材大多為結構壁管材，即管壁為具有特定形狀的非承壓管道。原因是埋地排水排污用途的塑料管材主要承受來自管材外部的載荷，而不同于實壁管材主要承受管材內部的載荷。對于承受外部載荷的塑料管材而言，管材的環剛度是一個重要指標（但不是唯一要求的指標）。環剛度越高，則表示管材承受外部載荷的能力越高；反之，管材的環剛度越小，則表示管材承受外部載荷的能力越低。根據材料力學的理論，管材的管壁設計成具有特定的結構，管材既能具有很好的力學特性，又能大大降低管材的重量（即生產用料），從而降低成本。這也是各種結構壁管（不管哪種形式的結構壁，如波紋管，中空壁纏繞管等）之所以采用結構壁的根本理論原因——盡可能多得降低管材重量。 

一般情況下，依據歐洲標準草案PrEN13476，結構壁管可分為A型管和B型管，A型管具有平滑的內外表面，并且又可分為A1型和A2型兩種，A1型管壁為多層結構或軸向中空，如PVC芯層發泡管；A2型管壁為螺旋或徑向中空，如中空壁纏繞管。B型管具有平滑的內表面，實芯或中空的螺旋或環形肋的外表面，常見的如雙壁波紋管，聚乙烯纏繞增強管（克拉管），螺旋纏繞式“波紋管”等。 

從管材的生產工藝講，結構壁管的生產工藝有直接擠出成型和纏繞成型兩種成型工藝。采用直接擠出成型工藝的結構壁管又有雙壁波紋管和環形肋管兩種，這兩種管材的優點是整體性好，重量輕，且產量高，連接方便可靠，但因為擠出生產工藝的技術含量高，設備造價高，投資規模較大；纏繞成型的結構壁管可分為中空壁螺旋纏繞管和螺旋纏繞式“波紋管”，這兩種管材的優點是其一可以輕易生產較大口徑的管材；其二生產纏繞管的設備簡單，投資很小。但纏繞成型的管材生產工藝的缺點也很明顯：由于熔接縫較長，熔接的可靠性難以控制和測量。而且由于采用纏繞熔接工藝，回收料和填充料的使用受到很大的限制（由于回收料和填充料的性能較差，回收料和填充料使用較多時，熔接縫的熔接強度會更低，從而導致管材的強度較低）。其中，采用纏繞成型工藝生產的中空壁纏繞管每米重量較高，生產效率低，這就必然導致生產成本居高不下，從而大大降低管材的市場競爭力。正是由于上述原因，以雙壁波紋管為代表的直接擠出成型生產工藝，一經研制開發成功，便被眾多管材生產企業大量應用，為大規模生產和使用塑料埋地排水排污管材奠定了堅實的基礎，從而極大地推動了塑料埋地排水排污管材的推廣應用。 

從大口徑塑料埋地排水排污管在國外的應用情況看，應用量最多的是歐洲和美國。尤其是美國，甚至都有專門的聚乙烯波紋管協會（CPPA），由此也可以看出聚乙烯波紋管在美國的應用情況。在眾多的結構壁管中，究竟應該選擇哪一種類型的管材，要根據各國資源狀況，工程的技術要求及城市規劃等條件不同而有所差別。但從綜合角度來看，由于雙壁波紋管所具有的明顯優勢，世界上大多數國家，排水排污管中應用最多的還是雙壁波紋管。我們認為，在上述幾種結構壁管中，除非在工程需求的管材直徑大到波紋管生產有較大困難的情況下（比如直徑超過1200mm），應該優先選擇雙壁波紋管。而如果采用纏繞成型工藝生產的管材（如中空壁纏繞管），由于管材本身的質量，米重（成本）和生產效率的原因，將很難與雙壁波紋管競爭。在建設部2002年發布的關于《淘汰落后的產品，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先選用雙壁波紋管，超過1200mm可使用玻璃夾砂管、聚乙烯纏繞增強管和中空壁纏繞管等管材。 

2．大口徑埋地排水排污管生產設備的國內外動態 

就各種結構壁管的生產設備而言，不同的管材種類，相應的生產設備也大不一樣。纏繞成型的結構壁管生產設備，國外在上個世紀70年代便已推出，而我國企業1995年參考韓國技術開發了螺旋纏繞成型設備，但市場未能打開。后來，國內引進了德國KRAH公司成套技術和設備，于1999年投產。此后，國內又有2家企業相繼引進了KRAH公司的技術，逐步打開了超大口徑管材的市場。近年來，韓國一些公司極力向我國推薦一種中空壁纏繞管生產線，由于中空壁纏繞管技術含量低，設備簡單，造價低，投資小，我國很多塑料機械廠家，紛紛仿造了中空壁纏繞管生產線。但由于這種管材本身的諸多缺點，中空壁纏繞管生產企業的情況并不樂觀，許多生產企業面臨著很大的市場壓力。最近市場還上出現了一種纏繞式“波紋管”生產設備，用來生產一種前文提到的纏繞式“波紋管”。這種“波紋管”從外觀看與直接擠出成型工藝生產的真正的波紋管非常相似，即管材內壁是平滑的表面，外壁呈“波紋狀”。其實這種“波紋管”與擠出成型的波紋管有著本質的區別：首先從成型工藝講，它仍然屬于纏繞管，自然它具有上述纏繞管的特點；其次從管壁結構講，它的“波紋”狀并非像擠出成型工藝生產的波紋管，它的“波紋”是非封閉的螺旋狀結構，而真正的波紋管是封閉的環狀結構，這兩種結構的力學特點是截然不同的。所以纏繞式“波紋管”具有的力學性能（不論是徑向的抗彎強度，還是軸向的抗拉強度）與波紋管相比仍有很大的區別。事實上，這種纏繞式“波紋管”并非什么新技術，早在我國70年代末、80年代初就已經有了這種管材的生產設備，最早是由沈陽塑料研究所和北京化工大學共同開發的，但始終沒有推廣開。 

直接擠出成型的雙壁波紋管生產線有PE和PVC兩種。由于PE和PVC這兩種材料的加工性能的不同，生產PE和PVC雙壁波紋管的生產設備也有很大的不同。其中 PVC由于材料特性的原因（如流動性差），管材的口徑和波峰高度都受到了限制，故PVC雙壁波紋管多為500毫米以下口徑。國外生產雙壁波紋管設備的企業主要有：科瑪、尤尼克、赫格勒、德羅斯巴赫、富朗克斯等，國內第一條PE雙壁波紋管是在1997年由“山西塑料總廠”引進的“科瑪公司”生產線（型號為CORMA 2020機型），后安徽國風也相繼引進了“尤尼克”、“科瑪”的PE雙壁波紋管生產線，但生產能力遠遠不能滿足我國市場的需求，且國外進口設備價格昂貴。最近幾年，國內一些有實力的塑機企業已經開始了大口徑雙壁波紋管生產線的研究開發。這些企業在借鑒吸收國外先進生產設備的基礎上，通過技術攻關，對比國外各種設備的優缺點，利用優勢互補，成功推出了具有國際先進水平的大口徑雙壁波紋管生產線。其中，濰坊中云科研公司的PE雙壁波紋管生產線憑借領先的技術指標，可靠的品質，以及極其穩定的運行記錄，獲得了用戶的高度認可，市場占有率遙遙領先。目前，該公司直徑達1200mm的雙壁波紋管生產線正處在研制開發之中。一旦該技術取得成功，將進一步拓寬國內PE雙壁波紋管的應用領域。 

3．選購大口徑塑料埋地排水排污管生產設備要注意的幾個問題 

前面介紹了各種埋地排水排污塑料管材在國內外的發展和應用概況，以及各種形式的管材的性能特點和生產工藝。由于國內存在的巨大的排水排污塑料管的市場，直接導致了對塑料排水排污管道的需求劇增，國內已有眾多具有相當實力的塑膠公司和上市公司紛紛涉足這一在塑料管消費量中份量最大的排水排污管市場。正如前文所述，面對各種形式的結構壁管，在市場經濟環境下，如何使自己的產品更具有競爭力，從而在市場競爭中脫穎而出，獲得更大的市場份額，是所有已經涉足和將要涉足大口徑塑料埋地排水排污管材生產的企業最關心的問題。使產品在市場中有競爭力，可能涉及到企業的管理水平，原材料的選購，生產規模，生產工藝，生產設備等諸多因素。本文僅從管材類型和生產設備的角度進行分析和比較，究竟選擇何種類型的結構壁管，什么樣的生產設備可達到質量過硬，成本更低，效率更高的目的，從而提升產品的市場競爭力。 

3．1要確定選擇什么樣的管材生產設備，對管材生產企業而言，首先是要根據市場的需求和各種管材的特點，以及企業自身的具體情況，確定到底選擇生產哪種類型的管材。不論選擇哪種形式的管材，要使產品具有競爭力，一項重要的工作是在滿足質量要求的前提下，降低產品的成本。所有已經從事塑料管材生產的企業都清楚，在塑料管材的總成本中原材料成本占據了管材總成本的75～85%左右，如前文之所述，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展，更廣泛的工程應用，除了產品性能，生產效率之外，一個最重要的因素，就是雙壁波紋管這種管壁結構使其與其它管壁結構的塑料埋地排水排污管相比，可以做到同樣環剛度下，重量更輕，即滿足一個工程需要的原料更少，自然成本就更低，與其它管壁結構的塑料管材在競爭時，就會占有極大的成本優勢。這也正是為什么一些有實力的廠家要花費數百萬元乃至數千萬元（進口生產線）選擇生產雙壁波紋管，而不是選擇花費數十萬元去做中空壁纏繞管的一個最根本的原因。因為除產品性能、生產效率這二個因素外，即使雙壁波紋管生產線的設備投資要遠高于中空壁纏繞管設備投資，但分攤到每米管材當中，設備投資的成本與管材總成本相比，幾乎可以忽略不計。 

3．2目前國內應用比較多的兩種管材為雙壁波紋管和中空壁纏繞管。這兩種管材以及管材的生產設備各有自己的優勢和劣勢，在應用當中應選擇何種管材，應根據具體情況而定。但筆者在和有關業內人士交流時，發現有些廠家，尤其是有些設備廠家不是站在客觀的立場，實事求是的介紹這兩種管材和設備的特點，而是純粹出于銷售設備的目的，利用一些剛剛進入這個行業的廠家對有關情況不太了解的特點，宣傳一些與事實大相徑庭的觀點，如：雙壁波紋管不能使用回收料；雙壁波紋管環剛度做不高；雙壁波紋管設備投資大，風險大，投資回收期長，而中空壁纏繞管設備投資小，風險小，回收快；更有甚者甚至依據雙壁波紋管設備投資大的原因“推導”出PE雙壁波紋管的成本比PE中空壁纏繞管的成本還要高的結論！？上述觀點，要不是筆者親自聽到有些正在做中空壁纏繞管產品的廠家講，簡直不能相信！關于雙壁波紋管的回收料使用和環剛度的問題在此不多贅述（前文和后文都有分析），在此僅談一下關于設備的投資回收問題。設備的投資回收，說到底還是產品的盈利問題。只要產品能持續盈利，投資就會慢慢收回。而企業只有生產出適銷對路并且有競爭力的產品，才能銷售到市場上去，才能創造利潤。如果產品因為缺乏競爭力而銷售不出去，或者每年的銷售量極小，那又談何盈利呢？如果出現這種情況，恐怕時間再長也很難收回投資。究竟是選擇雙壁波紋管項目風險大，投資回收期長，還是選擇中空壁纏繞管項目風險大，投資回收期長，由此則結論不難得出。筆者認為，如本文第一部分所述，只要工程需要的管材口徑雙壁波紋管能做到，應該首選雙壁波紋管；如果工程需要的口徑太大（如超過1200mm），則可以考慮選擇纏繞管材。那些認為中空壁纏繞管設備“風險小，投資回收快”的廠家，可能“忽視”了一個前提：產品要能銷售出去，才會盈利。這一點，對將要上項目的廠家而言，不可不查！鑒于上述的諸多原因，下面的內容主要介紹在選擇雙壁波紋管時需要注意的一些問題。 

3．3 眾所周知，在雙壁波紋管的生產中，管材的一個重要指標是環剛度。采用相同的原料，生產相同直徑的雙壁波紋管時，波紋管的波峰結構設計是否科學合理，直接決定了管材環剛度的高低，換句話說，即可在環剛度相同時獲得更輕的米重。當然管材的環剛度也不是越大越好，究竟在一個工程是使用SN4，還是SN8的環剛度的管材，這要由市政設計部門根據塑料管材的工作原理，施工條件，管材的埋深，回填層的密實度以及管材鋪設完成后，所受的負載（動負載還是靜負載）等多個因素，然后按照有關設計標準和規范，選擇一個合適的環剛度值。作為雙壁波紋管生產企業，這就要考慮一個問題：如何使管材在保證環剛度的前提下，盡可能降低管材的單位米重，也即降低成本？所以，具有市場競爭力的雙壁波紋管，一定要有科學合理的波峰，這樣才能做到用料越少，單位米重也越小，成本就越低。所以，欲涉足雙壁波紋管生產的廠家，在選擇生產設備時，一定要注意比較各個生產設備廠家提供的管材波峰形狀，即波峰不但要有足夠的高度——高環剛度的保證，還要有足夠的寬度——降低成本的保證。因為這是使管材具有市場競爭力的基本保證。 

3．4 先進合理的設備配置 

科學的管壁結構是生產高質量，低成本的雙壁波紋管的基礎，最終要靠技術先進，并且運行可靠的生產設備來實現管材的生產。不管是進口雙壁波紋管生產線，還是國產雙壁波紋管生產線，基本都由下列幾部分構成：1、擠出系統。2、波紋成型系統。3、冷卻系統。4、切割及下料系統。5、生產線控制系統。在這幾大部分當中，波紋成型系統和生產線的控制系統是整個生產線的核心組成部分，欲涉足雙壁波紋管生產的廠家應格外留意。 

要進行高質量的雙壁波紋管的生產，波紋成型系統起著至關重要的作用，所有生產雙壁波紋管的關鍵技術也集中于此。波紋成型系統細分可分為：波紋成型機，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，波紋成型機的作用是使安裝在其上面的波紋成型模塊連續穩定的運行，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，因為高環剛度、低成本的雙壁波紋管必然要求既高又寬的波峰形狀，而目前國內基本上采用“內正壓、外負壓”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穩定的運行，成型機的模塊運行軌道設計尤為重要，優秀的波紋成型機模塊運行軌道設計可大大提高機器的使用壽命，而軌道設計的優劣雖無法直觀地看出，但卻可以通過成型機模塊運行的驅動電機的功率大小間接的反映出來。因為優秀的軌道設計應該是摩擦力很小。摩擦力越小，摩損就越低，壽命就越長。很顯然，摩擦力越小，波紋成型機的驅動電機功率越小。所以，判斷成型機的模塊運行軌道設計是否合理，只需看一下驅動模塊運行的電機功率即知。在雙壁波紋管的生產中，波紋成型模塊也起著至關重要的作用，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量，目前，用于大口徑波紋管生產的模塊基本上都是鋁合金材質的，先鑄造成型，然后進行機械加工。好的波紋成型模塊應該具有足夠好的強度，以及良好的散熱性，因為熔融的塑料必須在形成特定形狀之后，迅速冷卻定型，這就要求波紋成型模塊的材質具有良好的散熱性，從而將塑料釋放出的熱量及時帶走。機頭冷卻系統（冷卻芯棒）的作用也是將管材定型，它的工作要求應該是強度高，散熱快。傳統的冷卻芯棒有銅質和不銹鋼材質。銅質的冷卻芯棒的導熱系數較高，但銅的強度和鋼度差，不適合做雙壁波紋管的冷卻芯棒；不銹鋼的強度高，剛度好，但它的導熱系數小，冷卻效率太低，所以用不銹鋼材質的冷卻芯棒進行生產時，既影響管材的內壁質量，又影響管材的產量。理想的冷卻定型材料應該是與波紋成型模塊同樣材質的鋁合金，因為鋁合金材質能同時兼顧高強度，高剛性和高導熱系數。前幾年進口到國內的設備有的是銅質冷卻芯棒，有的是不銹鋼冷卻芯棒，但現在新引進的設備全部為鋁合金冷卻芯棒。事實上，這也是為什么不管是國外設備，還是國產設備，波紋成型模塊都采用鋁合金材料的原因。濰坊中云科研公司憑借領先的鋁合金鑄造技術和工藝，已成功做到與世界先進技術同步。 

生產雙壁波紋管的模頭由于工藝原因，與生產實壁管的模頭有很大的不同。生產波紋管時，一方面要求模頭是雙層流道結構，另一方面，由于波紋成型模塊回轉半徑的限制要求模頭的長度很長。由于模頭是雙層流道結構，每層流道的厚度與生產實壁管的模頭相比較薄，而且模頭的溫度和內部壓力很高，所以對模頭材質的要求較高，理想的材質應該是與擠出機的機筒、螺桿使用同樣的材質——38CrMoALA，經過氮化處理后，精度高，強度高，穩定性好，價格雖高，但使用可靠，能確保管材的產品質量。 

3．5要使用生產線的各個組成部分有機的聯系起來，一套先進可靠的控制系統必不可少。目前，國內外大多數設備生產廠家都采用了PLC可編程邏輯控制器，作為生產線的控制系統，使用自動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，它與PLC控制系統相比，在配置上多了一臺工業PC，從控制結構上講，由PC作為中央控制器，通過多個PLC控制器來控制整條生產線的各個部分，從而使其具有能從各個PLC控制器收集并處理數據的智能功能，而且PCC智能控制系統的人機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線監控。 

3．6 在一套完整的雙壁波紋管生產線中，有一部分常常容易被忽視：切割機。切割機乍看起來和波紋管的生產沒有必然的聯系，一則因為它與波紋的成型沒有關系；二則在其他的塑料管材生產中也是常用設備（如PVC和PE實壁管材的生產），似乎是一種普通的設備。但事實上，在雙壁波紋管的生產中，切割機的作用非常重要，尤其是當生產在線擴口管材時。由于PE雙壁波紋管的擴口是在線制造，如果切割精度不夠，或者切割機運行不穩定，必然造成大量廢品，從而導致成本過高。有些波紋管生產線正是由于切割機的問題，而出現了在生產現場需要用人工切割管材的這種貽笑大方的被動局面。生產線是一套完整的“流水線”，而不是部分設備的簡單拼湊，這一點應該引起注意。 

3．7 關于PE雙壁波紋管的雙層擴口問題 

雙壁波紋管連接方式一般有承插連接，哈夫塊聯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，PE雙壁波紋管的擴口是在線做成的，而不是像PVC雙壁波紋管采用專門的擴口機生產。不論是歐洲標準草案prEN13476，還是我國將要頒布的PE雙壁波紋管國家標準，都對雙壁波紋管的承口最小厚度有明確要求。以DN/ID500mm為例，二個標準的最小承口壁厚均要大于11.4mm。然而目前不管是國內生產線，還是進口生產線，即使內外壁二層疊加的壁厚也不能達到標準的要求。況且現在國內外有些廠家所宣傳的PE雙壁波紋管雙層擴口技術事實證明還很不成熟，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）管材上能勉強做出雙層擴口，其成品率也很低，還遠遠達不到正常連續化生產的要求。所以，從實際的應用來看，對于密封性要求較高的場合，除采用外固哈夫塊連接方式外，我們認為用套筒管件連接是一個比較好的解決辦法。小口徑管件可用注塑成型，大口徑管件可用吹塑成型。目前已有一些廠家開始采用玻璃鋼套筒管件，并取得了較好的效果。 

當然，對于一條雙壁波紋管生產線的其他組成部分，例如擠出系統和下料系統也應與上述關鍵設備相匹配，畢竟，雙壁波紋管的生產是一個連續的過程。這樣才能穩定、連續、可靠的使設備運行，又不至于造成浪費。如：就擠出系統而言，目前，雙壁波紋管生產線配置的擠出機，在中等口徑范圍（200～800mm），一般配置一臺90/30單螺桿擠出機，一臺120/30單螺桿擠出機較為合適，而不必一味追求較大直徑的擠出機，從而避免造成能耗過高。因為決定波紋管產量的關鍵關不在擠出機的排量，而是決定于波紋成型系統的波紋成型效率。同等機型，國外進口設備甚至配置一臺75/30擠出機，一臺90/30擠出機，直徑更小。

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