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摘 要：介紹了聚乙烯管材的優點和分類方法，從給水管材料、燃氣管材料、低熔垂大口徑管材料、 耐開裂聚乙烯管材料和耐熱聚乙烯管材料五個方面詳細介紹了國內的生產情況，并結合國內的研發和生產現狀，提出了我國聚乙烯管材專用料的發展方向。 

關鍵詞：ＰＥ１００管材；燃氣管；耐開裂聚乙烯；耐熱聚乙烯

目前，聚乙烯（ＰＥ）管材已成為在聚氯乙烯（ＰＶＣ）之后，世界上消費量第二大的塑料管道品種。由于ＰＥ管材具有突出的耐化學腐蝕性、耐低溫性、耐熱和耐磨性、焊接性能好、對輸送介質無污染、使用壽命長、制造安裝費用低等特點，被廣泛地應用于市政工程建設、農業生產以及石油化工等領域。 

中國市場ＰＥ管材料主要集中在給水管、燃氣管、地暖管等領域。隨著國內石化企業在管材料研發投入的加大，不斷推出新的牌號，產量也逐年增加，基本能夠滿足中國市場的需求。

雖然在總量上能夠滿足現階段的需求，但是也存在一定的不足，比如燃氣管、地熱管等領域，對外依存度仍然較大， 高質量的原材料進口占比較大，需要進一步完善這 些領域國內的供應能力，提高國產料供應量和市場競爭力。

按照國際標準ＩＳＯ９０８０—２０１２和ＩＳＯ １２１６２—２００９將ＰＥ管材分為 ＰＥ３２、ＰＥ４０、ＰＥ６３、 ＰＥ８０、ＰＥ１００、ＰＥ１１２以及ＰＥ１２５等級別，目前市場上以ＰＥ１００級管材料為主。 

２０１９年，國內市場ＰＥ管材的產量約為２４４萬ｔ，同比增長１５％，其中ＰＥ１００級管材產量為１８６．９萬ｔ，地暖管產量為１３萬ｔ，燃氣管材料為８萬ｔ。 

1、給水管材料 

ＰＥ管材具有衛生性好、利于環境保護、柔韌、可熔接、鋪設方便經濟、使用安全可靠等優點，在室外給水領域獲得了快速發展。根據國家標準 ＧＢ／Ｔ１３６６３．１—２０１７《給水用聚乙烯（ＰＥ）管道系統第１部分：總則》的要求，應采用黑色或藍色的混配料。

對于飲用給水管，管材的顏色為藍色或者黑色管材加藍條。雖然國家標準規定給水管應采用混配料，但是目前國內聚乙烯給水管多采用本色料加炭黑色母料的方法來生產。目前我國給水管材原料企業主要以生產本色ＰＥ１００級專用料為主，少數生產ＰＥ８０級及ＰＥ６３級管材料，具體生產情況如表１所示。

2、燃氣管材料 

由于聚乙烯管材具有良好的快速裂紋傳遞抵抗能力，使其成為城鎮中低壓埋地燃氣管材的首選材料。

根據國際標準ＩＳＯ４４３７—１：２０１４《燃氣 用埋地聚乙烯 管材（ＰＥ）－公 制 標 準－規 范》和 ＧＢ １５５５８．１—２０１５《燃氣用埋地聚乙烯（ＰＥ）管道系統第１部分：管材》的要求，生產燃氣用埋地聚乙烯管材的原料應采用混配料，其中ＰＥ１００級樹脂 的顏色為橙色或者黑色，ＰＥ８０級樹脂的顏色為黃色或黑色。

進入２１世紀，我國開始實施能源結構調整計劃，充分利用天然氣資源，大幅度提高天然氣在能源中的比例，特別是城市能源要大部分轉換為天然氣，聚乙烯燃氣管道的市場潛力開始顯現。

在 ２０１９年３月１９日召開中央全面深化改革委員會第七次會議審議通過了《石油天然氣管網運營機 制改革實施意見》。隨著《實施意見》通過，中國天然氣管輸改革逐步推開，天然氣管網的建設也會與之形成配套，進而對塑料燃氣管道原料的需求也會有一個持續的增長。

在國內，齊魯石化公司、上海石化公司、燕山石化公司、揚子石化公司和獨山子石化公司均已開始聚乙烯燃氣管材專用料的開發工作，但是量產的只有上 海石化公司的ＹＨＧ０４１Ｔ和獨山子石化公司的ＴＵＢ１２１Ｎ３０００Ｂ。

目前，安全問題重大，對燃氣管的質量要求非常嚴格，燃氣行業對專用料品牌的質量與信譽度極為重視，全球高端燃氣生產商均把歐洲ＰＥ１００＋協會產品目錄作為原料供應商的準入門檻，國內上海石化公司的ＹＨＧ０４１Ｔ和 獨山子石化公司的ＴＵＢ１２１Ｎ３０００Ｂ分別在２０１５年和２０１７年成為該協會會員。

3、耐開裂聚乙烯（ＰＥ１００－ＲＣ）管材料 

ＰＥ１００－ＲＣ樹脂被稱為第４代管材樹脂，在全缺口蠕變試驗（ＦＮＣＴ）測試條件下，其耐慢速裂紋增長時間超過８７６０ｈ。由于其具有優異的耐慢速裂紋增長性能（如圖１所 示），因此也被稱之為“超韌 ＰＥ１００樹脂”。

與普通ＰＥ１００管材相比，在同等條件下，該產品不但能夠帶來更長的使用壽命和更高的安全性，而且采用現代非傳統管道安裝技術，可用于管道更新、非開挖安裝和管道快速敷設等施工，可以降低管材施工難度，大大降低施工費用。

在聚合工藝方面，通過對分子結構的設計，優化聚乙烯鏈纏結和結晶度之間的平衡生產ＰＥ１００－ ＲＣ樹脂。其中雙峰聚合工藝一般采用1－己烯作為共聚單體，利安德巴塞爾工業公司利用 ＨｏｓｔａｌｅｎＡＣＰ（ＡｄｖａｎｃｅｄＣａｓｃａｄｅＰｒｏｃｅｓｓ）三釜串聯工藝技術，采用１－丁烯作為共聚單體生產耐開裂聚乙烯。 

在國內，中沙（天津）石化、獨山子石化以及中韓（武 漢）石化公司采用ＩｎｎｏｖｅｎｅＴＭＳ雙環管淤漿聚合工藝生產了ＰＥ１００－ＲＣ管材料，上海石化公司采用北星雙峰（Ｂｏｒｓｔａｒ）專利技術開發了耐開裂聚乙 烯 ＰＥ１００－ＲＣ管道專用料 ＹＨＧ０４１ＲＣ。

在國內相關標準中，國標 ＧＢ１５５５８．１—２０１５ 《燃氣用埋地聚乙烯（ＰＥ）管道系統第１部 分：管 材》附錄Ｄ中，推薦采用一些特殊敷設環境（如無 沙床回填）或者非開挖施工等領域，可能需要采用具有高耐慢速裂紋增長性能 ＰＥ１００混配料。 

4、低熔垂大口徑聚乙烯管材料 

與傳統的球墨鑄鐵相比，大口徑聚乙烯管材具有衛生性、耐腐蝕性和焊接性能好等方面的優勢，因此在污水排放、海水養殖、海水淡化工程、工業冷卻水供給等領域應用廣泛。

但是在生產大口徑聚乙烯管材時，隨著最大工作壓力的增大，管材的壁厚也逐漸增加，冷卻固化的速度慢，熔體會在重力作用下下垂，造成上面壁厚小，下面壁厚大， 即熔垂效應。

因此需要選用特殊的原料，即低熔垂聚乙烯管材專用料，使生產的管材壁厚均勻。對于雙峰聚乙烯管材來說，要想獲得抗熔垂性能好的產品，需要提高管材料的重均相對分子質量，使高相對分子質量部分的含量更多。

國內一些石化企業通過對雙峰聚乙烯聚合工藝條件的優化，平衡產品的加工性能和力學性能的關系，開發出低熔垂大口徑聚乙烯管材專用料。

吉林石化公司利用Ｈｏｓｔａｌｅｎ 淤漿聚合裝置，在雙峰ＰＥ１００級管 材料ＪＨＭＧＣ１００Ｓ的工藝基礎上進行了工藝優化，成功開發了低熔垂大口徑聚乙烯管材專用料，產品質量得到了用戶的認可。

獨山子石化公司在Ｕｎｉｐｏｌ全密度聚乙烯裝置上，利用進口的ＰＲＯＤＩＧＹ ＢＭＣ－２００催化劑開發了單反應器雙峰低熔垂大口徑聚乙烯管材專 用料ＵＨＸＰ－４８０８。

上海石化公司利用北歐化工的 Ｂｏｒｓｔａｒ 技術在４ＰＥ裝置上成功開發了ＹＨＧ０４１ＬＳ專用料。國內低熔垂大口徑管材料具體生產情況如表２所示。

5、耐熱聚乙烯（ＰＥ－ＲＴ）管材料 

ＰＥ－ＲＴ是乙烯與α－烯烴的共聚物，具有環保、耐高溫、安裝方便、可回收再利用等優勢，使其迅速成為地暖管、鋁塑復合管、輸油管等的主要材料。

國際標準ＩＳＯ２２３９１—２：２００９將ＰＥ－ＲＴ管材分為兩種類型，即Ⅰ型和Ⅱ型。按照標準要求，Ⅰ型ＰＥ－ＲＴ 管材在１１０℃以下各溫度條件下靜液壓曲線可以出 現拐點；Ⅱ型ＰＥ－ＲＴ管材在１１０℃以下各溫度條件下 靜液壓曲線不能出現拐點，也就是說明Ⅱ型 ＰＥ－ＲＴ 管材耐溫耐壓性能優于Ⅰ型ＰＥ－ＲＴ管材。

近些年來，國內石化企業加快對ＰＥ－ＲＴ管材 專用料的研究與開發步伐，打破了國外石化企業的壟斷局面。

撫順石化公司利用加拿大ＮＯＶＥ公司的Ｓｃｌａｒｉｔｅｃｈ溶液法工藝開發出乙烯和辛烯共聚ＰＥ－ＲＴ管材專用樹脂，填補了我國以辛烯為共聚單體的聚乙烯產品空白。

齊魯石化公司利用茂金屬催化劑，在 Ｕｎｉｐｏｌ氣相法聚乙烯裝置生產乙烯和己烯共聚產品 ＱＨＭ２２Ｆ，之后又開發了ＱＨＭ３２Ｆ，在２０１９ 年 ＱＨＭ３２Ｆ 的產量超過了ＱＨＭ２２Ｆ，實現了 ＰＥ－ＲＴ產品升級替代。

蘭州石化公司和揚子石化公司利用三井ＣＸ工藝，通過技術改造和技術創新，開發了三峰ＰＥ－ＲＴ管材 料。國內主要廠家 ＰＥ－ＲＴ生產情況如表３所示。

6、發展建議 

由于受我國城鎮化管網建設、煤改氣政策的激勵、國家加大對農業和水利等基礎設施建設的投入，促進了我國塑料管道行業的發展。但是隨著未來幾年煉化一體化項目的陸續投產，ＰＥ管材的市場競爭將會更加激烈。

若想在競爭激烈的市場中突圍出來，建議在以下幾個方面開展工作：

（１）加大高端催化劑研發力度，實現國產化。催化劑作為聚乙烯生產的核心技術，直接影響產品的最終性能。目前，一些管材催化劑還依賴于國外進口，價格相對昂貴。因此實現高端催化劑國產化，無論對提升領域科技創新水平還是提高 產品質量，都具有極其重要的意義。

（２）開發高性能高附加值的管材專用料。與國外廠家相比，燃氣管材專用料生產廠家較少，而且顏色單一，需要開發具有顏色管理和抗吸水性能優勢的橙色或者黃色管材料。此外，對于ＰＥ１００－ＲＣ管材料，雖然一些廠家已經小批量生產和完成相關認證工作，但是在市場的培育方面還需要一定時間，需要加大市場開發力度。

（３）逐步建立完善的產銷研一體化技術服務體系，提高技術支持水平。面對日益加劇的市場競爭，如何提供高水平的技術服務，穩定用戶群顯得格外重要。國內各大石化企業應當建立產銷研一體化的工作思路，從材料的生產、聚合物結構分析表征、管材的加工以及施工質量等方面入手，為客戶提供強有力的技術支持。

（４）統籌規劃合理布局產業發展。各石化企業應建立部門協調工作機制，做好頂層設計和規劃統籌，從原料來源、技術選擇、產能布局等多方面進行科學論證，降低投資風險，避免同質化產品無序競爭。