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(zhì)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(shè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及石油化工等領(lǐng)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(lǐng)域。隨著國內(nèi)石化企業(yè)在管材料研發(fā)投入的加大，不斷推出新的牌號，產(chǎn)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(xiàn)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(lǐng)域，對外依存度仍然較大， 高質(zhì)量的原材料進口占比較大，需要進一步完善這 些領(lǐng)域國內(nèi)的供應能力，提高國產(chǎn)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(nèi)市場PE管材的產(chǎn)量約為244萬t，同比增長15%，其中PE100級管材產(chǎn)量為186.9萬t，地暖管產(chǎn)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(wèi)生性好、利于環(huán)境保護、柔韌、可熔接、鋪設(shè)方便經(jīng)濟、使用安全可靠等優(yōu)點，在室外給水領(lǐng)域獲得了快速發(fā)展。根據(jù)國家標準 GB/T13663.1—2017《給水用聚乙烯(PE)管道系統(tǒng)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(guī)定給水管應采用混配料，但是目前國內(nèi)聚乙烯給水管多采用本色料加炭黑色母料的方法來生產(chǎn)。目前我國給水管材原料企業(yè)主要以生產(chǎn)本色PE100級專用料為主，少數(shù)生產(chǎn)PE80級及PE63級管材料，具體生產(chǎn)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(zhèn)中低壓埋地燃氣管材的首選材料。

根據(jù)國際標準ISO4437—1：2014《燃氣 用埋地聚乙烯 管材(PE)-公 制 標 準-規(guī) 范》和 GB 15558.1—2015《燃氣用埋地聚乙烯(PE)管道系統(tǒng)第1部分：管材》的要求，生產(chǎn)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(jié)構(gòu)調(diào)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(zhuǎn)換為天然氣，聚乙烯燃氣管道的市場潛力開始顯現(xiàn)。

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(wǎng)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(wǎng)的建設(shè)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(xù)的增長。

在國內(nèi)，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(fā)工作，但是量產(chǎn)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(zhì)量要求非常嚴格，燃氣行業(yè)對專用料品牌的質(zhì)量與信譽度極為重視，全球高端燃氣生產(chǎn)商均把歐洲PE100+協(xié)會產(chǎn)品目錄作為原料供應商的準入門檻，國內(nèi)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(xié)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(yōu)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(chǎn)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(xiàn)代非傳統(tǒng)管道安裝技術(shù)，可用于管道更新、非開挖安裝和管道快速敷設(shè)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(jié)構(gòu)的設(shè)計，優(yōu)化聚乙烯鏈纏結(jié)和結(jié)晶度之間的平衡生產(chǎn)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(yè)公司利用 HostalenACP(AdvancedCascadeProcess)三釜串聯(lián)工藝技術(shù)，采用1-丁烯作為共聚單體生產(chǎn)耐開裂聚乙烯。

在國內(nèi)，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(huán)管淤漿聚合工藝生產(chǎn)了PE100-RC管材料，上海石化公司采用北星雙峰(Borstar)專利技術(shù)開發(fā)了耐開裂聚乙 烯 PE100-RC管道專用料 YHG041RC。

在國內(nèi)相關(guān)標準中，國標 GB15558.1—2015 《燃氣用埋地聚乙烯(PE)管道系統(tǒng)第1部 分：管 材》附錄D中，推薦采用一些特殊敷設(shè)環(huán)境(如無 沙床回填)或者非開挖施工等領(lǐng)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(tǒng)的球墨鑄鐵相比，大口徑聚乙烯管材具有衛(wèi)生性、耐腐蝕性和焊接性能好等方面的優(yōu)勢，因此在污水排放、海水養(yǎng)殖、海水淡化工程、工業(yè)冷卻水供給等領(lǐng)域應用廣泛。

但是在生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品，需要提高管材料的重均相對分子質(zhì)量，使高相對分子質(zhì)量部分的含量更多。

國內(nèi)一些石化企業(yè)通過對雙峰聚乙烯聚合工藝條件的優(yōu)化，平衡產(chǎn)品的加工性能和力學性能的關(guān)系，開發(fā)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(chǔ)上進行了工藝優(yōu)化，成功開發(fā)了低熔垂大口徑聚乙烯管材專用料，產(chǎn)品質(zhì)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(fā)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(shù)在4PE裝置上成功開發(fā)了YHG041LS專用料。國內(nèi)低熔垂大口徑管材料具體生產(chǎn)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(huán)保、耐高溫、安裝方便、可回收再利用等優(yōu)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(xiàn)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(xiàn)拐點，也就是說明Ⅱ型 PE-RT 管材耐溫耐壓性能優(yōu)于Ⅰ型PE-RT管材。

近些年來，國內(nèi)石化企業(yè)加快對PE-RT管材 專用料的研究與開發(fā)步伐，打破了國外石化企業(yè)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(fā)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(chǎn)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(chǎn)乙烯和己烯共聚產(chǎn)品 QHM22F，之后又開發(fā)了QHM32F，在2019 年 QHM32F 的產(chǎn)量超過了QHM22F，實現(xiàn)了 PE-RT產(chǎn)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(shù)改造和技術(shù)創(chuàng)新，開發(fā)了三峰PE-RT管材 料。國內(nèi)主要廠家 PE-RT生產(chǎn)情況如表3所示。

6、發(fā)展建議

由于受我國城鎮(zhèn)化管網(wǎng)建設(shè)、煤改氣政策的激勵、國家加大對農(nóng)業(yè)和水利等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入，促進了我國塑料管道行業(yè)的發(fā)展。但是隨著未來幾年煉化一體化項目的陸續(xù)投產(chǎn)，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(fā)力度，實現(xiàn)國產(chǎn)化。催化劑作為聚乙烯生產(chǎn)的核心技術(shù)，直接影響產(chǎn)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(xiàn)高端催化劑國產(chǎn)化，無論對提升領(lǐng)域科技創(chuàng)新水平還是提高 產(chǎn)品質(zhì)量，都具有極其重要的意義。

(2)開發(fā)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(chǎn)廠家較少，而且顏色單一，需要開發(fā)具有顏色管理和抗吸水性能優(yōu)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(jīng)小批量生產(chǎn)和完成相關(guān)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(fā)力度。

(3)逐步建立完善的產(chǎn)銷研一體化技術(shù)服務體系，提高技術(shù)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(shù)服務，穩(wěn)定用戶群顯得格外重要。國內(nèi)各大石化企業(yè)應當建立產(chǎn)銷研一體化的工作思路，從材料的生產(chǎn)、聚合物結(jié)構(gòu)分析表征、管材的加工以及施工質(zhì)量等方面入手，為客戶提供強有力的技術(shù)支持。

(4)統(tǒng)籌規(guī)劃合理布局產(chǎn)業(yè)發(fā)展。各石化企業(yè)應建立部門協(xié)調(diào)工作機制，做好頂層設(shè)計和規(guī)劃統(tǒng)籌，從原料來源、技術(shù)選擇、產(chǎn)能布局等多方面進行科學論證，降低投資風險，避免同質(zhì)化產(chǎn)品無序競爭。

(關(guān)鍵字：聚乙烯 管材)