高分子材料与工程实习调查报告

HDPE双壁波纹管应用发展前景调查报告院：化学与材料科学学院 年级：2014级 专业：高分子材料与工程姓名：我只看看不玩的 学号：#前言HDPE双壁波纹管管材它主要用在市政工程雨水、污水排放、工业废水排放、小区排水工程、盐业输卤、渔业输水、矿井通风、排水工程、农林排灌、凿井工程的井壁管（开孔的双壁波纹管）、水利工程、低压电缆与通信电缆护套管等方面。如今排水设备是现代化市政建设必不可少的重要基础建设，与发达国家相比，我国市政排水设施水平十分落后，我国正面临全国大量投资建设排水管网的历史机遇。本文主要对HDPE双壁波纹管的性能、造价、施工、市场潜力，通过实习公司的了解，和国内外资料整合的调查方法，分析现我国HDPE双壁波纹管的应用发展前景。主体HDPE双壁波纹管生产设备及生产技术于九十年代初期发展成熟，目前在发达国家的诸多领域广泛使用。尤其在美国、加拿大、日本、韩国及欧洲各国，双壁波纹管广泛用于工农业大型输水、各种领域排水、排污、排气等。我国近几年来才开始引进此类设备，且集中于大中型企业，其原因是从国外购置此类设备价格昂贵，每套约400-500万美元，使中小型企业望而却步，而大型企业在发展规模上也受资金限制，从而限制了双壁波纹管的发展。为了更好的说明HDPE双壁波纹管的使用价值和其优异性，现就对HDPE双壁波纹管的各方面进行具体分析。一、HDPE双壁波纹管的基本性能：1、抗外压能力强：外壁呈环形波纹状结构，大大增强了管材的环刚度，从而增强了管道对土壤负荷的抵抗力，在这个性能方面，HDPE双壁波纹管与其他管材相比较具有明显的优势。2、工程造价低：在等负荷的条件下，HDPE双壁波纹管只需要较薄的管壁就可以满足要求。因此，与同材质规格的实壁相管比，能节约一半左右的原材料，所以HDPE双壁波纹管造价也较低。这是该管材的又一个很突出的特点。3、施工方便：由于HDPE双壁波纹管重量轻，搬运和连接都很方便，所以施工快捷、维护工作简单。在工期紧和施工条件差的情况况下，其优势更加明显。4、摩阻系数小，流量大：采用HDPE为材料的HDPE双壁波纹管比相口径的其他管材可通过更大的流量。换言之，相同的流量要求下，可采用口径相对较小的HDPE双壁波纹管。5、良好的耐低温，抗冲击性能：HDPE双壁波纹管的脆化温度是-70。一般低温条件下（-30以上）施工时不必采取特殊保护措施，冬季施工方便，而且，HDPE双壁波纹管有良好的抗冲击性。6、化学稳定性佳：由于HDPE分子没有极性，所以化学稳定性极好。除少数的强氧化剂外，大多数化学介质对其不起破坏作用。一般使用环境的土壤、电力、酸碱因素都不会使该管道破坏，不滋生细菌，不结垢，其流通面积不会随运行时间增加而减少。7、使用寿命长：在不受阳光紫外线条件下，HDPE的双壁波纹管的使用年限可达50年以上。8、优异的耐磨性能：德国曾用试验证明，HDPE的耐磨性甚至比钢管还要高几倍。9、适当的挠曲度：一定长度的HDPE双壁波纹管轴向可略为挠曲，不受地面一定程度的不均匀沉降的影响，可以不用管件就直接铺在略为不直的沟槽。二、HDPE双壁波纹管与其他塑料管道的比较：在排水管和排污管市场，最初使用的塑料管道是实壁管道, 但是近年来塑料结构壁管的发展很快，由于结构壁管可以节省原料，降低成本，因此结构壁管已经成为大口径排水排污管道的主流产品。在我国用于排水和排污管道的结构壁管中，首先发展的是U-PVC双壁波纹管和环状肋管。90年代中期上海氯碱总厂引进了加拿大CORMA的U- PVC环状肋管生产线，安徽国风引进了德国尤尼克U- PVC双壁波纹管生产线，以后大连三垒首先开发成功国产的U- PVC双壁波纹管生产线，后来又有不少塑料机械设备厂也开发成功国产生产线。从这两种U- PVC结构壁管以后的发展状况来看，双壁波纹管逐渐占了上风。主要的原因是生产双壁波纹管比生产环状肋管要容易一些，还有一个重要的原因就是在同样直径条件下，达到同样的环刚度，双壁波纹管比环状肋管节省原料。U-PVC结构壁管由于原料加工性能的限制，我国最初只能生产直径500以下的管材，后来上海公元引进的生产线可以生产直径600的管材。理论上U- PVC双壁波纹管还可以生产更大直径的，国内报道，杭州波达试生产了800的U- PVC双壁波纹管。应该讲U- PVC双壁波纹管可以向大直径做，关键是原材料的改性，使之有较好的流动性，又不能增加太多的成本。HDPE的加工性能比较好，因此用HDPE可以生产出直径比较大的双壁波纹管，国产生产线可以生产到直径8001200，进口生产线中已经有多条线可以生产到直径1200，在国外HDPE双壁波纹管已经可以生产到直径1600。U- PVC双壁波纹管有刚度好、价格低等优点，但是也有低温抗冲击性能差的缺点，特别在我国北方，冬季施工时非常容易破损。近年来由于市场竞争激烈，U- PVC双壁波纹管的配方性能越来越差，以致在堆放和运输中也时常发生破损，影响U-PVC结构壁管市场的进一步开发。而HDPE结构壁管在低温韧性上有明显的优势。三、HDPE双壁波纹管与水泥排水管（以往工程常用管材）详细比较：HDPE双壁波纹管和水泥承插排水管总造价比较(以DN300为例)沟槽尺寸及土方量计算表，并分析HDPE结构壁管比水泥承插管显出更多经济效益和社会效益。每延长米的相关费用比较：HDPE结构壁管水泥承插排水管沟槽底面宽度(米)0.941沟槽底面宽度(米)1.400放坡系数0.330放坡系数0.330沟槽深度(米)2.000沟槽深度(米)2.000沟槽上口宽度(米)2.261沟槽上口宽度(米)2.761管材外径(米)0.341管材外径(米)0.341管材截面积(平方米)0.029管材截面积(平方米)0.029挖掘土方量(立方米)3.202挖掘土方量(立方米)4.202残土土方量(立方米)3.202残土土方量(立方米)4.202回填撼沙土方量(立方米)3.173回填撼沙土方量(立方米)4.173挖掘土方费用(元/立方米)2.960挖掘土方费用(元/立方米)2.960残土运输费用(元/立方米)18.860残土运输费用(元/立方米)18.860回填撼沙费用(元/立方米)48.600回填撼沙费用(元/立方米)48.6001、土方费用计算（以100米计算）HDPE结构壁管土方费用:（1）挖掘施工费用：2.960元/立方米*3.202立方米*100米=947.792元（2）残土运输费用: 18.860元/立方米*3.202立方米*100米=6038.972元（3）回填撼沙费用: 48.600元/立方米*3.173立方米*100米=15420.780元（4）土方总费用:1+2+3=22407.544元水泥承插管土方费用:（1）掘施工费用：2.960元/立方米*4.202立方米*100米=1243.792元（2）残土运输费用: 18.860元/立方米*4.202立方米*100米=7924.972元（3）回填撼沙费用: 48.600元/立方米*4.173立方米*100米=20280.780元（4）土方总费用:1+2+3=29449.544元对比结果：HDPE结构壁管比水泥承插管节约百分之二十四。2、施工费用计算（以100米计算）HDPE结构壁管连接施工费用:（1）单价：2.8元/口（2）施工口数量:施工长度(100米)/管材长度(6米/根)=16.67个（3）施工费用总计:单价(2.8元/口)*施工口数量(16.67)=46.648元水泥承插管连接施工费用:（1）单价：3.6元/口（2）施工口数量:施工长度(100米)/管材长度(2.5米/根)=40（3）施工费用总计:单价(3.6元/口)*施工口数量(40)=144元对比结果：HDPE结构壁管比水泥承插管节约百分之六十八。3、管材造价费用HDPE结构壁管造价:HDPE结构壁管单价：115.85元/米总费用: HDPE双壁波纹管单价(115.85元/米)*100米=11585.000元水泥承插管造价: 水泥承插管单价: 47.00元/米总费用: 水泥承插管单价( 47.00元/米)*100米=4700元综上计算，两种管材的施工总造价上虽然HDPE结构壁管材料费比水泥承插管材料费高，但是在只比较上三项费用中即可得出结论，两种管材工程总造价基本持平。另外，除以上三项指标外，HDPE结构壁管比水泥承插管显出更多经济效益和社会效益：1、大大缩短工期和缩小施工难度：由于HDPE双壁波纹管质量远轻于水泥管材，非常容易承插，所以大大缩小了施工难度；并且HDPE双壁波纹管最短为6米一根，而水泥管为2.5米一根， 大大缩短工期。2、HDPE双壁波纹管对沟底要求不高：由于水泥管材为钢性管，为保证承插效果，沟底必须处理平整，最好打基础层，并且要求施工人员有绝对的责任心。HDPE双壁波纹管为柔性管，对沟底要求不高。3、HDPE管对地面下沉或地壳变动不断裂：HDPE管的伸长率为钢管的20多倍，是PVC的六倍半，其断裂伸长率却非常高，延伸性很强。这就意味着当地面下沉或发性地震时地壳有变动的情况下，HDPE管能够产生抗性变形而不断裂。这一点远优于钢管，也优于有明显脆性的PVC管。这一性能已被国内外的证明（日本阪神大地震未造成管断裂；HDPE管在支南保山地震中未破坏都是证明）。4、HDPE管的渗透率远低于水泥管材，低于2%，对地下水不会造成二次污染，水泥管材无弹性，虽然配有胶圈，但密封效果差，特别是施工人员由于水泥管材重，不好施工，索性不管承插的效果，导致胶圈失去作用，从而使管材渗透率提高。5、HDPE管使用寿命长：PE管的安全使期为50年以上，这一点不仅已为国际标准和新国际所证明，而且已被先进国家证明。水泥管理论上使用寿命20年，但是其为硅酸盐类，长期受到酸碱的腐蚀，寿命大大降低。全国各地均有水泥管材由于污水渗漏导致地面下沉，接口断裂，几年内就不得不更换的实例。6、HDPE管内表面光滑，不带正负电核，不结垢，水泥管材易结垢，结垢后，使管径缩小，影响通流量。7、HDPE质量轻，便于运输与安装，无损耗，水泥管材质量重，不便于运输与安装，并且在运输与安装时易损耗。8、当管道通过流量、坡降及埋深相同时，HDPE可以比水泥管小一两个型号，HDPE内表面粗糙系数为0.009，水泥管材内表面粗糙系数为0.014，按照世界公认的谢才定律，进行同流量计算，HDPE管材可以比水泥管材小两个型号，而实际应用中，建议小一个型号即可。如设计为600口径的水泥管材可以用500口径的HDPE替换。四、HDPE双壁波纹管市场潜力分析：中国是水资源严重短缺的国家，人均水量不足2400立方米，仅为世界人均水量的四分之一。在中国的很多城市和地区能否保证居民的供水已经成为面临的首要难题，全国668个城市中有400多个供水不足。造成水危机的重要原因是水资源被没有控制、没有处理的排水所污染，例如，中国七大河流流经的15个主要大城市河段中，有13个河段水质污染严重。水污染还直接危害到经济、生活和人民健康的各方面。现在，全国上下都在呼吁保护水资源，治理水污染。在这样的形势下，排水设施工程已经成为各地基础建设的热点，在排水设施工程中排管网是其核心部分。曾经就有媒体报道，出台的2010中央“一号文件”的主题聚集水利建设，“一号文件”明确提出了“从土地出让金钟提取10%用于农田水利建设”。我们预测在今后十年内我国将进入建设排水管网的高潮，为塑料埋地排水管创造了空前的发展机遇。上海市、北京市早已在2000年左右率先淘汰水泥管、推广使用塑料管，加之城市污水处理投资力度加大，必然带动全国各地城市掀起“管道革命”的热潮，新型管道企业的不断涌现，生产能力不断扩张，建设部必将出台政策法规在全国范围