放眼全球找差距  PVC管道行业当有所作为
□   北京塑料工业协会誉理事长   张玉川
发展现状不乐观
　　PVC管道目前是我国产量和消费量最大的塑料管道品种，其应用至今已逾半个世纪。据统计，2009年我国各类
塑料管道总产量达580.37万t，同比增长18.92%，其中，PVC管道产量占60%左右。在“后危机时代”的新形势下，
PVC管道行业正面临来自各方面的机遇与考验。近年我国PVC树脂产能增长十分迅猛，2009年总产量达到915万t，
但企业平均开工率仅有50%左右，大量产能闲置，供过于求已经成为行业不得不面对的严峻挑战。PVC树脂的迅猛
增长迫切需要塑料管道产量能够保持较快增长，目前已经出现了上游企业为了寻找销路而投资新建塑料管道项目的
新动向。
　　从总体态势来看，PVC管道历经几十年的发展，其市场已十分成熟，进一步扩展实为不易，因此，未来产量将
很难出现快速提升。但如果仅仅停留在目前的水平之上，管道行业前景同样不容乐观，其劣势具体表现在以下几个
方面：
　　（1）信誉不佳   一段时期以来，市场上充斥着劣质PVC管道产品，其价格便宜、质地脆、易破裂，导致的事
故不断，使得整个行业形象大打折扣。除此之外，因媒体大肆渲染，使得不少用户担心PVC有害健康，而添加剂方
面出台的相关措施也几乎将PVC管道从城镇供水市场中“驱逐”出去。此外，在占有优势的南方地区埋地排水管道
市场，也由于质量事故频发，其市场份额也出现了一定程度的下降。
　　（2）产业集中度低   行业内拥有新产品开发和高端产品生产能力的企业不多，绝大部分停留在低水平阶段，
甚至有不少是假冒伪劣产品。虽然总产能较大，但技术水平普遍较低，结果造成低端市场严重过剩，价格陷入恶战。
　　（3）观念保守   行业目前对于自身和国际先进水平之间存在的巨大差距普遍认识不足，由此导致国内对于
PVC管道材料、结构、制造、连接和应用方面的研发热情不高，缺乏对管道使用和破坏情况的调查分析，新产品开
发速度缓慢。
　　鉴于目前行业处于内外交困的形势之下，盲目的产能扩张实不可取，同时面对其他聚烯烃材料的挤压，PVC管
道市场甚至有进一步萎缩的危险，对此企业须有清醒的认识。

放眼全球找差距
　  目前我国市场上的PVC管道产品和国外相比存在很大差距，即使出口产品也不例外。
    1.标准与规范
   （1）长期使用性能缺乏保证  为了保证塑料管能够达到安全使用50年的要求，目前国际通行的做法是规定管
材必须通过规范的静液压测试，通过确定其长期静液压强度（MRS），进而确定管道材料容许的设计应力。
　  当前欧洲普遍采用ISO标准，明确要求PVC管道材料的MRS≥25MPa，容许的设计应力应达到12.5MPa；北美地
区多数采用ASTM和AWWA标准，该标准要求PVC管道材料的静水压设计基准（HDB，类似于MRS）达到27.6MPa，其
容许的设计应力应达到13.8MPa。虽然存在差异，但上述两种标准中规定的公称压力（压力等级）都是依据设计应
力得出的。因此，材料长期静液压强度的确定是管道设计最基础的工作之一。
  　虽然国外PVC管道的原材料大部分是管道生产企业自主混配，但其MRS或HDB必须经过测定和验证后方可使用。
但我国的硬质PVC管道（PVC-U）的标准至今没有对原材料MRS的确定作出明确要求。虽然现行标准对于管材公称
压力的规定和ISO标准一致，对性能的测试要求和ISO标准也完全相同，但由于在原材料方面缺乏对MRS的最基本
要求和验证规定，故实际上材料安全使用的期限仍是无法保证的。
  　（2）断裂韧度尚无要求  为了保证管道的安全使用，管道的韧性和强度同等重要。韧性好的材料往往可以阻
止裂纹的起始和扩展，但强度和韧性往往是一对矛盾的概念，难以兼顾。为避免塑料管在铺设和使用过程中可能引
发的缺陷或应力集中，ISO标准（ISO4422:1996）中早已就抗冲击和断裂韧度的测定（C环方法）加以明确。但我
国的PVC-U管材标准GB/T10002至今没有对断裂韧度的测定作出明确要求，仅仅就抗冲击（强度）方面的指标作出
了规定。在2006年标准修订之前，标准中的抗冲击性能要求甚至大幅低于ISO标准中的同类指标。由此造成多年
来国内普遍注重PVC-U压力管道系统的强度而忽视韧度，事故频发的同时，也为假冒伪劣产品提供了温床。
    2.质量管理和监督
　  发达国家对于塑料管道质量的管理和监督十分严格，其主要表现为生产企业重视产品信誉，拥有完备的质量控
制体系。例如，加拿大在PVC管道生产过程中规定：每件管材必须在工厂中进行2倍压力等级的液压测试；管材（包
括安装好的密封接头）每天要按标准进行3.2倍压力等级及1小时负压（-75kPa）测试。此外，国外普遍采用质量
认证制度，有独立和专门的第三方认证机构对产品质量进行长期监督。为了掌握PVC管道的实际使用情况，他们还
不断开展对于已铺设管道的实地调查，得出令人信服的结论。
  　相较而言，国内对于塑料管道质量的管理和监督存在较大缺陷。举例来说，多年来国内企业通常仅就管材和管
件的性能进行单独测试，而从未在成品环节将管材和管件进行连接测试，这对于保证管道系统的整体性能（如在不
同使用条件下的密封性能）是不利的。近几年标准修订后，这一工作才逐渐开展，但其测试范围也仅局限于材料定
型试验时进行。
    3.产品更新换代
　  国外对于抗冲击改性PVC管道（PVC-M或PVC-A，PVC-HI）和双向拉伸PVC管道（PVC-O）的开发和应用已历经
多年。其中，PVC-M最早在荷兰等国成功实现应用，其主要面向低压燃气管网和抗冲击性能要求较高的矿山领域。
而后在断裂力学理论的指导下，实现了在保持强度前提下材料韧度的大幅提高。现该产品已在英国、南非等国大量
替代传统PVC-U管道，主要应用于城乡供水管网和矿山领域。
  　然而，我国PVC压力管道系统长期以来仅有硬质PVC（PVC-U）一个品种，直到2007年才自主研发出PVC-M管
道。虽然近年有个别企业和研究院校从事双轴取向PVC-O管的开发，但是至今仍未进入商品化大生产阶段。
    4.连接环节
　  管道系统的成败，往往取决于连接环节的质量。PVC管道通常采用承插连接，为保证密封往往加以密封圈或粘
合剂。发达国家在承插连接方面不断进行研究和试验的同时，还研究采用更加可靠的密封圈设计。例如，在北美使
用率非常高的PVC管道钢环增强橡胶密封圈 （商品名“Rieber”）。此外，为了将PVC管道应用于非开挖铺设领域，
国外也开发出了多种可以承受轴向拉力的约束接头。然而，多年来国内PVC管采用的密封圈仍是传统的全橡胶密封
圈，密封圈的质量标准也不尽完善，约束接头在国内更是空白。
    5.应用推广
　　我国的PVC管道广泛应用于供水、排水、护套和工业领域，但就应用广度来讲，与国外先进水平相比仍有差距。
　　非开挖铺设领域（包括新管道的铺设和旧管道的修复）因具有明显的经济效益，环境破坏程度小，近年来已经
成为国际管道工程的热点。非开挖铺设要求管材具有较好的韧性，连接处不形成妨碍进入的突出。传统意义上来讲，
非开挖铺设绝大部分采用可熔接的聚乙烯管，但国外（特别是在北美）现已开发出适合非开挖铺设的PVC管材，但
我国至今尚未进行试验。此外，我国在矿山等恶劣环境中使用的多为金属管，而国外在多年前就已经大量使用高强
度和高韧性的PVC-M和PVC-O管，这方面我国才刚刚起步。

扭转局面须紧迫
　  从竞争态势来看，目前PVC管道行业已经到了背水一战的关键时刻。以往通过多加填料、多用回料，以牺牲质
量来降低成本，或是单纯依靠扩大产能来争夺市场的做法必将走入死胡同。转变长期以来形成的思维定势和保守观
念，首先需要正视自身和国际先进水平间存在的巨大差距，虚心学习国外先进经验，逐步改进；同时，下决心扭转
忽视质量、只重成本的经营理念，通过开发生产高端产品，配合科学的宣传和指导，让用户重拾对PVC管道的信心；
此外，还必须推动产业的集中化，支持重视产品质量、有创新能力的大企业集团成为市场的主体。
    1.大力开发PVC-M管道系统
　  PVC管道产量若要实现增长，则必须争取城乡供水管网这个巨大市场。根据以往的经验教训，为了保证管道的
长期安全使用，采用强度和韧性俱佳的PVC-M管道更加可靠。由于我国是地震多发国家，且管道铺设施工水平良莠
不齐，所以提高材料的抗冲击开裂性能就显得更加重要。目前我国部分龙头企业的成功经验已经证明，国内有能力
生产出具有较高性价比的PVC-M产品。建议今后将城乡供水用PVC-U压力管逐渐过渡到PVC-M系统。同时要学习国
外经验，开发更加完善的连接技术，如增强橡胶密封圈和各种带约束的承插连接等。
    2.主动研究塑料管抗地震性能
　  世界各国目前都很重视管道的抗地震性能问题。我国的国家标准GB52232-2003“室外给水排水和燃气热力工
程抗震设计规范”中就对于管网的“抗震设防”制定了明确的强制规范。汶川大地震之后，全国上下对建筑抗震的
关注程度更是空前。
  　在此背景之下，我国塑料管业（供排水等各种管道）必须主动积极地开展塑料管抗地震性能的实验研究，拿出
令人信服的实验结果。由于市场上仍存在大量质脆、易裂的PVC管道产品，若不能尽快扭转这一局面，则今后PVC
管道将很难进入涉及抗震要求的市场领域。
    3.积极探索非开挖铺设应用
　  非开挖铺设应用PVC管道有利有弊，由于无法依靠管土共同作用来承受外压负载，所以此类管道通常要求管材
具有较高的环刚度。国内目前非开挖铺设管道领域发展很快，用户和工程界均表现出了很高的积极性，建议PVC管
道企业主动对接，开拓这一具有广阔前景的市场。
    4.发展断裂力学理论
  　断裂力学是研究分析有缺陷材料力学规律的一种基础理论。实践证明，使用过程中塑料管很难避免缺陷和损伤，
这时就不能仅仅依靠传统的材料力学来对其破坏程度进行评估。近年来国际上十分重视应用断裂力学进行塑料管的
抗开裂性能研究，而PVC-M正是运用断裂力学理论实现新产品研发的典型示例。目前国内在断裂力学基础理论研究
方面还很薄弱，尤其是相关知识的普及还很不足。建议国内大型企业和科研院所开展合作，在进行断裂力学理论基
础研究的同时，将其用于指导生产和产品研发。
    5.制定严格完善的标准
  　质量安全是标准制定的最基本前提。如今，我国除燃气管标准以外，其他塑料管道国家标准都属于推荐性标准，
中小企业可以选择不依据推荐标准，生产并销售一些要求较低的市场产品（如临时性建筑用管）。产业若要进一步
发展，实现现行国家标准与国际先进标准的同步就显得犹为必要，这将有利于扶优限劣，提高产业集中度，重建和
维护PVC管道的市场信誉。
    6.重视技术创新，转变发展理念
  　PVC管道的根本出路在于技术创新。双轴取向PVC（PVC-O）管材的研发就是技术创新的典型事例。PVC-O管材
通过特殊的取向加工工艺使PVC分子形成环向排列，其环向强度成倍提高，韧性也得到明显改善，使得PVC管道一
举进入高压管道领域。从工艺上讲，PVC-O通常有二步法和一步法两种工艺，其中，二步法设备简单；而一步法能
源和人力成本，但是设备复杂，控制较难，尺寸范围有限。目前国外两种方法都在使用。值得注意的是，最近国外
报道称，新的二步法工艺已开发成功（即“全干法系统”）。建议国内将自主开发的重点瞄准上述新型二步法工艺，
把产品目标市场定位为高耐压、高韧性的工矿用管道。