浅谈给水管网用UPVC塑料管与PE管的比较及PE管的发展展望

邢伟杨泳

摘要：本文通过对UPVC管与PE管的卫生安全、材质优劣、综合性能、连接方式、造价等五个方面进行详细分析，得出结论PE管道是供水管网的最佳选择，促进PE管道系统工程体系的发展，将使我国供水管网实现跨越式发展。既有利于经济建设，又有利于提高人民的生活质量和健康水平。

关键词：PE管; 建筑给水; 最佳

Abstract: This paper, through detailed analysing the sanitation and safety, material quality, comprehensive performance, connecting ways, cost such five aspects of UPVC tube and PE pipe, makes a conclusion that the PE pipe is the optimum choice for water supply network. Promoting the development of PE pipe system engineering system will realize the great-leap-forward development for water supply network of our country, which will not only benefit the economic construction, but also improve the quality of people''s life and health.

Keywords: PE pipe; building water supply; optimum

塑料管道是我国“十五”期间重点推广应用的化学建材之一。自国家科委将建筑给排水用硬聚乙烯管应用技术列入“六五”科技攻关项目以来，我国塑料管的发展在经历了研究开发和推广应用的阶段之后，正进入产业化高速发展的第三阶段。由此推动了PVC管道迅速发展。近几年来，随着国家对环保及卫生 的要求日趋提高，以及国家的政策和市场环境的发展，给水管网用塑料管正朝着PE管迈进，虽然PE管材生产和应用在我国起步较晚，但发展空间十分巨大。 由于PE管的优势和国家推广化学建材的导向，给我国PE管行业带来了空前的发展机会。从起步水平上看，PE管已大大超过铝塑复合管、PP-R管等产品的起步水平，而且有2001年5月正式颁布实施的GB13663—2000《给水用聚烯管材》标准可使用，按此标准生产供应给水管网所需的PE管，可满足城市给水管网高速发展的要求。

下面仅从供水企业的根本任务——向用户提供清洁的饮用水，连续供应有压力的水，节约人类赖以生存的“宝贵”水资源的角度，说明PE管能够持续发展的优势，与PVC管等管材的卫生性和综合性能、使用寿命、安全性经济等方面的比较来说明PE管将是我国供水管网的最佳选择。

一、聚乙烯管与PVC等管材卫生性比较

PE是由乙烯合成的高分子材料，其分子式为(-CH2-CH2-)n，是一种生态环保的碳氢化合物，无毒、无味，可以保证达到1998年10年1日国家技监局与卫生部联合发布的“生活饮用水输配水设备及防护材料的安全评价标准”(GB/T17219—1998)和1999年9月28日建设部颁布的《饮用净水水质标准》（CJ94-99），这两个标准是我们管网设计选材和管网运行过程要遵循的主要法规。

PVC管材本身无毒，如果严格控制生产，也是可以用供水管网的。但是于控制不严的情况下，可能出现问题。如：配方中误用了有毒的助剂、PVC树脂氯乙烯单体超标，单体氯乙烯和一些小分子在应用时转移到水中成为水中细菌的营养剂，使残留细菌加速繁殖，造成水质污染。

根据医学界统计，发生疾病的根源有80%来源于饮水，而我国大约有70％的人口饮水达不到卫生标准。这个堪忧的局面，使我们必须把关系人民健康的饮水卫生提到首位来。

二、PE管产品成熟，材质优良、寿命长

PE管产品技术已十分成熟，已经形成严谨而科学的管理设计理念。对PE管的长期使用性能的评价已经形成了系统的标准评价方法和体系。PE管材在生产设备、原材料、工艺等方面技术成熟，无论从原材料到工程施工，从新产品要求到质量控制方法，PE管道均具有完备的ISO标准（大部分已经或正在转化为GB），这一点是其它管材所不及的。而且近年来，用于管材的PE材料一直在不断地发展。将进一步提高管材许用应力，降低成本。    随着PE材料的换代，PE管的许用应力提高了很多，PE管和PVC管在壁厚上的差距也减少了。根据GB13661-2000标准，用PE100生产给水管，在压力等级是1MPa时，直径200毫米的PE100管的规定厚度是11.9毫米，和PVC管的厚度比是1.37：1，质量比约是0.93：1。即是说在同样的压力和同样直径下，用PE100管已经比PVC管质量小。而且其使用寿命长，PE管的安全使用期为50年以上，提高了PE管的市场竞争力。

三、PE管的基本物性和综合性能评价与PVC管材的比较   1.PE管较PVC管的基本物理性能的优势（表1）。

从上表对比数值上看，虽然PVC管材强度高，但由于它的脆性大，易导致破坏源的扩展，国内外都发生过PVC管快速开裂事件，而优质的PE管有良好的抗开裂性能。从使用安全出发，大口径供水管网也应该逐步把防止快速开裂事件提到议事日程上来。

由表1可知，PE管的伸长率是PVC的六倍半，所以虽然PE管强度较低，但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，PE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。

下面是PE、PVC、ABS几种常用管材综合对比表（表2）。

四、PVC管与PE管的安装连接形式

PVC管的连接方式有承插胶圈连接、粘合连接和法兰连接。承插胶圈连接、粘合连接需对管端进行扩口，对于管径较大管选用承插胶圈连接。由于PVC管刚性大，因而只能制成直管而不能作成盘状，致使连接用管件数量增多。成本高，工作量大，而其使用承插密封圈连接可靠性较差，渗漏可能性增加。

PE管的连接形式有电热熔热熔对连接，皆属于本体连接，可保证接头与管材的同一性，工艺上容易达到和保证接口处密实不漏，这一点对严重缺水的现实十分重要。而PE管直径小于160mm时，可以做成卷管。对大口径PE管采用热熔焊接，只需将连接界面加热到热熔焊接温度就可以实现。技术成熟、连接可靠性高、成本低，可以形成整体的柔性管网。这是PE管的最大优势。二十一世纪水资源国际学术研讨会议宣布，中国年人均用水量为二千二百立方米，仅为世界人均用水量的百分之三十左右。联合国据此把中国列为十三个最缺水国家之一。

五、工程造价对比

管道材料价格与施工费用基本决定了工程投资。济南自来水公司曾对国内普通铸铁管、PVC管、PE管的工程造价进行对比，对比结果如下表（表3）。由于PE管的柔性，可以随着地势的起伏弯曲铺设，对管沟的要求较低，PVC管柔性较差，铺设时要求管沟平直，如管沟有一定的弯曲度，则需增加管件。

PE管的柔性特别适用于非开挖施工技术，如用定向钻孔拖入铺设，可以在不破坏地面又不损伤已有管道的条件下铺设新管道。 PE管可以插入旧管道，修复旧管道，在城市已老化和管网改造中将大量应用，不但施工费用特别低廉，而且有利于环保。

由于PE管具有特殊的优势，所以从八十年代开始，西欧各国PE管的销售量就开始上升。在法国，钢管和PVC管的用量逐年下降，而PE管材的销量却持续上升。以中压管道为例，钢管的铺设总长度与PE管相比，发生了明显的变化。1986年PE管的铺设总长度为钢管的7倍。在瑞士，PE管的增长幅度远大于PVC管的增长幅度， PVC管的销量相对稳定，而PE管用量却大大上升，到90年代，1990-1998年间，欧洲PVC管平均年增长2％，PE管平均年增长7％，1998年达到260万吨，美国1997年比1996年增长26％，达到37.4万吨，1998年又比1997年增长11.9％。PE管增长速度远高于PVC管，在我国，PE管的发展近五年也出现了高速发展的局面。

通过以上分析，说明PE管道是供水管网的最佳选择，选用PE管道，促进PE管道系统工程体系的发展，将使我国供水管网实现跨越式发展，上一个新台阶。既有利于经济建设，又有利于提高人民的生活质量和健康水平。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。