最新PE燃气管材料.docx

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最新PE燃气管材料

聚乙烯（PE）燃气管专用料介绍

、中国PE燃气管材专用料概况

1.中国PE燃气管的需求

（1）中国快速的城市化建设以及对环境质量越来越高的要求，促进了城市燃气的飞速发展。

据有关资料介绍，2010年我国天然气管道总长仅3.5万公里，但到2015年天然气管道总长将达到10万公里。

（2）近几年PE燃气管材用量已超过30万吨/年，且其发展仍然处于黄金时期。

根据设计要求，PE燃气管道必须保证50年的使用寿命，因此对原材料的选用、管材、管件、配套件的加工以及施工技术都有较高的要求。

2.PE燃气管的特性

聚乙烯（PE）管道具有许多优异的性能，如耐低温性好、韧性好、抗腐蚀性、可焊接性以及“非开挖定向钻孔”等，特别是其具有良好的快速裂纹传递抵抗能力，使其成为城镇中低压埋地燃气管材的首选材料。

3.PE燃气管的现状

（1）根据国际标准ISO4437:

2007和欧洲标准EN1555-1:

2010的要求，生产燃气用埋地PE管材的原料应采用混配料，即基础PE树脂与添加剂，如抗氧剂、颜料、炭黑、紫外线稳定剂等的均匀挤出混合物。

（2）聚乙烯燃气管要求所用原料必须为黑色或黄色的专用料，且原料必须有适当的炭黑含量和炭黑分散度。

（3）目前，PE燃气管材主要采用PE80与PE100等级的中密度聚乙烯（MDPE）和高密度聚乙烯（HDPE）树脂为原料。

（4）PE80级树脂的颜色为黄色或者黑色，生产的管材颜色为黄色或黑色管材加黄色标记，PE100级树脂的颜色为橙色或黑色，生产的管材颜色为橙色或黑色管材加橙色标记。

制造标记色条的混配料的基础树脂，必须与生产管材的混配料的基础树脂相同。

、国内PE燃气管的市场情况

（1）相对于其他塑料管道，国内PE燃气管的应用和管理相对比较规范。

国家质检总局在《特种设备安全技术规范》中对PE燃气管材和管件的生产和应用都有明确要求，并实行认证制度。

（2）国内燃气公司对生产PE燃气管材、管件和阀门等原材料牌号，一般都具体指定，比较大的燃气公司对加工企业还实行定点生产，甚至采用驻厂监造以保证产品质量。

（3）近年来，国内石化企业开始加快PE燃气管材专用料的研究和开发步伐,但是满足燃气管材专用料要求的生产厂家相对较少，国内主要依赖进口。

表1欧洲主要PE管材专用料牌号（为方便有全面了解，给水管牌号也也在其中）

生产商

牌号

等级

颜色

生产工艺

备注

Borealis

HE3490-LS

PE100

黑色

北星双峰

（Borstar）技术

燃气、饮用水:

HE3490-LS-H

PE100-RC

黑色

燃气

HE3492-LS

PE100

橙色

燃气

HE3492-LS-H

PE100-RC

橙色

燃气

HE3490-IM

PE100

黑色

注塑压力管件

ME3440

PE80

黑色

燃气、饮用水

ME3441

PE80

黄色

燃气

LyondellBasell

CRP100Black

PE100

黑色

赫斯特

（Hos-talen）淤浆聚合

燃气、饮用水「

CRP100Orange

PE100

橙色

燃气

CRP100ResistCRBlack

PE100-RC

黑色

燃气

GM5010T3Black

PE80

黑色

燃气、饮用水

INEOSPolyolefins

TUB121N3000

PE100

黑色

InnoveneS双

环管淤浆聚合

燃气、饮用水

TUB125N2025

PE100

橙色

燃气

TUB121N6000

PE100-RC

黑色

燃气

TUB171

PE80

黑色

燃气、饮用水

TUB172

PE80

黄色

燃气

TotalPetrochemicals

XS10B

PE100

黑色

双环管淤浆工艺

燃气、饮用水

XS10OrangeYCF

PE100

橙色

燃气

XRC20B

PE100-RC

黑色

燃气

XSC50Orange

PE100-RC

橙色

燃气

XSC50Blue

PE100-RC

蓝色

饮用水

XSL12B

PE100-RC

黑色

燃气、给水

3802B

PE80

黑色

连续低压淤浆工-艺

燃气、饮用水

3802YCF

PE80

黄色

燃气

SABICEurope

P6006

PE100

黑色

赫斯特

（Hos-talen）淤浆聚合

燃气、饮用水

P5510

PE80

黑色

燃气、饮用水

⑷除欧洲进口料之外，还有的企业采用亚洲国家的原料，特别是韩国的PE

管材专用料生产燃气管。

表2亚洲主要PE管材专用料牌号

生产厂商

牌号

等级

颜色

备注

SCGChemicals

（泰国）

EL-LENEH1000PC

PE100

黑色

燃气、给水

SK株式会社

6100

PE100

黑色

燃气、给水

TR480BK

PE80

黑色

燃气、给水

韩国大林

LH4100

PE100

黑色

燃气、给水

TR418BL

PE80

黑色

燃气、给水

大韩油化

P600BL

PE100

黑色

燃气、给水

P600

PE100

本色

给水

P502BL

PE80

黑色

燃气、给水

P502YE

PE80

橙色

燃气

P502

PE80

本色

给水

韩国LG

PD0100

PE100

黑色

燃气、给水

PD0108

PE80

黑色

燃气、给水

台塑

8001BL

PE100

黑色

燃气、给水

8001

PE100

本色

燃气、给水

沙特TASNEE

TASNEE100Black

PE100

黑色

燃气、给水

三、国产料生产技术和主要牌号

（1）我国推广应用塑料煤气管材，但在很长一段时期内进展并不大。

一是由于当时国内还不能生产高质量的PE管道系统，特别是缺乏配套的管件和焊接施工机械及施工规范，二是由于当时我国用的燃气主要是人工煤气，含有可能侵蚀PE材料的成分。

（2）进入21世纪，我国开始实施能源结构调整计划，充分利用天然气资源，

大幅度提高天然气在能源中的比例，特别是城市能源要大部分转换为天然气，PE燃气管的市场潜力开始显现。

（3）我国国产PE管材专用料的发展也很快，其技术水准和质量不断提高。

生产PE管材专用料的企业主要集中在中石化和中石油这两个超大型国有企业，采用的装置均为国外引进。

表3国内聚乙烯管材专用料的生产工艺

生产企业

生产工艺

共聚单体及分布

牌号

等级

上海石化股份有限公司

北欧双峰技术

丁烯-1，

双峰

YGH04仃LS

PE100

给水

YGH04仃

PE100黑色

燃气

YGH041

PE100

给水

YGH091T

PE80

给水

YGH051T

PE80

给水

燕山石化股份有限公司

三井油化淤浆法

丁烯-1，

双峰

7600MBL

PE100黑色

燃气

7600MO

PE100橙色

燃气

6380MBL

PE80

给水

扬子石化股份有限公司

三井油化淤浆法

丁烯-1，

双峰

4902T

PE100

给水

4902TBK

PE100黑色

燃气

4803T

PE80

给水

齐鲁石化股份有限公司

UCC低压气相法

己烯-1，

丁烯-1

单峰

DGDB2480HBK

PE100

燃气

DGDB2480H

PE100

给水

DGDB2480BK

PE80

燃气

DGDB2480

PE80

给水

福建联合石油化工有限公司

UCC低压气相法

丁烯-1，

单峰

DGDB2480

PE80

给水

独山子石化股份有限公司

BP低压气相法

丁烯-1，

单峰

TUB121-N3000

PE100

燃气

Innovene

双环管淤浆法

己烯-1，

双峰

HD3902EX

PE80

给水

中沙（天津）石化有限公司

Innovene

双环管淤浆法

己烯-1，

双峰

PN049

PE100

给水

K44

PE80

给水

辽宁华锦化工股份有限公司

Innovene

双环管淤浆法

己烯-1，

双峰

PN049

PE100

给水

K44

PE80

给水

吉林石化股份有限公司

BasellHostlen技术

丁烯-1，

双峰

JHMGC100S

PE100

给水

上海金非石化股份有限公司

Phillips环管淤浆法

己烯-1，

单峰

TR-480AT

PE80

给水

茂名石化股份有限公司

Phillips环管淤浆法

己烯-1，

单峰

TR480M

PE80

给水

注1:

和吉林石化相同的工艺还有中海壳牌，抚顺乙烯和成都乙烯。

注2:

和独山子石化工艺相同的还有上海赛科、盘锦乙烯，武汉乙烯

（4）由于国内工业化装置造粒系统配置的局限性（一个聚合装置一般只配备1

条造粒线，使得在现有装置上都无法大规模生产PE燃气管专用料。

（5）为改变这一不利局面，扬子石化、齐鲁石化、上海石化、燕山石化、独山子石化开始着手进行混配料造粒线的改造和建设工作，目前国内有上海石

化的YGH041T、燕山石化的7600MBL以及独山子石化的TUB121-N3000可以用于燃气管的生产。

表4国内黑色PE燃气管材专用料的性能指针

物理性能

牌号

DGDB2480HBK

YGH04仃

7600MBL

4902TBK

TUB121N3000

混配料

生产厂家

齐鲁石化

上海石化

燕山石化

扬了石化

独山子石化

颜色

黑色

黑色

黑色

黑色

黑色

等级

PE100

PE100

PE100

PE100

PE100

密度/g.cm-3

0.952

0.959

0.958

0.952

0.959

熔融指数

-1

（190C,5kg）/g.（10min）

0.32

0.40

0.23

0.15~0.3

0.29

拉伸屈服强度/MPa

20.5

>18

22

22

>21

热稳定性（200E）/min

67

>25

60（2100）

>40

>60

备注

少量

质量优

少量

质量差

质量优

（6）此外，针对黑色PE燃气管材专用料，由齐鲁石化公司研究院和燕山石化公司树脂研究所共同起草了一份石化行业标准SH/T1768-2009《燃气管道

系统用聚乙烯（PE）专用料》，该标准规定了燃气管道用黑色PE专用料的命名与分类、要求、试验方法、检验方法等。

四、国外PE燃气管专用料的开发情况

国外PE燃气管道最早应用于20世纪50年代，1956年美国率先在燃气管系统中使用PE管材。

经过几十年的发展与竞争，PE燃气管道在国外已成为最成熟的塑料管道品种，被公认为最适宜用作燃气输送的管材。

英国、丹麦等国PE燃气管道普及率已经超过90%，法国从1998年开始新敷设的中低压燃气管道几乎100%采用PE管道。

（1）北欧化工（Borealis）公司

采用北星双峰（Borstar）专利技术生产BorsafeTM系列PE燃气管材专用料，其中HE3490-LS和HE3492-LS具有优良的防悬垂性能，特别适合于大口径管材的生产，生产的管材口径从20mm到2,000mm。

耐开裂聚乙烯PE100-RC（ResistCrack,耐开裂）管道专用料HE3490-LS-H（黑色）和HE3492-LS-H（橙色），该类管材料继承了PE100管材的技术优点，并可用

于管道无沙回填、旧管道更新、非开挖安装和管道快速敷设技术。

表5北欧化工公司燃气管材专用料性能指针

物理性能

牌号

ME3440

ME3441

HE3490-

LS

HE3490-LS-H

HE3492-

LS

HE349

2-LS-H

颜色

黑色

黄色

黑色

黑色

橙色

橙色

等级

PE-80

PE-80

PE-100

PE-100

PE-100

PE-100

密度/g.cm-3

0.951:

0.944

0.959

P0.959

0.9521

0.9521

熔融指数

-1

（190C,5kg）/g.（10min）

0.85

0.80

0.25

0.25

0.30

0.30

拉伸屈服强度/MPa

19:

19

25

25

25丁

25H

热稳定性（210T）/min

>15

>20

>15

>15

>20

>20

（2）英力士（INEOS）聚烯烃公司

采用InnoveneTMS双环管淤浆聚合工艺来生产ELTEX系列管材专用料，其中压力管道树脂是该套工艺最具有特色的产品，具有优秀的耐蠕变破坏、耐慢速裂纹增长（SCG）和耐快速裂纹扩展（RCP）,此外，通过分子结构设计，优化聚合物链缠结和结晶度之间的平衡，开发了ELTEXSUPERSTRESS系列

PE100-RC管材专用料，其中用于燃气管材领域的有TUB121N6000（黑色）和TUB125N6000（橙色）。

表6英力士聚烯烃公司燃气管材专用料性能指针

物理性能

牌号

TUB171

TUB172

TUB131

N2010

TUB121N

3000

TUB125N

2025

颜色

黑色

黑色

黑色

黑色

橙色

等级

PE80

PE80

PE80

PE100

PE100

密度/g.cm-3

0.949

0.939

0.954

0.959

0.9521

熔融指数

-1

（190T,5kg）/g.（10min）

0.85

0.85

0.45

0.30

0.30

拉伸屈服强度/MPa

19

19

22

25

25

热稳定性（210T）/min

>20

>20

>20

>20

>20

（3）道达尔石化（TotalPetrochemicals公司

采用连续低压淤浆工艺生产PE80级管材料，采用双环管淤浆工艺生产PE100级管材料。

该公司开发的Xsene系列管材中，XLS12B具有很好的抗悬垂性能，适用于大口径管材的生产，XRC20B具有极高的耐快速裂纹扩展（RCP）和慢速裂纹增长（SCG）性能，能够有效地解决PE燃气管在使用过程中遇到的划痕伤害及慢速裂纹增长问题。

表6道达尔石化公司主要燃气管材专用料性能指针

物理性能

牌号

3802B

3802YCF

XS10B

XS10

OrangeYFC

.XLS12B

XRC20B

颜色

黑色

黄色

黑色

橙色

黑色

黑色

等级

PE80

PE80

PE10

0

PE100

PE100

PE100-RC

密度/g.cm-3

0.948

0.940

0.9591

0.950

0.959

0.9581

熔融指数

-1

（190C,5kg）/g.（10min）

0.90

0.90

0.30

0.30

0.2

0.3

拉伸屈服强度/MPa

18

18

26:

26

热稳定性（200C）/min

>20

>20

>20

>20

>20

>20

（4）利安德巴塞尔（LyondellBasell）工业公司

采用赫斯特（Hos-talen）淤浆聚合工艺，通过双峰串联生产Hostalen系列PE80和PE100级管材料，产品具有良好的抗应力开裂和长期静液压性能，其中CRP100XL适用于大口径管材的生产。

此外，该公司利用先进的ACP

（AdvaneedCascadeProcess）釜串联工艺技术，开发了耐应力开裂专用料CRP100RESISTCR满足了市场对新型PE100管材料的需求。

表7利安德巴塞尔工业公司主要燃气管材专用料性能指针

物理性能

牌号

GM5010T3

CRP100Black

CRP100XL

CRP100

Orange

CRP100RESISTCR

颜色

黑色

黑色

黑色

橙色

黑色

等级

PE80

PE100

PE100

PE100

PE100-RC

密度/g.cm-3

0.957

0.959

0.959:

0.951

0.958H

熔融指数

-1

（190C,5kg）/g.（10min）

0.43

0.23

0.23

0.23

0.23

拉伸屈服强度/MPa

22

23

23丁

23

23

热稳定性（200C）/min

>500

>1000

>1000

>1000

>8760

（5）大韩油化工业株式会社（KPIC）

韩国大韩油化工业株式会社采用双峰串联淤浆聚合工艺，通过对形态、规整度、密度和分子质量的控制，得到特制的MDPE和HDPE管材专用料。

该公司生产的PE80级和PE100级管材料的机械性能和加工性能优异，且相关产品通过瑞典BodyeotePolymerAB和中国国家化学建筑材料测试中心的等级认证。

表8大韩油化PE燃气管材专用料的性能

物理性能

牌号

P502

P502BL

P502YE

P600BL

P600YE

颜色

本色

黑色

黄色

黑色

黄色:

等级

PE80

PE80

PE80

PE100

PE100

密度/g.cm-3

0.39

0.949

0.941

0.960

0.951

熔融指数

1

（190C,5kg）/g.（10min）

0.15

0.15

0.15

0.21

0.21

拉伸屈服强度/MPa

19.1

19.1

19.1

23.5

23.5

热稳定性（200E）/min

>40

>40

>40

>60

>60

五、PE燃气管道相关标准动态

（1）关于PE燃气管道标准化方面，近期对国内燃气行业影响较大的文件：

1PE燃气国际标准ISO4437主要部分已经完成修订，公布实施在即。

2国内G5+燃气企业聚乙烯（PE）输配系统质量控制合作小组管件标准已经大体完成制订，将在年内实施。

⑵国际标准ISO4437《燃气用埋地聚乙烯管材（PE）-公制标准-规范》和欧洲标准EN1555.1《燃气输送用塑料管道系统-聚乙烯（PE）》在总结实践和研究成果的基础上，分别在2007年和2010年进行了标准更新。

⑶我国主要执行的标准为GB1558.1-2003〈燃气用埋地聚乙烯（PE）管道系统第1部分:

管材》与更新后的国际标准和欧洲标准存在着较大的差距。

表9不同标准对PE混配料性能要求的主要差异

序号

性能要求

GB15558.1-2003-管材

GB15558.2-2005-管件

ISO4437-2007

EN1555.1-2010

1

原料定级

PE80,PE100

PE80,PE100

混配料的定级试验应在20C、80E和30C与70C间的某一温度下进行，同时在80C长期强度实验的回归曲线上，5000h内不能出现拐点。

PE80,PE100

混配料的定级实验应在20C、80C和30C与70C间的某一温度下进行，同时在80C长期强度试验的回归曲线上，5000h内不能出现拐点。

2

熔体流动速率

-1

/[g（10min）1]

0.2

混配料生产商标称值的±^0%或±）.1g/（10min），取其中最大值。

0.2

3

炭黑颗粒尺

寸/nm

-

10~25

10~25

4

耐快速裂纹

扩展/MPa

Pc>1.5MOP（dn》250mm）Pc,s4》MOP/2.4~0.0

2

（e>15mm）

，e>15mmbe》1.5MOP

且Pc=3.6Pe，S4+2.6

e》15mm

Pc》1.5MOP

且Pc=3.6Pc，S4+2.6

5

耐慢速裂纹增

（e>5mm）

165h，不破坏。

dn110或dn125SDR11500h,不破坏。

dn110

SDR11500h,不破坏。

6

耐候

对非黑色混配料有要

求：

静液压强（80C）>15h。

对非黑色混配料有要求：

静液压强度（80C）》1,000h电熔连接的熔接强度试验-脆性破坏百分数》33.3%

对非黑色混配料有要求：

静液压强度（80C）》1,000h电熔连接的熔接强度实验-脆性破坏百分数》33.3%

7

兼容性（对接熔接拉伸强

度）

-

要求原材料生产企业证明所产混配料的兼容性。

dn：

110mm或125mm，SDR11实验到破坏为止：

韧性-通过，脆性-不通过

要求原材料生产企业证明所产混配料的兼容性。

dn：

110mm,SDR11实验到破坏为止：

韧性-通过，脆性-不通过

备注：

1.Dn为公称外径，e为壁厚。

2.SDR为管材公称外径dn与公称壁厚e的比值，亦叫标准尺寸比

3.C为管材安全系数，根据管材直径不同，取值不同。

4.MOP=2MRS/C（SDR-1）,S4的临界压力Pc,s4>MOP/2.4~0.072。

六、国内外PE燃气管材权威组织

1.中国的G5+组织

（1）2008年在中国城市燃气协会的指导下，由香港中华煤气、北京燃气、广州燃气、深圳燃气、成都燃气5家燃气公司牵头成立了燃气企业聚乙烯输配系统质量控制合作小组（以下简称“G5+组织）。

⑵该组织根据国际标准ISO4437-2007和欧洲标准EN1555，制定了G5+标准PE001.1-200《产品质量技术要求第1部分:

燃气用埋地聚乙烯管材》。

于2010年正式实施以来，在燃气行业内产生了很大影响。

（3）该标准对燃气管材颜色进行了细化，并且对炭黑粒径尺寸和炭黑分散度的外观等级做出要求。

同时对供货商的选择、原料的选择、生产规范等提出了更加严格的要求。

G5+组织明确了其所有的供货商向其提供的原料必须为指定原料，而进入其指定原料目录的全部为进口混配料。

2.国际的PE100+协会

（1）在欧洲，由Solvay、Borealis和Elenac（已并入Basell）于1999年成立了联盟-PE100+协会，该协会在PE压力管道行业具有重要影响。

（2）PE100+协会的宗旨是保证在生产和使用PE100树脂时，保持最高水平性能和安全性。

该联盟认证的树脂每隔7个月就重新认证一次，认证