淺談HDPE雙壁波紋管質量控制要點

宋榮浩 李挺 葉常英

浙江偉星新型建材股份有限公司 浙江臨海 317000

隨著城市化發展,我國城市排水管道設施規模日益增加。高密度聚乙烯（HDPE）雙壁波紋管，80年代初在德國首先研制成功，具有優異的性能和相對經濟優勢，大量替代混凝土管和鑄鐵管。其優勢特點如下：

（1）耐腐蝕，使用壽命長：HDPE材質耐大多數酸、堿、鹽類等物質腐蝕，適合污水輸送，其設計使用壽命可達50年；（2）剛性好，結構穩定：通過中空波形結構設計，有效提高管材環剛度，且通過管土共同作用，實際負載能力強。同時管材內外壁通過一次熱熔擠出成型，結構穩定性好；（3）質量輕：與傳統混凝土管和鑄鐵管相比，米重小，運輸、安裝搬運方便；（4）內壁光滑，水流阻力??；（5）連接方便、可靠：采用橡膠密封圈承插連接，施工速度快，密封性能好，滿足長期密封性能。

但是，目前由于國內企業質量控制要求不同和生產技術水平差異，如過分追求環剛度以及產品為降低成本采用了較多回用料，波紋管質量存在良莠不齊的現象。針對該現象，本文對HDPE雙壁波紋管產品的質量管理、生產和產品特點，從以下幾點進行闡述。

1 原輔料質量要求

波紋管擠出是連續生產的過程，要求原料不同批次間性能可控，不發生由于批次波動造成產品不合格現象。原料檢測是對產品源頭的把控，要求對每批次均進行檢測。

國家標準GB/T19472．1-2004《埋地聚乙烯（PE）結構壁管道系統第1部分：聚乙烯雙壁波紋管》中對原料性能提出了要求，在滿足國標同時，要求原料拉伸屈服強度≥20MPa、彎曲模量≥900MPa、缺口沖擊強度≥90KJ/m2，且不添加任何外來再生料，原料的強度和沖擊強度性能越好，管材相應的環剛度和沖擊性能越優越，產品使用壽命就越長[1]。

2 過程監控

過程監控是就是指在生產過程中，為及時掌握生產情況和監視、控制生產過程，獲取各種過程變量值的信息，而對其中一些變量進行的定性檢查和定量檢測。根據監測結果可對影響過程狀況的變量進行自動調節和操縱，以達到提高質量、降低成本、節約能源、減少污染和安全生產等目的。

過程監控一般需包含過程質量檢測和過程工藝控制，可以參照2h/次的頻次進行巡查，并作好相關記錄或數據，確保產品質量的可追溯性。

另外，由于波紋管性能指標是基于原料和配方共同體現的，無法做到對單一原料性能控制即實現了產品性能的達標。因此，過程監控中必須建立一套合適的首件檢驗性能數據庫。如在首件檢驗中建立了波紋管下線1h性能數據，和24h性能數據對照。根據高密度聚乙烯結晶行為和力學性能變化特點，產品在剛下線的一段時間內未完全冷卻，結晶未定型，在產品存放后會發生剛性增強，柔韌性下降現象[2]。如果把握不當，在產品經過24h調質后再檢測發現質量問題，即造成了批量的產品質量問題。因此，對該情況的把控顯得尤為重要。以環剛度為例，分析管材下線1h性能（圖1）和放置24h性能（圖2）對照。

分析：從管材下線1h檢測的環剛度部分數據看，本階段SN8等級管材的環剛度控制中位數為7．8KN/m2，偏差0．2KN/m2。從剛下線1h數據看，其結果尚未達到8．0KN/m2。但是，通過跟蹤對比發現，其放置24h后，環剛度出現增長。如圖2：

圖1 管材下線1h環剛度（KN/m2）

圖2 管材下線24h環剛度（KN/m2）

分析：通過對上述圖1中樣本產品進行性能跟蹤，其24h后，環剛度中位數增加至8．6KN/m2，偏差0．3KN/m2，下線24h后的環剛度相對剛下線1h時的環剛度中位數增長值為0．8KN/m2，與HDPE結晶定型后剛性增強理論吻合。從上述數據分析，建立性能對照表對產品生產環剛度指標控制至關重要[3]。同樣，必須對雙壁波紋管材的環柔性和抗沖擊性能以同樣方法建立快速對照。

3 出廠檢測要點

在波紋管環剛度檢測中，影響環剛度不確定度的輸入量有負荷、試樣長度以及試樣內徑這三大分量，以SN8產品為例，當環剛度8．75KN/m2時，其擴展不確定度為0．20KN/m2，三大分量中負荷對測量結果的影響最大。

4 結語

通過對原材料的質量控制，并基于自身配方特點，建立一套波紋管產品質量控制方法，可以做到快速、準確指導生產作用，避免由于HDPE后結晶造成的產品指標偏離現象，從而實現波紋管產品質量、成本的有效控制。