聚乙烯（PE）是一種熱塑性樹脂，于1933年首次生產(chǎn)。在接下來(lái)的20年中，石化行業(yè)化學(xué)家推進(jìn)了制造工藝，以降低成本，同時(shí)獲得更好的等級(jí)。在20世紀(jì)50年代早期，菲利普斯石油公司的化學(xué)家開發(fā)了一種經(jīng)濟(jì)的工藝，并提供了一種稱為高密度聚乙烯（HDPE）的新型聚乙烯。那時(shí)，可以生產(chǎn)各種等級(jí)的PE，很快樹脂就被用于各種產(chǎn)品和應(yīng)用中。

HDPE的首次使用是用于嬰兒奶瓶。使用它代替玻璃是HDPE取代傳統(tǒng)材料的開始，因?yàn)樗纳屏宋锢硇阅堋Ｋ粫?huì)像玻璃一樣破碎，生產(chǎn)成本更低，而且更安全。如今，HDPE已經(jīng)取代了用于瓶子和金屬的玻璃，用于桶，桶和氣罐，并且它被用于許多其他應(yīng)用，包括包裝和管道組件和系統(tǒng)。根據(jù)美國(guó)“塑料新聞”2016年12月報(bào)道，HDPE在北美和墨西哥的銷量已接近160億磅，今年將有更多產(chǎn)能投產(chǎn)。

HDPE歷史
對(duì)于管材，現(xiàn)在使用的HDPE等級(jí)與早期材料不同，甚至與當(dāng)今消費(fèi)者應(yīng)用中使用的其他HDPE材料完全不同。管道級(jí)HDPE是一種高度工程化的化合物，專為關(guān)鍵應(yīng)用中的長(zhǎng)期服務(wù)而設(shè)計(jì)。在可用于制造之前，它經(jīng)過(guò)一系列嚴(yán)格的測(cè)試程序。

20世紀(jì)50年代后期，固壁HDPE管開始取代石油和天然氣收集系統(tǒng)中的金屬管。在20世紀(jì)60年代早期，天然氣公司開始用PE管替換失效的鐵管，并且由于其成功的性能歷史，目前安裝的所有新配氣系統(tǒng)中有95％使用PE管。很快，瓦楞紙HDPE管開始取代農(nóng)業(yè)排水系統(tǒng)中的粘土管。20世紀(jì)80年代后期，大口徑瓦楞紙HDPE管開始取代雨水涵洞中的金屬和混凝土。該材料繼續(xù)發(fā)展為現(xiàn)在的第三代和第四代開發(fā)，每個(gè)開發(fā)都具有改進(jìn)的性能。

熱塑性管道系統(tǒng)對(duì)管道選擇具有可持續(xù)性和環(huán)保性。它們?cè)谥圃爝^(guò)程中具有高能效，并在使用過(guò)程中提供峰值保護(hù)。與金屬或混凝土替代品相比，它們還需要比制造，運(yùn)輸和安裝更少的能源。塑料管道系統(tǒng)具有耐腐蝕和耐磨損性能，使用壽命長(zhǎng)，提供出色的接頭性能，并提供無(wú)泄漏保護(hù)，使其具有良好的價(jià)值。

幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)，農(nóng)民都知道適當(dāng)?shù)奶镩g排水和灌溉是提高作物產(chǎn)量的關(guān)鍵部分，因此他們使用粘土磚。研究表明，當(dāng)田地“平鋪”時(shí)，大豆產(chǎn)量增加43％，玉米產(chǎn)量增加30％。隨著HDPE樹脂的出現(xiàn)和制造波紋管的能力，農(nóng)業(yè)市場(chǎng)成為更多管道開發(fā)的起點(diǎn)。在不到一代的時(shí)間里，瓦楞紙HDPE管取代了已經(jīng)使用了數(shù)百年的產(chǎn)品。不久之后，更大的直徑提供了新的應(yīng)用，特別是在交通部門和其他公共風(fēng)暴排水項(xiàng)目中。

聚合物性能
管道級(jí)HDPE樹脂是由PE共聚物（也稱為樹脂）組成的化合物，其中添加了著色劑，穩(wěn)定劑，抗氧化劑和其他成分以增強(qiáng)材料的性質(zhì)。該配方產(chǎn)生HDPE管，堅(jiān)韌，耐用且堅(jiān)固。

HDPE管材幾乎完全歸類為熱塑性塑料，因?yàn)樗鼈冊(cè)诔浞旨訜釙r(shí)會(huì)軟化和熔化，然后在冷卻時(shí)硬化。這個(gè)過(guò)程也可以逆轉(zhuǎn)，使樹脂在管道使用壽命結(jié)束時(shí)可以回收到其他應(yīng)用中。

作為一種經(jīng)過(guò)廣泛測(cè)試的材料，HDPE管道提供了廣泛記錄的性能，并通過(guò)持續(xù)的實(shí)驗(yàn)室研究和數(shù)十年的現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)持續(xù)驗(yàn)證。其他公用事業(yè)的設(shè)計(jì)工程師繼續(xù)發(fā)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)并確定HDPE產(chǎn)品的新用途。例如，因?yàn)橛糜诠艿郎a(chǎn)的PE是工程樹脂，它為管道提供了有利的強(qiáng)度重量比。HDPE管道的廣泛和多樣化應(yīng)用的一些原因包括材料易于處理和不受土壤，化學(xué)品，環(huán)境水和濕氣的侵蝕，以及它不會(huì)腐蝕或生銹的事實(shí)。由于HDPE是電的非導(dǎo)體，因此它不受由電解質(zhì)如鹽，酸和堿引起的基于電化學(xué)的腐蝕過(guò)程的影響。

HDPE管道不易受到生物攻擊或結(jié)塊的影響，能夠抵抗生物堵塞，并在每個(gè)系統(tǒng)的整個(gè)使用壽命期間保持高，一致的流量。這意味著更少的磨損，為運(yùn)行實(shí)用程序節(jié)省了大量成本。


除了用于制造瓦楞HDPE管材料的標(biāo)準(zhǔn)外，重要的是要注意管道是按照AASHTO，ASTM，CSA集團(tuán)和美國(guó)鐵路工程與維護(hù)等組織的眾多行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制造，認(rèn)證。此外，它還被聯(lián)邦航空管理局，運(yùn)輸部門以及其他聯(lián)邦和地方機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)使用。這些國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)定期由各種行業(yè)組織及其成員進(jìn)行審核。不斷努力使標(biāo)準(zhǔn)保持最新，增強(qiáng)和加強(qiáng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，并推進(jìn)原材料和后制造管道。測(cè)試協(xié)議可以是廣泛和極端的。

通過(guò)提交產(chǎn)品和通過(guò)獨(dú)立測(cè)試，制造商向客戶保證他們的產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)的要求，包括物理性能，連接和安裝方法的要求。

耦合的初心
最初，瓦楞HDPE管的唯一連接機(jī)構(gòu)是將兩個(gè)平端管固定在一起以形成防污連接的連接器。當(dāng)在現(xiàn)場(chǎng)和其他應(yīng)用中進(jìn)行配合連接時(shí)，這種類型的耦合器仍常用于農(nóng)業(yè)應(yīng)用。20世紀(jì)80年代，管道部分之間形成了更高完整性的接頭，采用了鐘罩耦合系統(tǒng)，通常比雨水排水系統(tǒng)更多地用于排污下水道。然后完善整體式鐘罩和套管式聯(lián)軸器。這就是雙壁波紋HDPE管最常用的連接方法。下一代聯(lián)軸器具有延長(zhǎng)的內(nèi)套，可為管段提供更多的接合。

已經(jīng)認(rèn)識(shí)到HDPE和聚丙烯管道系統(tǒng)的實(shí)用性。這些材料現(xiàn)在用于下水道和排水工程。樹脂的可用性正在增加，管道制造商正在增加生產(chǎn)能力，原材料和管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)的新發(fā)展表明熱塑性管道應(yīng)用是智能和可靠的選擇。該行業(yè)將繼續(xù)參與進(jìn)步 - 正如該行業(yè)已經(jīng)發(fā)展了半個(gè)多世紀(jì)。作為經(jīng)過(guò)徹底審查和逐步推進(jìn)的解決方案，熱塑性管道系統(tǒng)將提供服務(wù)并滿足世界各代人的需求。