第二十届国际塑料管道会议论文摘要（三）

2021年9月6-8日，第二十届国际塑料管道会议（PP XX）在荷兰阿姆斯特丹大坂酒店举办。本次会议由由国际塑料管道会议协会（PPCA）以及美国塑料管道协会（PPI）、欧洲塑料管材管件协会（TEPPFA）和欧洲PE100+协会（PE100+）共同主办。

本次会议为期3天，共有来自19个国家49个发言报告。交流内容分为11个专题，涵盖塑料管道行业创新、可持续发展；管道在燃气、供水、排水等系统中的应用；新型塑料管道设计和测试方法；塑料管道产品的标准与规范；塑料管道未来发展趋势等。会议还设有展览展示区，来自世界各地的10余家管材、管件、原料、助剂、设备等生产企业设立了展台。会议重点突出了未来塑料管道行业的发展方向、塑料管道的创新、可持续发展等主题，值得国内塑料管道行业参考借鉴。

为使行业充分了解会议信息，秘书处组织了本次国际塑料管道会议论文摘要的翻译工作，并于专委会官方网站及《中国塑料管道资讯》上分别发布相关摘要内容，供大家参考。秘书处对所有参与摘要翻译工作的单位及个人表示感谢！

6A—扩大影响力&学习

PVC管道包：2020年更新已发布！

Sylvie Famelart, Vincent Stone

European Council of Vinyl Manufacturers (ECVM), Brussels, Belgium

欧洲有一个由六家欧洲顶级PVC树脂制造商组建的组织，该组织的PVC树脂产量约占欧洲PVC树脂产量的75%。该组织建立了众多价值链平台，其中之一时一个在2003年创建的平台，用于支持PVC在管道等关键应用中的使用。来自整个价值链的合作伙伴被邀请参与这些平台。其使命是通过技术、金融和通信项目促进PVC在管道中的应用。除了成员之外，该平台的合作伙伴阵容还包括横跨整个价值链的约20个组织。为了向市场提供有关PVC和不同PVC管道解决方案的可靠和一致的信息，该组织几年前开发了一个培训包。该软件包旨在使管道制造商更容易对其团队进行培训，指导如何在不贬低其他塑料的情况下推广PVC，为有关PVC的敏感问题提供科学的答案，展现PVC行业的环境和监管的积极性，促进持续提高PVC行业的质量水平，并致力于为PVC展示正面形象。该软件包由一组幻灯片组成，提供有关PVC-U和PVC-C管道系统的信息，以及关于一般方面和关键应用领域（污水、淡水、土壤和废物、冷热水、雨水、工业）的信息。

由于在过去几年中出现了许多影响PVC管道行业的新发展和挑战（如微塑料、欧盟塑料战略、氢经济），合作伙伴已决定改造和更新包装，将展示新的版本，向年轻观众展示更具吸引力的外观，并使用最现代的交流工具。

ID127

以创新的商业模式加速可持续发展并发展我们的业务

Joe Venegas Rollepaal Dedemsvaart, Netherlands

塑料管道行业处于可以满足新的更可持续管道需求的绝佳位置。与传统材料相比，塑料管道具有可持续性属性。PVC-O、多层管道的最新进展；结构壁管在减少碳足迹和环境影响方面又迈出了一大步。

与此同时，监管机构、政府当局和金融机构所承受的加快减少建筑业碳足迹的压力越来越大。

更换旧管道的必要性正在上升，但我们看到投资似乎很缓慢。即使在水质受到污染的极端情况下，更换管道也可能需要五年或更长时间。我们的行业处于发展的绝佳位置，但我们如何才能利用它呢？如何提高投资速度？本文将通过探索成功提高投资速度、提高创新速度和创造长期可持续业务的创新商业模式来解决这些问题。

ID129

应对经济形势变化，中国塑料管道行业发展方向

王占杰 中国塑料加工工业协会

近十几年来，中国塑料管道行业一直保持着稳定的增长势头，在产业结构升级、科技进步、产品创新、质量水平提升等方面均取得了长足的发展。2018年，中国塑料管道的总产量1567万吨，同比增长达到3%，持续成为世界第一大塑料管道生产和应用国家。

在发展的同时，面对当前经济形势的复杂变化，塑料管道行业未来将如何发展？如何从“最大”变成“最强”？ 如何从“最多”做到“最好”？已经成为当前我们最需解决的问题。尤其是近些年来，钢管，混凝土管，球墨铸铁管等其他材料管道的进步，挤压着塑料管道产品的市场空间，导致管道市场竞争日趋激烈，面对这些阻碍和挑战，我们将如何在困难中寻找突破，扩大应用领域？多年以来，CPPA一直致力于通过制定行业发展规划，建立行业自律保障联盟，实施品质提升战略等一系列活动，推动中国塑料管道行业持续稳定健康发展。面对当前诸多的困难和挑战，CPPA要及时应对行业变化，引导中国塑料管道企业以“品质、创新、绿色、智能”四个发展方向为核心，制定长期发展规划和目标，开展系列研究课题，不断增强塑料管道的市场竞争能力。

本文将对目前中国塑料管道行业发展现状以及行业发展中面临的主要问题、发展趋势进行分析；并将以“品质提升、科技创新、绿色生态化发展，智能化发展”这四个发展方向为核心，着重介绍未来中国塑料管道行业发展趋势和发展建议。

ID181

一个商业贸易协会的探索

Peter Dyke, Drew Mueller

Alliance for PE Pipe. Tulsa. OK, United States

HDPE管道在北美天然气输配、石油内衬修复、采矿、垃圾填埋场和地热等几个市场占据主导地位。然而，为什么在市政供水和污水处理市场的份额相对低这么多呢？聚乙烯行业如何成功地扩大市政供水和排污领域的市场份额？

北美PE行业领导者联手创建了一个贸易协会，其独特使命是将HDPE管道推广到传统金属管道占主导地位的市政市场。在过去的九年里，PE在市政供水和排污领域的市场份额从2%增长到了10%。聚乙烯管道行业充分吸收了成功和失败经验，对如何拓展市政市场业务已经成熟：聚乙烯制造商和分销商如何与市政领导建立联系，哪些信息最引人注目，新聚乙烯用户必须克服哪些常见障碍，以及如何与根深蒂固的传统管道产品所带来的巨大阻力作斗争。

对塑料管道应用历史的考察，以及对市政市场的五个阶段的探索，将阐明为什么聚乙烯管道应用于市政领域是迟早的事情。通过充分了解HDPE管道如何适应大多数美国城市根深蒂固的管道材料的演变，经验丰富的HDPE制造商或分销商将更好地制定针对特定城市的战略，以填补特定社区的基础设施发展历史及需求。也许其他市场可以从这个北美贸易协会的经验中受益。

ID305

6B-活力

中国核电用聚乙烯压力管道检测及应用情况

华晔 孙晋 魏若奇

中国石化北京化工研究院

作为一种安全、清洁、低碳、可靠的能源，核电与水电、煤电一起构成了世界能源供应的三大支柱，在世界能源结构中占有重要地位。在国家政策的大力扶持下，中国核能已进入规模化发展新时期，包括第三代核电技术在内的科技创新成果已达到国际先进水平，正逐步成为世界核电的产业中心，核电发展的潜力非常巨大。

虽然由于核电的安全等级要求极严格，核电用聚乙烯压力管道在国外的应用只有短短十年时间，在中国尚处于起步和探讨阶段，但应看到，目前中国已经可以生产出合格的大口径厚壁聚乙烯压力管道，可以满足核电用聚乙烯管道要求。本文介绍了核电用聚乙烯压力管材专用料及核电用管材、管件在中国的检测和标准进展情况以及聚乙烯压力管道在中国核电的应用现状和前景。

ID203

聚乙烯管道在公用事业气体分配MEA中应用增长

Sultan Alkendi

Borouge Pte Ltd, Infrastructure Marketing, Abu Dhabi, United Arab Emirates

随着阿布扎比地区城市燃气化进程的推进，城市燃气化计划将辐射到邻近城市，与此同时，天然气公用事业公司在中东气候条件下为城市中心提供公用天然气所面临的挑战也将凸显出来。

由于当前政府能源补贴的减少，调整公用事业和配电网络的需求已成为中东各国政府近期议程的首要任务。这为 PE100管道行业带来了许多机遇，也为该地区PE100管道的应用带来了一些挑战。

用于阿布扎比公用燃气输送的彩色预混 PE100管道应用规范是该地区PE100管道应用的主要推动力。

ID211

移动挤出技术-使用创新方法确保西德克萨斯州二叠纪盆地HDPE管道供应的案例研究

White G.Jee JEE Consulting Services LLC., Sugar Landz TX, United States

Wes Long TUBI Group, Dallas, Texas, United States

Jeff Shorter TUBI Group., Dallas, Texas, United States

2018年，北美HDPE压力管道市场经历了前所未有的需求和增长，尤其是在德克萨斯州西部的二叠纪盆地地区。作为增加该地区HDPE管材供应的一种创新方式，第一个模块化移动挤出工厂被搬到了德克萨斯州的Pecos。使用定制设计的可移动模块，通过ISO 9001注册的设备被调动并部署在特拉华盆地的中心，该盆地是二叠纪盆地的一部分，该批设备主要应用于德克萨斯州西部和新墨西哥州南部。由于2018年和2019年大部分时间能源需求强劲，该工厂仍留在原址生产PE4710 HDPE压力管。

本文将重点介绍由移动系统制造的管道项目的具体案例研究或各种通用案例研究，并比较首次为北美工厂进行设置时所经历的相似之处和不同之处，包括在工作现场生产HDPE压力管和生产长度达500英尺的直管，以及在4"-12"IPS (110-315mm）钢卷轴上生产大量管道的能力。现在，模块化挤出工厂已在三大洲运行，并采用大直径卷取/穿线技术。

本文还将介绍从使用进口PE100黑色复合材料转换为在线复合国产PE4710和PE100材料及经批准的黑色母料生产黑色HDPE压力管的经验。

ID298

关于聚乙烯压力管道允许划痕深度的建议

Chris Ampfer WL Plastics, Fort Worth, United States

Gene Palermo Palermo Plastics Pipe Consulting, Daufuskie Island, United States

本文着眼于1971年制定的聚乙烯压力管道允许10%划痕深度规则的起源，以及自规则建立以来多年来为确定该规则的有效性而进行的研究。自1970年代以来，天然气管道运营商一直使用10%规则来确定划伤的压力管道是否可以使用或应该停止使用。这条规则已经渗透到其他压力管道应用中，例如输水管道。聚乙烯管道在安装之前、期间或之后可能会以多种方式被划伤或刮伤。10%划痕深度规则是基于第一代PE管道开发的，直到1990年代后期开发了预测耐慢速裂纹开裂(SCGR) 能力的测试之后，该规则才受到质疑。从那时起，研究表明，允许的划痕深度取决于管道的耐慢速裂纹开裂能力、工作温度和工作压力。

自1970年代以来，随着压力管道树脂的SCGR增加，它已成为确定允许划痕深度的最大因素。本文的结论是聚乙烯管道建议最大划痕深度为35%（用于输送气体）和10%（输水和非调节集气），具体取决于管道预计使用寿命内的平均工作温度。人们对历史研究数据进行了回顾和重新分析，并基于失效时间、PEN"C工作温度和流体静力设计应力以设计一个简化的方程来估算允许的划痕深度。允许划痕深度并配合以深度测量工具可帮助管道运营商确定划伤的管道是否可以继续使用或是否必须拆除。

ID316

7A组—虚拟工具

解锁荷兰自来水公司PVC管道缓慢裂纹增长的预测模型

Karel van Laarhoven

KWR Water Research Institute, Water Infrastructure, Nieuwegein, Netherlands

饮用水输配网络中的管道故障是由于管道上的高载荷而发生的。特别是随着时间的推移而劣化的管道发生故障的可能性越来越大。因此，用于估计特定管道何时失效的预测模型是管道更换策略中的有效工具。为此，人们开发了一种信息化手段，一些荷兰公用事业公司现在正在将其与资产管理决策支持工具相结合（Wols等人，2018年）。

该手段由一个数值模型组成，该模型可以预测由于管道上的不同载荷（垂直土壤载荷、水压、交通、不同的土壤沉降）而导致的管道应力和接头旋转。该模型尽可能地遵循物理原理来预测管道故障，结合物理载荷模型、退化模型以及对管道及其周围环境的描述。当产生的von Mises应力或产生的连接处旋转超过其最大允许值时，就会发生故障。该项工作的目的是处理PVC-U管道老化问题，该种管道在荷兰应用最为普遍。通过这种方式，Breen和Boersma（2006年）和Burn等人（2005年）的大量工作成果为自来水公司所用，以支持他们的管道更换决策。

在手段不断拓展到PVC-U管道特定领域后（例如LEFM在环向应力（包括残余应力）下慢速裂纹开裂），对整个模型增加了敏感性分析，通过可视化来寻找管道失效的主要因素。分析尽可能基于公用事业公司在2007年至2017年测量期间在现场遇到的参数值范围（Mesman和van Laarhoven，2018年），遵循Breen和Boersma（2006年）的最初的调查方法。通过在单个模型中探索组合的故障、退化和荷载机制，人们可以更深入地了解它们的相互关系以及每个模型对整个过程的贡献。此信息有助于公用事业公司确定其在退出评估和检查方面的工作优先级。

ID151

面向设计和现场工程师的在线工程工具

Dustin Langston

WL Plastics, Engineering, Cedar City, United States

聚乙烯系统的设计和安装可能很复杂，特别是由于这些系统周围的许多应用和环境条件。人们已经开发了在线设计工具来解决这种复杂性和必须考虑的各种因素。这些在北美广泛使用的在线工具可帮助工程师规划使用水平定向钻井(HDD)的安装、变形和使用寿命分析以及确定聚乙烯管道系统的压力等级。

对于HDD安装，在线工具考虑了挠度、无约束倒塌、压缩壁应力、回拉力（包括绞盘效应）和最大拉伸应力等关键因素。这些是根据用户的输入计算的，而用户又根据特定的安装路径和土壤层来定制场景。

对于变形和使用寿命的分析，该工具的计算是基于美国水业协会(AWWA)方法，用于输配水和传输中使用的AWWA C901（1/2"-3"外径）和AWWA C906（4"-63"），聚乙烯管用户可以评估设计流速的重复和瞬间浪涌、工作压力、工作温度和最低设计寿命要求的影响。

对于聚乙烯管道设计工具，添加了一项新功能，用于设计使用氯或氯胺作为消毒剂的聚乙烯系统。饮用水系统的抗氧化方法于2014年被引入关键的ASTM标准。主要考虑因素包括水的pH值、消毒剂类型和残留水平、工作压力和抗氧化类别。该工具还可用于计算额定压力、埋地应力、支撑跨距等。

所有工具都为设计工程师提供了帮助，还扩大了塑料管道系统的应用范围。本文重点介绍了它们的发展以及每个工具的核心内容。此外，还将介绍一个使用该在线工具的案例，展示其与工程界的适用性和相关性。案例将从这些工具的用户而非软件开发人员的角度进行介绍。作为管道制造工程师，我经常使用这些工具来教授管道设计人员、现场人员和公用事业部门有关聚乙烯管道的知识。

ID237

GEOWATER：用于三级网络整体设计的软件

Andreas Moerman KWR Water Research Institute, Nleuwegein, Netherlands

Flip van derValk The People Group, Nieuwkijk, Netherlands

我们合作开发了一种设计工具，旨在使三级管道的设计更加标准和快速。该设计工具简化了三级饮用水管网从草图到“材料清单”的整个设计过程，还能够根据公共数据源和饮用水公用事业公司数据为三级管网创建成本优化设计方案。该设计工具中的液压测试是在之前开发的软件的基础上创建和开发的。该软件使用管网自清洁原理，并检查设计的最小终端用户压力和最小的自清洁流速。

因需水量是使用“qVn方法”计算的，当前版本配备了水力设计的基本测试功能。未来将有机会进一步改进三级管网的设计，例如：

- 使用家庭和非家庭用水需求模型，更好地设计三级管网；

- 通过应用优化算法来加速设计过程以确定理想的管道直径；

- 通过考虑阴影（例如树木和建筑物）对设计轮廓的影响来预防管网中的热点。

ID258

整体式接头约束装置的最新发展

Guido Quesada, Peter Dahlerup

HULTEC / Simulation Driven Engineering, Santa Ana, San Jose, Costa Rica

大约在2006年左右，PVC管道取得了重大突破，开发了整体式约束性接头。这种装置包括通常由金属如球墨铸铁或不锈钢制成的外壳、橡胶密封件和通常也是金属的“C”形夹环。将外壳和密封件一起放在钟形芯轴上，通过加热使其变软，然后将其推到带有密封件和外壳的芯轴上，从而制成 PVC接头。这样，当钟形件冷却并从芯轴中拉出时，它具有集成的外壳和密封件。虽然在扩口时将夹环隐藏在套管内在技术上是可行的，但通常在形成承窝后将其放置在套管中。

一旦插入，密封件将在接头和套管之间产生密封，同时通过套管获得轴向支撑。外壳具有防止其沿接头滑出的外脊。外壳内部有一个滚道，配合锥形界面会使密封圈楔入外壳和插口之间，防止其在外部负载或内部压力的作用下滑出接头组件。密封圈具有内部脊或齿，旨在使插口缩进以最大限度地提高效果，同时避免过度损坏。本文回顾了围绕上述概念的几项最新发展，包括具有渐进齿高和后倾轮廓的夹具，可改善接合并优化轴颈上的负载分布。此外，还开发了一种新的外壳轮廓，可适用于中等压力的简易安装的相对细长的唇形密封。与此相关的是，有一种适用于PVC接头的设计变化，接头最初是打开的，安装密封组件后，封闭到最终的几何形状中。最后，对使用改性PVC配方（如PVC-A）的预期优势进行了评估和验证，用于要求苛刻的应用，如水平定向钻井(HDD)和循环荷载。

在这些开发过程中，非线性有限元分析被广泛使用，也被用作一个视觉工具来解释新的整体约束型接头的验证和该领域的成功案例。本文跟进了最新的发展，预测了整体式约束接头未来可能改进的趋势，旨在提高它们的可靠性，在承受压力和轴向牵引载荷组合时，最大限度地减少插口插入和完全接合的轴向位移，并最大限度地延长承口和插口的使用寿命。

ID307

7B组—高效增长

用于饮用水管网的新型聚合物复合材料阀门的长期耐用性

Jennifer Ravereau , Benjamin Rabaud SUEZ-CIRSEE, Le Pecq, France

Jose Teixeira Pinto Aliaxis R&D,Vernouillet, France

Malena Bernabeu, Jose Alacid Aliaxis Iberica, Alicante, Spain

Frederic Mohier SUEZ Water France, La Defense, France

一直以来，诸如阀门或仪表之类的饮用水管网配件是由黄铜材料制成的，众所周知，这种材料在很长一段时间内都是坚固且有效的。由于近年来市场上金属原材料成本逐渐上涨，当前，复合塑料替代品可以更便宜的成本替代管网配件中的金属部件。然而，其长期可靠性仍存在不确定性。

在此背景下，人们启动了一项研究项目。这项工作的目的是通过三步研究选择和核准用作阀门的最佳聚合物：功能设计和标准规范、材料选择和功能原型测试。第一步包括设计阀体和组件，使其能够具有与使黄铜相同的功能，为此使用了数值模拟和试验板测试。第二步的重点是对树脂制造商所提供的创新材料在苛刻老化条件下进行性能基准测试。功能原型测试步骤专门用于通过模拟真实操作条件来评估阀门的长期行为。

加速老化测试是在半工业化老化台架ot进行的，它可以在18个月内模拟50年的运行。随着时间的推移测量关键性能指标，以比较泄漏现象、阀门质量、内径和内表面改性等技术。除了这些指标外，还使用了红外光谱分析聚合物的化学结构。这些调整与阀门的结垢以水质的影响有关。

结果表明，将智能设计与合适的聚合物材料相结合，可以使全塑阀门代替黄铜阀门。工业化规模的加速老化测试可检验出阀门材料的性能。虽然一种复合材料会导致漏水，但第二种聚合物复合阀门材料可确保阀门长期运行的完整性。

ID141

DN800 PVC-O管道：从非农业土地到灌溉土地的高效转化

Ignacio Munoz de Juan

Molecorlecnologia, S.L, Getafe, Madrid, Spain

“食物是新的石油和天然气”，这是一个相当大胆的说法，但每天有越来越多的人担心食物短缺。将灌溉引入非农业土地将改变人们的生活，如果可以通过具有成本和环保效益的解决方案来完成，那就更好了。本案例是在佩德罗拉市（西班牙萨拉戈萨）的 La Sarda 地区使用DN800、PN16bar管道将244公顷土地改造成灌溉土地，以及塑料管道如何在铸铁、螺旋钢和带金属套管的钢筋混凝土管道等竞争中被选择为最具成本效益的替代品。

分子取向PVC管道已存在几十年了，但大口径PVC-O管道（从DN800到DN1200）有所不同。目前，最先进的技术开辟了 PVC-O管道以前未探索过的应用领域，更重要的是，这一发展为金属管道带来了极具竞争力的产品，PVC-O管道具有在很短的时间内具有很高的瞬时流量，以米/小时为单位的快速安装性能，防腐性能，易于组装和轻便等优势，因此被选用为替代产品。通过计算，并考虑投资和电力成本，得出DN800 mm口径是最适合此工程。

本文详细介绍了该项目的背景、工作目的和计划解决方案，以及实施阶段情况、所做的计算和得出的结论。

ID146

约束型机械装置性能特征及测试协议

Justin Brandt

Victaulic, Engineering, Easton, United States

随着在新市场和新应用领域份额的增加，塑料管道需要新的连接方法或增加附加值，从而实现持续增长。迄今为止，适用于 HPDE 压力管道系统的机械接头的定义可能存在很大差异。因此，在应用中考虑时，人们通常认为机械接头没有区别，即使是不同的制造商提供的产品，且抗压能力和约束连接性能范围差异很大。

本文将列出用于定义测试规程的基本标准，以确定HDPE压力管道的约束型机械接头的性能。还将对比塑料管上约束型机械接头的性能与传统连接方法的不同。具体来说，分析的数据将突出静液压、循环压和高温持续压测试的性能。

这将更好地了解约束型机械接头的性能如何。本文还将重点介绍各类机械接头之间的差异，以进一步向大家介绍受约束型与非约束型接头的性能。大家还将深入了解塑料市场中约束型接头设备背后的技术，它们如何被误解以及为何在该行业的持续增长中不可或缺。

ID226

北美电信管道实践的发展

Patrick Vibien, Lance MacNevin

Plastics Pipe Institute, Irving, United States

Tom Stewart, Richard Hicks

Dura-Line, Knoxville, United States

可以说，电信对社会的重要性不亚于输水、排污和能源输送管道系统。然而，在压力管道行业和整个社会中，塑料管道在电信中的作用常常被忽视。HDPE套管是构建5G网络、OIL和工业4.0的重要组成部分。塑料管槽是电信和地下电力输送管道的主要护套，特别是HDPE套管，具有长距离不间断连接城市、建筑物和数据中心的能力。HDPE套管用于电力输送、光纤电信、有线电视(CATV)、监控和数据采集(SCADA)、智能交通系统(ITS)、光纤到户(FTTH)等应用。

电信基础设施的爆炸式增长意味着今天的安装质量将对后代产生影响。经过过去10年的努力，通过研究和提供有关产品、设计方法和安装技术，北美HDPE护套管槽的使用量增长。本文将概述美国电信套管产品/细分市场，关注过去和未来的工作，重点介绍可用的行业资源。还将介绍设计、安装、安全、标准和可持续性挑战的解决方案。

ID269