聚乙烯（PE）是一種熱塑性樹脂，于1933年首次生產(chǎn)。在接下來的20年中，石化行業(yè)化學(xué)家推進了制造工藝，以降低成本，同時獲得更好的等級。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，可以生產(chǎn)各種等級的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，因為它改善了物理性能。它不會像玻璃一樣破碎，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“塑料新聞”2016年12月報道，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
對于管材，現(xiàn)在使用的HDPE等級與早期材料不同，甚至與當(dāng)今消費者應(yīng)用中使用的其他HDPE材料完全不同。管道級HDPE是一種高度工程化的化合物，專為關(guān)鍵應(yīng)用中的長期服務(wù)而設(shè)計。在可用于制造之前，它經(jīng)過一系列嚴(yán)格的測試程序。

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)，每個開發(fā)都具有改進的性能。

熱塑性管道系統(tǒng)對管道選擇具有可持續(xù)性和環(huán)保性。它們在制造過程中具有高能效，并在使用過程中提供峰值保護。與金屬或混凝土替代品相比，它們還需要比制造，運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，提供出色的接頭性能，并提供無泄漏保護，使其具有良好的價值。

幾個世紀(jì)以來，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，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)市場成為更多管道開發(fā)的起點。在不到一代的時間里，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)暴排水項目中。

聚合物性能
管道級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材料的性質(zhì)。該配方產(chǎn)生HDPE管，堅韌，耐用且堅固。

HDPE管材幾乎完全歸類為熱塑性塑料，因為它們在充分加熱時會軟化和熔化，然后在冷卻時硬化。這個過程也可以逆轉(zhuǎn)，使樹脂在管道使用壽命結(jié)束時可以回收到其他應(yīng)用中。

作為一種經(jīng)過廣泛測試的材料，HDPE管道提供了廣泛記錄的性能，并通過持續(xù)的實驗室研究和數(shù)十年的現(xiàn)場服務(wù)持續(xù)驗證。其他公用事業(yè)的設(shè)計工程師繼續(xù)發(fā)現(xiàn)優(yōu)勢并確定HDPE產(chǎn)品的新用途。例如，因為用于管道生產(chǎn)的PE是工程樹脂，它為管道提供了有利的強度重量比。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，以及它不會腐蝕或生銹的事實。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，并在每個系統(tǒng)的整個使用壽命期間保持高，一致的流量。這意味著更少的磨損，為運行實用程序節(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集團和美國鐵路工程與維護等組織的眾多行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制造，認證。此外，它還被聯(lián)邦航空管理局，運輸部門以及其他聯(lián)邦和地方機構(gòu)批準(zhǔn)使用。這些國家標(biāo)準(zhǔn)定期由各種行業(yè)組織及其成員進行審核。不斷努力使標(biāo)準(zhǔn)保持最新，增強和加強測試標(biāo)準(zhǔn)，并推進原材料和后制造管道。測試協(xié)議可以是廣泛和極端的。

通過提交產(chǎn)品和通過獨立測試，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管的唯一連接機構(gòu)是將兩個平端管固定在一起以形成防污連接的連接器。當(dāng)在現(xiàn)場和其他應(yīng)用中進行配合連接時，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)軸器具有延長的內(nèi)套，可為管段提供更多的接合。

已經(jīng)認識到HDPE和聚丙烯管道系統(tǒng)的實用性。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)參與進步 - 正如該行業(yè)已經(jīng)發(fā)展了半個多世紀(jì)。作為經(jīng)過徹底審查和逐步推進的解決方案，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。