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

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，生產成本更低，而且更安全。如今，HDPE已經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用，包括包裝和管道組件和系統(tǒng)。根據美國“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，今年將有更多產能投產。

HDPE歷史
對于管材，現(xiàn)在使用的HDPE等級與早期材料不同，甚至與當今消費者應用中使用的其他HDPE材料完全不同。管道級HDPE是一種高度工程化的化合物，專為關鍵應用中的長期服務而設計。在可用于制造之前，它經過一系列嚴格的測試程序。

20世紀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管開始取代農業(yè)排水系統(tǒng)中的粘土管。20世紀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。

幾個世紀以來，農民都知道適當的田間排水和灌溉是提高作物產量的關鍵部分，因此他們使用粘土磚。研究表明，當田地“平鋪”時，大豆產量增加43％，玉米產量增加30％。隨著HDPE樹脂的出現(xiàn)和制造波紋管的能力，農業(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管取代了已經使用了數百年的產品。不久之后，更大的直徑提供了新的應用，特別是在交通部門和其他公共風暴排水項目中。

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。該配方產生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，使樹脂在管道使用壽命結束時可以回收到其他應用中。

作為一種經過廣泛測試的材料，HDPE管道提供了廣泛記錄的性能，并通過持續(xù)的實驗室研究和數十年的現(xiàn)場服務持續(xù)驗證。其他公用事業(yè)的設計工程師繼續(xù)發(fā)現(xiàn)優(yōu)勢并確定HDPE產品的新用途。例如，因為用于管道生產的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用的一些原因包括材料易于處理和不受土壤，化學品，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是電的非導體，因此它不受由電解質如鹽，酸和堿引起的基于電化學的腐蝕過程的影響。

HDPE管道不易受到生物攻擊或結塊的影響，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管材料的標準外，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)標準制造，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)邦和地方機構批準使用。這些國家標準定期由各種行業(yè)組織及其成員進行審核。不斷努力使標準保持最新，增強和加強測試標準，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。

通過提交產品和通過獨立測試，制造商向客戶保證他們的產品符合標準的要求，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管的唯一連接機構是將兩個平端管固定在一起以形成防污連接的連接器。當在現(xiàn)場和其他應用中進行配合連接時，這種類型的耦合器仍常用于農業(yè)應用。20世紀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)軸器具有延長的內套，可為管段提供更多的接合。

已經認識到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能力，原材料和管道系統(tǒng)設計的新發(fā)展表明熱塑性管道應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)已經發(fā)展了半個多世紀。作為經過徹底審查和逐步推進的解決方案，熱塑性管道系統(tǒng)將提供服務并滿足世界各代人的需求。