1、 目 錄1 1、項目背景、項目背景2 2、研究內容、研究內容3 3、可行性分析、可行性分析2 21.1 HDPE的背景的背景1.2 HDPE擠出管道工藝、設備擠出管道工藝、設備1.3 材料所相關研究及產品材料所相關研究及產品3 3HDPEHDPE的特點的特點1.高結晶度非極性熱塑性樹脂高結晶度非極性熱塑性樹脂2.無毒、無味、無臭無毒、無味、無臭3.密度在密度在0.9400.976 g/cm34.耐熱性和耐寒性，化學穩耐熱性和耐寒性，化學穩定性好定性好5.剛性和韌性，機械強度好剛性和韌性，機械強度好6.薄膜對水蒸氣和空氣的滲薄膜對水蒸氣和空氣的滲透性小、吸水性低透性小、吸水性低7.耐老化性能差耐

2、老化性能差HDPEHDPE的應用的應用1.注塑制品注塑制品周轉箱、瓶蓋、食品容器周轉箱、瓶蓋、食品容器2.吹塑制品吹塑制品汽油箱、日用品等汽油箱、日用品等3.擠塑制品擠塑制品建材排水管、煤氣管、熱水管建材排水管、煤氣管、熱水管4 4給排水系統給排水系統燃氣輸送燃氣輸送塑料管材主要有塑料管材主要有PVCPVCU U給水管、給水管、PPPPR R管、管、鋁塑復合管、鋼塑復合管、鋁塑復合管、鋼塑復合管、HDPEHDPE管等。管等。HDPEHDPE管是采用先進的生產工藝和技術，管是采用先進的生產工藝和技術，通過熱擠塑而成型，具有耐腐蝕、內壁通過熱擠塑而成型，具有耐腐蝕、內壁光滑、流動阻力小、強度高、韌

3、性好、光滑、流動阻力小、強度高、韌性好、重量輕等特點。重量輕等特點。5 5HDPEHDPE給水管的發展給水管的發展鑄鐵、鍍鋅鋼管鑄鐵、鍍鋅鋼管聚氯乙烯水管聚氯乙烯水管PVC-UPVC-U排水管道排水管道PE63PE63、PE80PE80管管替代替代6 6目前在役核電站的循環水系統所使用的預應力混凝土鋼筒管（RCCP）均有不同程度的腐蝕與結垢，需要定期進行檢測與維護，費用高。據調查，據調查，19821982年美國年美國Duke EnergyDuke Energy公司公司CatawbaCatawba核電站核電站中應用中應用HDPEHDPE管對其管對其#2#2機組發電氫冷卻器的機組發電氫冷卻器的DN

4、150DN150和和DN200DN200供回水供回水A106A106碳鋼管采用碳鋼管采用SDR11SDR11的的HDPEHDPE管進行替換，管進行替換，該系統運行至今未發現任何腐蝕、結垢，系統運行性該系統運行至今未發現任何腐蝕、結垢，系統運行性能優異。能優異。7 72.1 主要研究目標及內容主要研究目標及內容2.2 主要技術性能指標主要技術性能指標2.3 關鍵核心技術關鍵核心技術8 89 9突破研發瓶頸，研制出國產核級HDPE管材，實現國內電站首次應用。編制核級HDPE管材設計、制造、安裝、檢測、認證相關規范標準，推動產業化應用。1010研究HDPE管材在國內外核電站中的應用案例研究HDPE在

5、電廠核級HDPE管材設計、制造、安裝、質保等要求核電站核電站HDPE管材的抗震研究核電站HDPE管材的防火研究HDPE管材的耐老化、耐疲勞、耐蠕變、乃RCP性能研究HDPE管材的熔接工藝及影響參數研究核級HDPE管材開發無損檢測及缺陷識別評定技術的研發國家核安全局產品認證研究內容研究內容1111參數要求數值實驗標準1密度，g/cm30.9560.968，包括23%炭黑0.9470.955,不包括炭黑或其他顏料GB/T 10332熔融速率，g/10min420GB/T 3682：實驗條件 190/21.6kg3炭黑，%22.5GB/T 18251GB/T 130214抗慢速裂紋增長，hr2000

6、GB/T 184765熱穩定性，220ASTM D33506抗拉屈服強度，MPa24.13GB/T 198101212參數要求數值實驗標準7斷裂伸長率，%220ASTM D33508MRS20水，MPa10.0GB/T 18252,PPI TR9MRS40水，MPa8.0GB/T 18252,PPI TR10MRS60水，MPa6.3GB/T 18252,PPI TR11快速裂紋擴展（RCP）臨界壓力（0），MPa設計壓力1.6MPa設計壓力2.0MPa2.43.0ISO 13478（全尺寸）0.60.8GB/T 19280（S4）1313參數要求數值實驗標準12靜液壓強度GB/T 13663

7、GB/T 611113耐外沖擊TIR10%GB/T 1415214材料牌號PE100或更高N/A15使用壽命60年16抗震等級抗震類（0.3g）17防火等級耐火極限3h（包括防護措施）18接頭強度不低于母材19耐輻射性能在106rad輻照下，機械性能不發生明顯變化20管壁缺陷5%制造壁厚1.HDPE管材防火研究。管材防火研究。HDPE管材的融化溫度在管材的融化溫度在110135之間，閃點和自之間，閃點和自然溫度分別約為然溫度分別約為341和和349，相較常用的鋼管，相較常用的鋼管，HDPE管道系統在火災事管道系統在火災事故下更容易受到破壞。故下更容易受到破壞。HDPE管材在核電站架空管道中需要

8、滿足相應防火規管材在核電站架空管道中需要滿足相應防火規范，需要對其火災實驗、防火圖層、隔熱設計等關鍵技術深入研究。范，需要對其火災實驗、防火圖層、隔熱設計等關鍵技術深入研究。2.HDPE管材熔接研究。管材熔接研究。HDPE管材一般采用電熔管材一般采用電熔/熱熔連接，管道熔接點往往熱熔連接，管道熔接點往往是管道系統中的受力最薄弱的環節，熔接點的應力集中、抗破裂、抗蠕變以是管道系統中的受力最薄弱的環節，熔接點的應力集中、抗破裂、抗蠕變以及在核電站系統各種運行工況下的管道性能衰減情況需要一系列的試驗數據及在核電站系統各種運行工況下的管道性能衰減情況需要一系列的試驗數據分析才能得到驗證。分析才能得到驗

9、證。 3.核級核級HDPE管材的輻照性能研究。管材的輻照性能研究。HDPE管材應用在放射性系統中，應針對管材應用在放射性系統中，應針對HDPE材料在接受不同輻照劑量下的強度、耐慢速裂紋增長性能進行試驗，材料在接受不同輻照劑量下的強度、耐慢速裂紋增長性能進行試驗，并通過模型計算出在核電站并通過模型計算出在核電站60年壽命期內積累輻照劑量下的性能變化及實際年壽命期內積累輻照劑量下的性能變化及實際應用的閾值。應用的閾值。 14144.核級核級HDPE管材無損檢測技術研究。工業領域常用的磁粉探傷、超聲波、射管材無損檢測技術研究。工業領域常用的磁粉探傷、超聲波、射線探測等技術都無法直接用于線探測等技術都

10、無法直接用于HDPE管道系統，管道系統，HDPE管道無損檢驗和探傷至管道無損檢驗和探傷至今都是也解難題。整合已有研究成果和應用經驗，開展核級今都是也解難題。整合已有研究成果和應用經驗，開展核級HDPE管道無損管道無損檢測和探傷的研究和試驗認證。檢測和探傷的研究和試驗認證。5.核級核級HDPE管材產品認證和資質認證。管材產品認證和資質認證。 6.核級核級HDPE管材的產業化研究。管材的產業化研究。 15153.1 市場前景廣闊市場前景廣闊3.2 項目所處階段項目所處階段3.3 投資規模投資規模3.4 主要風險主要風險1616必要性國內在役核電站改造需要國內新建核電站工程的需要節省工程造價市場需要

11、煤電污染嚴重，核電作為清潔能煤電污染嚴重，核電作為清潔能源，能緩解環境壓力。源，能緩解環境壓力。2) 同時也為滿足中國企業同時也為滿足中國企業“走出去走出去”的要求，部署成套設備等。的要求，部署成套設備等。1717新建核新建核電站電站每臺機組涉及每臺機組涉及HDPEHDPE管材管材2 2億元億元十三五規劃：擬十三五規劃：擬建建4040臺臺+ +國際市場國際市場份額，超份額，超100100億億在役在役2020臺機組，臺機組，每臺有每臺有1 1億的億的管材改造空間管材改造空間核級核級HDPE管材管材國內該產品正處國內該產品正處在吸收、研發階在吸收、研發階段，尚不具備產段，尚不具備產業化的條件，位業

12、化的條件，位于導入期，目前于導入期，目前需要大量的資金需要大量的資金投入，但是從長投入，但是從長遠看，總體處在遠看，總體處在上升階段，后期上升階段，后期可獲得巨大回報。可獲得巨大回報。18181 1、建立核電站核級、建立核電站核級HDPEHDPE管材技管材技術中心術中心2 2、建立核電站核級、建立核電站核級HDPEHDPE管材工管材工程應用中心程應用中心3 3、建立核級、建立核級HDPEHDPE管材認證中心管材認證中心4 4、建立核級、建立核級HDPEHDPE材料公共服務材料公共服務平臺平臺1919總共投入資金2300.6萬元，擬申請專項經費資助460萬元2020研究過程加強對合作廠家的技術指

13、導和質量管控研究過程加強對合作廠家的技術指導和質量管控對可能遇到的困難提前策劃解決措施對可能遇到的困難提前策劃解決措施本項目主要技術風險：研制產品還未通過核級產品鑒定本項目主要技術風險：研制產品還未通過核級產品鑒定應應對對措措施施積極引進國外先進積極引進國外先進HDPEHDPE生產工藝及設備生產工藝及設備建立起符合核電質保要求的建立起符合核電質保要求的QA/QCQA/QC體系體系2121市場風險分析：市場風險分析：HDPEHDPE管材在核電站中應用范圍非常廣泛，據國內中核集團和中廣核集團多管材在核電站中應用范圍非常廣泛，據國內中核集團和中廣核集團多座在役核電站的運營經驗，目前我國核電所用碳鋼管

14、的腐蝕和結垢問題非常嚴重，適中沒座在役核電站的運營經驗，目前我國核電所用碳鋼管的腐蝕和結垢問題非常嚴重，適中沒有找到有效的解決辦法，采用有找到有效的解決辦法，采用HDPEHDPE管材替換的需求非常強烈，而國內沒有專門研究部門組管材替換的需求非常強烈，而國內沒有專門研究部門組織織HDPEHDPE管材在核電站的應用和研究并應對核安全監督部門的技術監管和技術認證要求。目管材在核電站的應用和研究并應對核安全監督部門的技術監管和技術認證要求。目前，多家核電站業主已經表示，只要有合格的前，多家核電站業主已經表示，只要有合格的HDPEHDPE管材并通過核安全監管部門的認證，他管材并通過核安全監管部門的認證，他