給水用塑料管材的風險性分析

【摘 要】 塑料管材做為新型的化學建材已經在越來越多的領域得到了應用，“以塑代鋼”也成為未來行業發展的必然趨勢。本文簡述了塑料管材在我國的應用情況，并通過在流通領域市場采集樣品的方式對日常生活中使用較多的給水用塑料管材產品易產生風險性的項目進行檢驗分析，進而對所存在的問題開展了研究，并對給水塑料管材在使用中的風險性進行評估。

【關鍵詞】 給水管材 風險性 靜液壓試驗 矩陣法

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2017.06.005

1 塑料管材產品簡述

隨著石化工業的飛速發展和塑料加工工藝的不斷進步，各類塑料產品在國民生產及人們的日常生活中得到越來越廣泛的應用，其中相當一部分已成為傳統材料的最佳替代品，塑料管材就是其中的典型代表，“以塑代鋼”已成為我國管道工業“十三五”發展的必然趨勢。經過多年的努力，我國已經建立了以聚氯乙烯（PVC）材料、聚乙烯（PE）材料和聚丙烯（PP）材料為主的塑料管材加工和應用產業。有關專家分析稱，到2020年，全國預期塑料管道產量將達到1600萬噸，中國將成為世界最大的塑料管道產品生產國。塑料管道與我們的生活已密不可分，目前塑料管道已普及應用到建筑給、排水，建筑供暖，城市中低壓燃氣輸送，城鎮自來水，農業灌溉，電力，通訊等諸多領域（見圖1）。有人將塑料管道譽為城市的血管。其中給水管網是塑料管材生產、流通領域及工程施工中最重要的組成部分，給水管的安全暢通運行直接關系供水企業的經濟效益和城市居民日常生活。其中給水用聚乙烯（PE）管材（以下簡稱PE管材）和冷熱水用聚丙烯（PP-R）管材（以下簡稱PP-R管材）是現在市政工程以及民用給水領域最主要的飲用水輸送管材，這兩種管材都以其節能節材、水流阻力小、不腐蝕結垢、安全環保等特點越來越多的得到應用。根據遼寧省每年監督抽查的數據來看，這兩種管材的抽查數量占到整個抽查的60%。

圖1 塑料管道應用領域分布圖

2 給水用塑料管道產品的風險性來源

由于塑料管道產品的生產工藝相對簡單，同時沒有“生產許可證”“3C”等行業準入門檻限制，從全國范圍而言，管材總體質量水平一般，產品質量良莠不齊，每年相關產品的國家監督抽查及省級監督抽查中均有不合格情況出現。由于原料價格持續高位，一些生產企業受經濟利益的驅使，采用不合格原料生產給水管材來降低生產成本，甚至用回收料制造自來水管已經成為行業內公開的秘密。

在2014年1月21日，中央電視臺《焦點訪談》曝光了江蘇等地“摻假水管”的黑色產業鏈，一些廠家在用于生產自來水管的原料里，摻雜了有毒回收塑料來生產給水管材，這種管材一旦使用，將對人體健康造成巨大的危害，同時也存在很大的安全隱患。一些城市由于地下輸水管網爆裂及室內飲用水管破裂的新聞報道也屢見不鮮，由此而導致的社會影響和對老百姓日常生活帶來的經濟損失都是不可估量的，究其原因，都是由于在這些工程中使用了劣質的管材所致。有關專家指出：“塑料管材行業是一個高危行業，弄不好就是高危害，出現問題就是高危險”。

3 流通市場領域給水管道產品的合格率分析

3.1 抽樣檢驗

為了準確的掌握目前流通市場領域給水塑料管材產品的真實質量狀況，筆者以普通消費者的身份在我省的10個建材、水暖市場購買了給水用塑料管材產品作為分析樣本，其中PP-R管材35個樣本，PE管材15個樣本。

本次對所采集的樣品只針對其重要的物理性能及衛生性能指標進行檢驗，具體的檢驗項目及依據標準如下：

（1）PE管材（見表1）

（2）PP-R管材（見表2）

兩種產品目前在我國均有現行有效的國家標準，本次風險性分析檢驗只針對易出現風險性及安全隱患的重要指標項目進行檢驗。正常來說，用于生產給水管材正規合格的聚乙烯及聚丙烯原料樹脂都是無毒的，但個別企業在生產中添加一些有毒回收塑料（如化學塑料桶、醫用塑料管、廢舊電纜料等）來降低生產成本，這樣的管材質量很難得到保障，尤其是一旦鉛、鎘等有毒及重金屬元素超標，將對人體健康帶來巨大的危害。管材的靜液壓試驗項目不合格，容易導致管材在正常使用中發生管材破裂的情況，一般給水管材的安裝都是埋地施工，一旦出現問題，都會帶來巨大的經濟損失，而且容易造成對水質的二次污染。

3.2 結果分析

（1）樣品產地的地域性分布情況

樣品產地來自于包括遼寧在內的10個省份，共50組樣品，合格率情況見表3。

本次監測共采集50組樣品，其中包括PP-R管材35組，合格20組，合格率57.1%；PE管材15組，合格7組，合格率46.7%?？傆?0組樣品中合格27組，總體合格率為54%。

（2）風險性項目合格率情況（見表4）

通過合格率可以看出，衛生性能（鉛、鎘、鋅）經過檢驗，該項目未有不合格的樣品，可以說明本次監測的樣品無采用有毒及廢舊塑料生產。但從靜液壓試驗的監測結果看還是比較令人擔憂，該項目的合格率遠低于國家抽查及省級抽查的合格率。

本次風險性分析檢驗主要不合格項目為靜液壓試驗項目，三項液壓試驗均有樣品不合格，尤其是95℃靜液壓試驗不合格現最為嚴重。靜液壓試驗項目不合格容易導致管材在使用過程中爆裂和造成對水質的二次污染。本次監測中，個別樣品試驗中的破裂時間均不足標準要求時間的1/3，這樣的管材質量讓人觸目驚心，一旦在工程中使用，極易出現問題而造成嚴重的經濟損失。靜液壓試驗項目不合格的主要原因，有管材的原料不符合標準要求造成的，也有擠出成型的加工設備和加工工藝參數不規范造成的，例如在生產過程中冷卻不合理，冷卻水溫度偏低、冷卻段長度不夠或冷卻段個數不夠導致的急冷，使管材擠出時產生的應力不能消除，從而造成管材上的細小裂紋或是殘留應力較大，這樣的管材使用過程中在長期壓力作用下易發生開裂現象。另一方面不少企業也存在誤區，認為只要是正規原料，僅需簡單的加工成型即可；因此，對不同的原料，要研究和摸索出所對應的最佳工藝條件，同時還應使用塑化能力較強的加工設備，才能保證最終制品的力學性能。近年來由于聚丙烯原料價格的不斷上漲，部分企業盲目追求低價競爭，使用各種改性PP材料，有的企業在PP-R原料或PE混配料中添加過量或不符合要求的回用料也是造成質量不合格的主要原因。高溫靜液壓試驗是PP-R管材非常關鍵的力學性能指標，它反映了管材在熱水環境中使用時所能承受的壓力的大小和壽命的長短，只有達到標準要求的產品才能保證管道在熱水環境下的使用周期內不會發生破裂或滲漏現象。

4 產品的風險評估

4.1 風險評估的方法及構建

RAC（Risk Assessment Code）矩陣法是定性風險估算的常用方法，它是將決定危險事件的風險的兩種因素——危險嚴重性（S）和危險可能性（P）按其特點劃分為相對的等級，形成一種風險評價矩陣，并賦予一定的加權值來定性的衡量風險大小。其中風險評價指數R=P×S。

實際上的風險發生的可能性（P）并不易獲得，嚴重程度及可能性也不易用簡單的數字來描述，這使該方法在產品質量安全風險監測上的應用受限。但我們可借鑒此法，通過以定性為主的風險矩陣來評估產品質量風險發生的概率和嚴重程度。將產品質量風險發生概率分級建表（表5），產品質量風險發生的嚴重程度分級建表（表6），將風險概率和程度分級后帶入風險評價指數矩陣表（表7），就可以直觀的得到本次風險監測的風險評估指數。為消除人為誤差，我們選擇3個以上從事本行業的專家和工作者分別評定，評估結果匯總，取算術平均值對照風險評價準則表獲得對應的風險等級，分為高風險、較高、一般三個等級，見表8。

4.2 風險評估結論

在風險性分析檢驗中，不合格項目均為產品的靜液壓試驗，在不合格問題上有一定的共性。PP-R管材及PE管材均為目前市場上占有率較高且在工程及民用家裝中應用較多的管材，靜液壓試驗不合格導致管材使用中破裂的問題也屢見不鮮，雖然爆管通常不會對人體健康及安全造成危害，但通常也會帶來一定的經濟損失。通過風險矩陣分析判斷其發生概率為C級，程度為IV級，得到的風險評估指數為18，經查表屬于一般風險范疇。

參考文獻

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[3]朱木秀，馮定.風險評價指數矩陣方法的研究和應用[J].安全、健康和環境，2004（2）：33-35.

作者簡介

劉鴻博，1982年生人，男，漢族，大學本科，遼寧省產品質量監督檢驗院機電中心副主任/工程師，研究方向：塑料管道應用技術研究，機械及金屬材料產品應用研究。