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當(dāng)前位置:鄭州合縱新材料科技有限公司>>公司動態(tài)>>超高分子量聚乙烯管(UHMW-PE管)
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是指粘均分子量在150萬以上的線性結(jié)構(gòu)聚乙烯(PE),由于其分子量*,,具有耐磨損,、耐沖擊、耐腐蝕,、自潤滑等優(yōu)異的綜合性能,,被稱為“令人驚異的塑料”,但成型加工較為困難,。近年來由于柱塞推壓,、單螺桿擠出等技術(shù)的突破,使UHMWPE管材得以實現(xiàn)了工業(yè)化連續(xù),。該管材具有如下優(yōu)點
(1)耐磨性居塑料,是碳鋼,、不銹鋼的7~10倍,;
(2)沖擊強(qiáng)度列塑料之,為PC的2倍,、ABS的5倍,,且能在液氮溫度(-196℃)下保持;
(3)自潤滑,、抗粘附,、不結(jié)垢,磨擦系數(shù)低,,可與聚四氟乙烯(PTEE)媲美,;
(4)沖擊能吸收值在所有塑料中zui高,且具消音性,;
(5)化學(xué)穩(wěn)定性好,,在一定溫度和濃度范圍內(nèi)能耐各種腐蝕性介質(zhì)及有機(jī)介質(zhì),;
(6)優(yōu)良的耐低溫性,在液氦溫度(-269℃)下仍具延展性,;
(7)優(yōu)良的抗內(nèi)壓強(qiáng)度,、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性、抗快速開裂性,;
(8)衛(wèi)生,、無毒,可接觸食品和藥物,。
上述性能使UHMWPE管材不僅可以輸送流體,、氣體,而且可輸送固體顆粒,、粉末等松散物料和漿體狀固液混合物料,,從而拓展了塑料管材的應(yīng)用范圍。
1松散物料輸送
固體顆粒,、粉末等松散物料的輸送,,主要采用以空氣為載體的氣力管道輸送方式,在高速風(fēng)送過程中物料對管道造成磨損,,且由于磨擦阻力使功率消耗高,、噪音較大。UHMWPE管以其耐磨損,、耐沖擊,、磨擦系數(shù)低、自潤滑,、不粘附,、衛(wèi)生無毒、消音,、輕便等優(yōu)點而可替代鋼管,、不銹鋼管等在以下領(lǐng)域應(yīng)用。
(1)糧食,、飼料加工業(yè)
國內(nèi)外糧食加工行業(yè)的面粉廠,、雜糧加工廠和大米廠以及儲糧庫等均采用氣力輸送糧食。然而用鋼管或鐵皮管在較高風(fēng)速下輸送小麥,、面粉,、大米、谷物,、大豆,、玉米等糧食時不僅噪音大,,而且存在嚴(yán)重的磨損問題,,如面粉廠輸送小麥,,使用鐵皮管4個月就磨損穿洞,。儲糧庫內(nèi)糧垛的轉(zhuǎn)移采用氣力管道輸送,通常完成一次轉(zhuǎn)移后,,使用的鐵皮管就會磨損報廢?,F(xiàn)在,北京,、青島等地的面粉廠采用了以UHMWPE片材為內(nèi)襯的鋼管或UHMWPE管,,其耐磨性提高了7~10倍,養(yǎng)活噪音,,改善了環(huán)境,。全國有大型面粉廠2500多家,中小型面粉廠上萬家,,應(yīng)用UHMWPE管的潛力很大,。
同樣,UHMWPE管也可在飼料加工業(yè)中應(yīng)用,。國內(nèi)外現(xiàn)代化飼料廠均采用金屬管道輸送物料,。比如,在預(yù)混料線的原料接收工序,,礦物質(zhì)和其它大組分粉狀原料經(jīng)正壓輸送系統(tǒng)直接由風(fēng)運(yùn)送入線的配料倉,;在成品包裝工序,成品預(yù)混料由風(fēng)運(yùn)送入濃縮飼料線的配料倉,。截止到1994年底,,全國共有飼料加工企業(yè)11000多家[5],即使部分企業(yè)采用UHMWPE管,,其用量也相當(dāng)可觀,。
(2)油脂、釀酒工業(yè)
油脂廠輸料管彎頭處磨損現(xiàn)象嚴(yán)重,,輸送菜籽及餅粕時更為突出,。如某榨油廠送料車間使用6mm鋼板卷制管送料,在運(yùn)送風(fēng)速20m/s的條件下,,使用10d左右彎頭處就出現(xiàn)磨穿現(xiàn)象;軋床車間清雜后菜籽的輸料彎頭采用厚度5mm的玻璃制成,,經(jīng)運(yùn)送1400t菜籽后出現(xiàn)磨穿現(xiàn)象[6],。
釀酒廠豆粕、麩皮等原料,,以及熟料,、成曲、脫脂酒渣等都采用氣力輸送,。酒精廠的主要原料瓜干大部分為片狀,,通常不得不采用大風(fēng)速輸送,,導(dǎo)致較小雜質(zhì)(砂子等)也隨著氣流運(yùn)動,不僅輸送噪音大,,而且管路磨損嚴(yán)重,。如果采用UHMWPE管,可以提高管道的使用壽命,,且有良好的消音性,,大幅度降低輸送噪音。
(3)食品,、醫(yī)藥工業(yè)
食品工業(yè)中可以用氣力輸送的物料很多,,如精鹽、奶粉,、淀粉,、薯粉、砂糖,、可可,、調(diào)味品、豆渣,、茶葉,、葵花籽等。某加碘精制鹽廠利用φ125mm管道通過氣力輸送原鹽,,鹽粒在管道中心運(yùn)動時,,由于速度高,對管壁有較強(qiáng)的磨擦,,尤其彎管處更為嚴(yán)重,;干法調(diào)味奶粉線為半自動封閉式,,采用風(fēng)力輸送物料,,由于有衛(wèi)生性要求,所有與物料接觸的部位都有杉昂貴的不銹鋼,。如果采用UHMWPE管就便宜得多,。卷煙也涉及氣力輸送管道,國外50年代就已采用管道輸送煙葉,、煙梗,、煙絲等。
醫(yī)藥工業(yè)中對藥丸和藥片也采用氣力輸送,,除了衛(wèi)生性要求外,,還需考慮破碎問題。UHMWPE管衛(wèi)生無毒,在國外已符合日本衛(wèi)生協(xié)會的標(biāo)準(zhǔn),,并得到美國食品及藥物行政管理局(FDA)和美國農(nóng)業(yè)部(USDA)的同意,,可用于接觸食品和藥物,,因此在食品,、醫(yī)藥輸送中,不僅可替代昂貴的不銹鋼管,,而且因其能吸收沖擊能,,可減少物料在輸送中的破碎。
(4)紡織,、化纖工業(yè)
氣力輸送在紡織工業(yè)中已廣泛地用來輸送棉花,、羊毛、廢棉,、麻屑和其它纖維物料?,F(xiàn)代化的混、開清棉是用氣流通過管道把原棉輸送給蓋板梳棉機(jī),,并連續(xù)地把纖維分配給各臺機(jī)器。滌綸長絲廠等化纖中的原料,、半成品和產(chǎn)品也采用脈沖氣力輸送方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械輸送,,輸送的物料包括聚酰胺(PA)切片、聚酯切片,、聚乙烯醇,、短切纖維等。輸送過程中切片與管壁沖擊磨擦產(chǎn)生的粉末及絲條狀破屑甚多,,直接影響到熔融紡絲的質(zhì)量,。如果采用UHMWPE管,由于該管材能吸收沖擊能,,可以減弱切片與管壁的沖擊,,降低粉末產(chǎn)生量,。
(5)建材,、散裝物料運(yùn)輸
水泥、石灰,、沙(砂)石、混凝土、耐火材料,、陶瓷原料,、焙燒礦、礬土,、石膏等建材的輸送中,,管道磨損較為嚴(yán)重。比如,,某水泥公司的φ89mm×4.5mm窯灰輸送管,,采用無縫鋼管只能使用3個月。水泥輸送管道彎曲部分雖采用了鑄鐵拱壁彎頭,,也只使用2a就磨破了,。在玻璃中已普遍地采用了氣力卸料系統(tǒng),氣力輸送玻璃配合料的速度為10~15m/s,,輸送過程中管道容易磨損,。
UHMWPE管具有耐磨損、自潤滑等優(yōu)點,,用于輸送流砂,,其壽命比鋼管可提高18倍,成本降低24倍,;與PA管相比,,其壽命提高3倍,成本降低近7倍,;輸送時管內(nèi)阻力比金屬管小25%,。
在散裝物料運(yùn)輸中,各種散裝的水泥,、谷物,、食鹽、礬土,、化肥,、煤塊等物料需要采用氣力輸送裝置的卸料機(jī)來輸送。我國沿海接卸進(jìn)口糧食的港口,,在散糧泊位配置了吸糧機(jī),、裝卸機(jī)和圓筒倉,中小港口的多數(shù)糧食泊位都配備了固定式吸糧機(jī),,均需要相應(yīng)的耐磨輸送管道,。到2000年我國水泥散裝運(yùn)量將達(dá)到1.7億t以上,糧食散裝運(yùn)量將有6000萬t,。由此看來,,UHMWPE管在散裝物料運(yùn)輸中具有廣闊的應(yīng)用前景。
(6)化工工業(yè)
化工廠經(jīng)常會遇到向高壓反應(yīng)器輸送物料的問題,如采用回轉(zhuǎn)供料高壓壓送方式輸送礬土,、銅燒結(jié)礦石,、硫胺、氯化鉀等,,也采用氣力輸送粉狀原料如純堿,、碳粉、粉狀涂料,、顏料,、染料、磷肥粉,、洗滌劑,、磷礦石、粉狀氧化鋁,、催化劑,、硫酸鋇、二氧化鈦等,。在電石中,,采用正壓式輸送焦粉、石灰粉等,,風(fēng)送管路為碳鋼管,,由于磨損大,彎頭處需設(shè)置耐磨襯里,。在塑料制品廠,,不僅利用氣力輸送向單機(jī)供料,而且還用于集中供料系統(tǒng),,通過管網(wǎng)將各種原料送至各臺塑料加工機(jī)械,。在合成樹脂中,氣力輸送裝置用來輸送PE,,PS,,PA粒料及PVC、聚丁二烯,、酚醛等粉料,。如齊魯石化公司年產(chǎn)6萬tLLDPE裝置的氣力輸送包括粉料輸送、摻混均化和顆粒產(chǎn)品的輸送,。輸送塑料顆粒存在的問題是,,顆粒磨損產(chǎn)生的粉末會粘附在管壁上形成薄膜,如果采用具有自潤滑,、不粘附特性的UHMWPE管就可減少這種現(xiàn)象,。
(7)礦粉輸送
選礦廠采用干式自磨礦石時,,需要用風(fēng)力將磨好的產(chǎn)品排出。金屬礦山和煤礦近年來已開始采用風(fēng)力填充的新工藝,,即利用氣力將矸石,、爐渣等充填材料拋擲到采空區(qū)。機(jī)械鑄造廠的鑄造用砂,、煤粉、粘土,、鐵屑,、噴涂鐵丸等現(xiàn)在也采用氣力輸送。輸送這些礦粉時,,由于磨損嚴(yán)重,,普遍鋼彎管的使用壽命通常為6個月。煤礦,、礦山輸送高密度介質(zhì)也存在鋼管易磨損的問題,。如某選煤廠采用鋼管輸送磁鐵粉,鋼管平均每4個月就需更換一次,;某鐵礦使用的長度為300m的鐵精粉輸送管路為普通鋼管時,,每年翻轉(zhuǎn)180°,2a即報廢,。若采用UHMWPE管可顯著提高其使用壽命,,并能減少維護(hù)工作量。
(8)電廠干除灰
我國火力發(fā)電廠的干除灰系統(tǒng)一般采用負(fù)壓,、低正壓和正壓輸送等氣力輸送,。由于輸送速度高達(dá)15~25m/s,輸灰管道磨損嚴(yán)重,,使用壽命短,。如某電廠6臺機(jī)組8條鋼灰管輸送干灰,其彎頭使用壽命僅3個月[17],。在干灰溫度較低的情況下,,采用UHMWPE管可大大提高使用壽命。
2漿體輸送
漿體狀固液混合物的輸送主要采用以水為載體的水力管道輸送方式,,輸送時易產(chǎn)生磨損,、腐蝕、結(jié)垢等問題,。UHMWPE管以其耐磨損,、耐腐蝕、不結(jié)垢,、磨擦系數(shù)低等優(yōu)點,,可替代普通鋼管,、不銹鋼管、特種鋼管等在下列領(lǐng)域應(yīng)用,。
(1)采選礦,、冶金
煤礦、化工礦,、鐵礦,、有色金屬礦及非金屬礦等的采礦,選礦廠的礦漿輸送大量采用管道,,如原礦管,、尾礦管、精礦管,、浮選系統(tǒng)管等,。選煤廠輸送煤炭洗選所產(chǎn)生的浮選入料、浮選精礦和重介質(zhì)懸浮液等固液混合物都要用管道輸送,。據(jù)日本統(tǒng)計,,輸送礦漿的精礦管使用壽命為15000h,原尾礦管zui短時為6000h,,砂漿填充用管多為6000h,,zui長時為1000h。目前,,我國選礦廠尾礦,、精礦輸送用管道多為鋼管,由于礦漿中含有約30%的鐵礦石,,對鋼管的磨損相當(dāng)厲害,,使用壽命僅為1~2a,且每半年要翻轉(zhuǎn)90°,,工作量很大,。
冶金行業(yè)的焦炭粉、礦粉,、礦漿及冶煉廢渣的處理也涉及大量的管道輸送,。如革鋼鐵公司的一個選礦廠用于精選各種礦物的輸送管路長達(dá)60km,對磨損zui嚴(yán)重的部位通常幾個星期需要更換一次管道,,其余管道每隔不長時間就需進(jìn)行翻轉(zhuǎn),,工作量之大可想而知。我國是煤炭,、礦業(yè)大國,,煤礦多達(dá)9萬余個。據(jù)不*統(tǒng)計,,每年需耐磨塑料礦用管約2萬t,,若普遍使用,,每年需求量在4萬t以上,可節(jié)約鋼材20萬t,。
據(jù)報道,,美國聯(lián)邦環(huán)境保護(hù)委員會規(guī)定采礦業(yè),特別是礦砂排水操作要采用UHMWPE管,。
(2)水煤漿工程
水煤漿是一種新型的高粘度液,、固混合流體,由約70%的煤粉,、30%的水及1%的化學(xué)添加劑配制而成,,可以像油一樣通過管道輸送到終點,再經(jīng)過脫水,、干燥處理后送給用戶。水煤漿在北京造紙一廠,、桂林鋼廠,、紹興軋鋼廠等廠燃用均取得成功。
我國自80年代初開始規(guī)劃了10條不同長度的輸煤管道,,其中孟-濰管道長達(dá)600km,。煤炭管道運(yùn)輸是當(dāng)前解決我國煤炭運(yùn)力不足的重要運(yùn)輸方式。1998年我國制定的能源工業(yè)長期發(fā)展計劃綱要中明顯指出:“要發(fā)展管道輸煤,,輸送水煤漿”,。目前全國已有北京京西水煤漿廠、山東兗日水煤漿廠等7個水煤漿廠,。如采用UHMWPE管,,就可抵抗這種高粘度固液混合物產(chǎn)生的磨損和腐蝕現(xiàn)象,并因其具有自潤滑性而減小輸送阻力,。據(jù)了解,,國內(nèi)某重點工程為了長距離輸送煤頭,已花費高價(3萬美元/t)從國外購進(jìn)了大量的UHMWPE管材作為輸送管道,。
(3)電廠沖灰
火力發(fā)電廠水力沖灰系統(tǒng)中普遍存在著管內(nèi)壁結(jié)垢的問題,。如某火電廠總裝機(jī)容量為33萬kw,沖灰管道長6.5km,,灰漿管內(nèi)結(jié)垢速度為53mm/a,,每1.停運(yùn)去垢檢修一次,人工敲打去垢,,工時4個月,。運(yùn)行6a的灰管由于結(jié)垢嚴(yán)重幾乎堵死,并已將13km的鑄鐵管報廢,。又如2臺30萬kw發(fā)電機(jī)組,,沖灰管2a酸洗一次,,除垢后鋼管內(nèi)表面銹蝕非常嚴(yán)重,表層剝落,,底部更甚,,使用管壁減薄4mm以上,入口處100m范圍內(nèi)結(jié)垢,、銹蝕更為嚴(yán)重,。沖灰管除了結(jié)垢外,磨損也比較嚴(yán)重,,如高井電廠φ273mm×10mm的沖灰管道,,直管僅用2a就磨漏,彎頭部位更為突出,。
UHMWPE管抗粘附,,不易掛灰,可減少結(jié)垢現(xiàn)象,,即使有一定程度的結(jié)垢,,清除也比較容易,并且管材耐磨損,、耐腐蝕,,可大大延長使用壽命,且不需要涂刷防腐涂料,,能節(jié)省維護(hù)費用,。國內(nèi)曾用UHMWPE板材卷制成內(nèi)襯管做試驗,結(jié)果表明,,基本不結(jié)垢,,其耐磨性比普通鋼管提高了8倍。
我國現(xiàn)有大型燃煤電廠400余座,,小型電廠更多,,今后每年將以10家以上的速度增建火力發(fā)電廠。每個電廠若需UHMWPE管100t,,全國就需幾萬噸,。
(4)海湖鹽化工
由于UHMWPE管具有*的耐磨性、耐腐蝕性及耐低溫性,,可望在海湖鹽化工行業(yè)鹽漿,、鹵水的輸送中發(fā)揮重要作用。
①海鹽輸送
目前北方海鹽的收儲工藝流程中,,集中式鹽田采用大管道輸洗,;半集中鹽田采用小管道輸洗。機(jī)械化鹽場將原鹽經(jīng)幾公里長的水力管道(管徑為ф114mm,,ф125mm等)輸送至篩房,。鹽化工廠將含有雜質(zhì)的海鹽通過粉碎,、洗滌和干燥獲得普通精鹽產(chǎn)品(又稱精洗鹽)。從鹽坨到洗滌設(shè)備之間,,各廠大都采用管道水力輸送的頭道洗滌工序,。海鹽在鋼管輸送過程中受到機(jī)械和水力的磨擦沖擊,鹽粒破碎,,原鹽中的粉鹽比例增加(隨鹵水溢流而去),,造成粉鹽流失較嚴(yán)重,而且,,鋼管輸送鹽漿,,容易產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象。塑料管已開始在輸鹽系統(tǒng)應(yīng)用,,如某鹽湖集團(tuán)公司采鹽系統(tǒng)輸送管道采用了大口徑HDPE管,,如果采用UHMWPE管則使用效果更佳,且可吸收沖擊能而減少鹽粒的破碎,。據(jù)了解,,zui近某鹽化工廠開始試用UHMWPE管作鹽漿輸送管道。我國北方海鹽年產(chǎn)量占全國鹽產(chǎn)量的2/3,,氣溫較低,而UHMWPE管的耐寒性極優(yōu),。
②鹵水輸送
國外鹽廠和制堿廠的輸送鹵水管道較多,,如澳大利亞黑德蘭鹽場的輸鹵管道長25km,西德博斯鹽礦的輸鹵管道長達(dá)70km,。我國海湖鹽現(xiàn)改傳統(tǒng)明溝輸鹵方式為壓力管道輸鹵,;每年礦鹽也在不斷新增和改造管道,如果集中制鹵區(qū)的管道總長5km,,管徑為ф100~ф250mm的石棉水泥管輸送鹽鹵達(dá)500km以上,,一般工作壓力為0.2~0.5Mpa,使用效果不一,,有的鹽場使用1~3a就報廢了,,zui短僅1a就腐爛、破裂,。UHMWPE管優(yōu)良的耐腐蝕性將會大大提高其使用壽命,。
(5)疏浚、排泥
所謂疏浚就是用挖泥船挖掘港口,、江河,、湖泊等泥砂,并將泥砂排出的作業(yè),。如湖鹽船采船運(yùn)隨著期的延長,,航道和港池內(nèi)沉積的淤泥,、粉鹽和粒鹽越積越厚,直到影響鹽駁的正常航行,,所以通常采用絞吸式挖泥船進(jìn)行疏浚,,其附屬設(shè)備就是水上浮筒、排泥管,、水下沉管和陸上排泥管?,F(xiàn)在,許多城市護(hù)城河,、湖泊的清淤也開始采用新工藝,,即從水底直接抽吸淤泥漿,經(jīng)管道實現(xiàn)長距離排送,。挖泥船配管中有水上浮動管線,、零號及上坡管線、水上架設(shè)管線,、水底管線,、陸上架設(shè)管線。這些挖泥配管必須耐波浪,、潮流,。
據(jù)統(tǒng)計,年均有4億t的泥沙淤積在黃河河道內(nèi),。我國將對黃河實施“百船工程”項目,,即從國外引進(jìn)百艘挖泥船對黃河等河流主河道進(jìn)行清淤治理。每艘船需配備4km泥砂輸送管,。因鋼管易銹蝕,、磨損快、笨重,,且不易裝卸,,因而挖泥船輸出國要求配用UHMWPE管,*項目每年需用耐磨管材8000多t,。此外,,我國現(xiàn)有挖泥船400多艘,將需耐磨管材15000t以上,。
城市下水污泥是濃度較低的漿狀物,,歐美、日本等和地區(qū)早就用管道進(jìn)行輸送,,如美國在洛杉磯,、芝加哥等地修建了84km管道;日本在東京都、大阪等地修建了50km的污泥輸送管道,。建筑工程中挖泥工地的輸泥管道由于長期暴露在曠野中,,經(jīng)常遭受日曬和雨淋,且泥漿中砂,、礫石堅硬易磨損管壁,,鋼質(zhì)輸泥管的平均使用壽命僅為4a,且每年需要拷鏟,、涂漆保護(hù),。而用UHMWPE管輸送泥漿既耐磨,又可減少維護(hù)工作,。
3流體,、氣體輸送
UHMWPE管也適于輸送各種流體、氣體,。
(1)建筑業(yè)
UHMWPE管的沖擊強(qiáng)度,、耐低溫性位于現(xiàn)有塑料管之,遠(yuǎn)優(yōu)于PVC-U管,、PP-R管,、PB管、ABS管等,,有利于抵抗意外沖擊和嚴(yán)寒的破壞,,而且抗內(nèi)壓強(qiáng)度、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性可與交聯(lián)PE管,、鋁塑復(fù)合管相媲美,,因此安全可靠、使用壽命長,;因其能吸收沖擊能,排水時的消音性優(yōu)于實壁PVC-U管,;用作埋地管時,,柔韌性好,地層變動時(如地震)不易被破壞,;其使用溫度一般為100℃以下,,但由于分子量*,分子鏈段移動困難,,其熱變形溫度比普通PE高,,如果沒有應(yīng)力的作用,在熔點以上的150~200℃下,,制品的形狀也不會發(fā)生改變,,與交聯(lián)PE的熱性能相似[29]。因此,建筑業(yè)的供水管,、排水管,、污水管、排氣管,、煤氣管,、下水管都可采用UHMWPE管。比如,,鹽化車間內(nèi)的室內(nèi)外鑄鐵排水管,,流經(jīng)管道的多為鹵水,或含有酸,、堿的污水,,再加上地下水的侵蝕,使用壽命通常只有3~4a,;沿海地區(qū)氣候潮濕,,帶著大量含鹵濕空氣,使得居民住宅的鑄鐵排水管銹蝕斑斑[30],。因此,,耐腐蝕性強(qiáng)的UHMWPE管大有用武之地。據(jù)預(yù)測,,2000年我國塑料給水管的需求量為10萬~15萬t,。到2010年,全國新建住宅室內(nèi)排水管的80%將采用塑料管,,基本淘汰傳統(tǒng)鑄鐵管,;室內(nèi)上水管采用柔性塑料管的比例將達(dá)到30%。這為大力推廣UHMWPE管的應(yīng)用提供了條件,。
(2)水處理
工業(yè)“三廢”的腐蝕性較強(qiáng),,如某堿廠通過10km管道排廢渣,鋼管磨壞后產(chǎn)生泄漏,,對周圍環(huán)境造成危害,,堿廠每年購置防腐涂料的費用就達(dá)數(shù)百萬元。某石化公司的污水處理廠,,來自各分廠的工業(yè)污水經(jīng)中和,、沉淀等工序后,變成泥漿狀的污物,,排污鑄鐵管通常3a就磨穿,,輸送腐蝕性廢水處理污泥的不銹鋼管使用1a多因磨得太薄而發(fā)生縮徑現(xiàn)象。據(jù)報道,,美國菲利浦化學(xué)公司的廢水處理系統(tǒng)中使用了UHMWPE管材,,其設(shè)計使用壽命為50a,。水處理和廢水處理可能是塑料管的另一大市場。據(jù)EAP估計,,2000年用于水處理和廢水處理裝置消耗的塑料管大約超過350億美元,。
(3)化學(xué)、制藥工業(yè)
UHMWPE管具有優(yōu)良的耐化學(xué)藥品性,,除強(qiáng)氧化性酸液外,,在一定溫度和濃度范圍內(nèi)能耐各種腐蝕性介質(zhì)(酸、堿,、鹽)及有機(jī)介質(zhì)(萘溶劑除外),,其在20℃和80℃的80種有機(jī)溶劑中浸漬30d,外表無任何反?,F(xiàn)象,,其它物理性能也幾乎沒有變化。
據(jù)了解,,目前各地的化工廠主要用鈦鋼管路輸送硫酸(發(fā)煙),、砂酸、鹽酸和各種強(qiáng)堿腐蝕性介質(zhì),,鈦鋼價格比高價的氟塑料高1倍以上,。化工用管的管徑通常為ф10~ф76mm,,壓力一般為0.2Mpa,。我國制藥設(shè)備使用的管路、管接頭等主要材質(zhì)為進(jìn)口不銹鋼,,管徑通常為ф15~ф108mm,,輸送壓力為0.6~0.8Mpa。UHMWPE管在一定范圍內(nèi)輸送腐蝕性化工原料時,,可替代價格昂貴的不銹鋼管和氟塑料管,。
(4)燃?xì)夤I(yè)
天然氣、煤氣管等要求耐0.4Mpa的壓力,,其運(yùn)行的安全性受到重視,。80年代后期,英國石油公司成功“第三代HDPE”,,其較高的重均分子量是保證高的快速開裂阻力的關(guān)鍵因素。UHMWPE的重均分子量在300萬以上,,脆化溫度在-80℃以下,,可推斷其具有優(yōu)良的耐低溫快速開裂性。美國菲利浦制品公司曾鋪設(shè)了1600km的UHMWPE煤氣輸送管道,。
(5)海水利用,、船舶
據(jù)不*統(tǒng)計,青島、威海,、龍口等地的年海水利用總量已超過8億m3,,廣泛用于電力、化工,、機(jī)械,、紡織、食品等工業(yè),。由于海水腐蝕較嚴(yán)重,,必須采取適當(dāng)?shù)姆栏胧┎拍鼙WC系統(tǒng)安全運(yùn)行,目前所采用的管道材料為:循環(huán)水干管選用內(nèi)襯水泥砂漿的鑄鐵管,,支管為加環(huán)氧樹脂內(nèi)襯的鋼管,。耐腐蝕的UHMWPE管可以在該領(lǐng)域應(yīng)用。
船舶上的管路較多,,如空氣通風(fēng)管,、測深管、壓載水吸入管,、冷水管,、盥洗系統(tǒng)、沖洗用管路,、炮臺冷卻水系統(tǒng),、污水管、淡水冷卻管,、房間和走廊內(nèi)的常溫低壓管等,。建造一艘15000t油輪,全船的金屬管重約207t,。船用管過去均為銅管,、鋼管、鋁管和鉛管,,搬運(yùn)時不但笨重,,勞動強(qiáng)度大,而且耐腐蝕性能差,,使用壽命短,,一般4~5mm厚的鋼管3~4a就會爛穿。UHMWPE管不僅輕便,,而且極耐腐蝕,,在船上應(yīng)用的潛力頗大。
(6)石油工業(yè)
油田是消耗各種管材的大戶,。據(jù)報道[20],,石油和天然氣市場,,特別是二次和三次回采的小塊油田,1983年就用了約39000km的塑料管材,。我國油田已有幾十年歷史,,隨著部分油田進(jìn)入中后期,特別是一些油田井液含水增加以及鹽堿嚴(yán)重,,加快了管道腐蝕速度,,僅大慶油田每年就需更換大量的各種管道。目前,,在油田應(yīng)用的主要塑料管為普通PE內(nèi)襯管,,而UHMWPE作為內(nèi)襯管,具有耐腐蝕,、耐磨,、輸送阻力小等優(yōu)點。
4其它
日本作新工業(yè)公司成功的UHMWPE管材,,以取代氟塑料管為目標(biāo),,準(zhǔn)備向半導(dǎo)體行業(yè)和醫(yī)療部門銷售;厚度10mm以下的UHMWPE薄壁管已用作皮帶輸送機(jī)和抄紙機(jī)輥子的包覆管,。
UHMWPE的電絕緣性好,,介電強(qiáng)度可達(dá)50kv/mm,高于PVC-U管和交聯(lián)PE管(介電強(qiáng)度分別為23~28,,41kv/mm),,尤其是損耗角正切值低,故可作為在高頻和超高頻區(qū)間工作的電纜管道,;并可制作汽車用電纜套管,;染整工業(yè)中染料液的輸送也是它的重要市場。
將UHMWPE管切制為輥筒,,可用作皮帶輸送線的塑料托輥,;切制加工為磨擦領(lǐng)域用的滑動材料,以代替銅套,、PA套,、PTFE套等。
UHMWPE的低溫性能極為優(yōu)異,,在液氦溫度(-269℃)下仍具延展性,,因此可望在制冷技術(shù)、低溫工程方面開拓應(yīng)用領(lǐng)域,。
5結(jié)語
UHMWPE管作為一種綜合性能優(yōu)異的新型工程塑料管材,,在輸送各種粉體、漿體,、流體,、氣體方面可以廣泛地應(yīng)用,具有廣闊的市場潛力,。為解決大批量,、多品種工業(yè)物料輸送中管道嚴(yán)重磨損、腐蝕,、結(jié)垢等問題展現(xiàn)出美好的前景,。加快UHMWPE管的與應(yīng)用并開拓新的市場領(lǐng)域應(yīng)受到人們的重視
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