超高分子量聚乙烯抽沙管
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(shí)易產(chǎn)生磨損,、腐蝕、結(jié)垢等問題,。超高分子量聚乙烯管道(UHMWPE PIPE)以其耐磨損,、耐腐蝕、不結(jié)垢,、磨擦系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn),,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(jì),,輸送礦漿的精礦管使用壽命為15000h,原尾礦管zui短時(shí)為6000h,,砂漿填充用管多為6000h,,zui長時(shí)為1000h[18]。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(duì)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(gè)選礦廠用于精選各種礦物的輸送管路長達(dá)60km,對(duì)磨損zui嚴(yán)重的部位通常幾個(gè)星期需要更換一次管道,,其余管道每隔不長時(shí)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(gè)[19]。據(jù)不*統(tǒng)計(jì),,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(bào)道[20],美國聯(lián)邦環(huán)境保護(hù)委員會(huì)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(diǎn),,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[21],。
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[22],。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(jì)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(gè)水煤漿廠[23]。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(diǎn)工程為了長距離輸送煤頭,,已花費(fèi)高價(jià)(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1.5a停運(yùn)去垢檢修一次,,人工敲打去垢,工時(shí)4個(gè)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(bào)廢[24]。又如2臺(tái)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5a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(fèi)用,。國內(nèi)曾用UHMWPE板材卷制成內(nèi)襯管做試驗(yàn),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(gè)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(chǔ)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[25]。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[26],,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(bào)廢了,,zui短僅1a就腐爛、破裂[28],。UHMWPE管優(yōu)良的耐腐蝕性將會(huì)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[18]。現(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(shí)現(xiàn)長距離排送,。挖泥船配管中有水上浮動(dòng)管線、零號(hào)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[18]。
據(jù)統(tǒng)計(jì),,年均有4億t的泥沙淤積在黃河河道內(nèi)。我國將對(duì)黃河實(shí)施“百船工程"項(xiàng)目,,即從國外引進(jìn)百艘挖泥船對(duì)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(xiàng)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[18],。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(jiān)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),。而用超高分子量聚乙烯抽沙管輸送泥漿既耐磨,,又可減少維護(hù)工作。