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超高分子量聚乙烯工程塑料(UHMW-PE)管道技術(shù)在我國(guó)日漸成熟,越來越多的工程采用了這種管道,成為一種價(jià)格適中性能優(yōu)良的新型熱塑性工程塑料,它幾乎集中了各種塑料的優(yōu)點(diǎn),耐磨抗沖擊,自潤(rùn)滑,耐腐蝕、耐低溫、衛(wèi)生無毒、不粘附、不吸水等綜合性能。是一種較為理想的管材,被國(guó)內(nèi)冶金、電力、化工、礦山等企業(yè)廣泛采用。
一、管道特性
超高分子量聚乙烯工程塑料(UHMW-PE)管道適應(yīng)水質(zhì)流體、固體顆粒、粉體、漿體等,傳統(tǒng)的金屬管道難以滿足的要求,超高分子量聚乙烯 (UHMW-PE)管道都能替代,以極高的耐腐蝕、高耐磨、自潤(rùn)滑吸收沖擊等綜合性能,在各行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用;在固體顆粒、粉末、漿體、氣體輸送方面,有獨(dú)一無二的優(yōu)越性。北京有色冶金設(shè)計(jì)研究總院《塑料管磨損試驗(yàn)研究成報(bào)告》指出:下列四種不同材料的管道,在相同管徑、流速、試驗(yàn)物料、濃度條件下進(jìn)行試驗(yàn),其結(jié)果為:玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯管平均年磨損厚度11.5424mm/年;工程級(jí)聚丙烯管(PP)13.5828mm/年;超高分子量聚乙烯管(UHMW-PE)5.0104mm/年;鋼管(A3)36.2424mm/年;試驗(yàn)結(jié)果表明,超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)管道耐磨性是鋼管(A3)的七倍之多。超高分子量聚乙烯塑料(UHMW-PE)管的獨(dú)特分子結(jié)構(gòu),具有極高的抗滑動(dòng)磨擦能力和質(zhì)輕的優(yōu)點(diǎn),單位管長(zhǎng)比重僅為鋼管重量的八分之一,使裝卸、運(yùn)輸、安裝更為方便,且能減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,UHMW-PE管道抗老化性極強(qiáng),50年不易老化。不論地上架空,還是地下埋設(shè)均可。安裝時(shí)無論是焊接或者是法蘭連接均可,安全可靠、快捷方便、無需防腐、省工省力,充分體現(xiàn)出使用超高分子量聚乙烯管道“節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、高效”的優(yōu)越性。
經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算:根據(jù)超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)管道的耐磨強(qiáng)度為普通鋼管的7倍,普通鋼管使用壽命按4年計(jì)算:
(1)超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)管道(直徑219×10mm)總投資48.92萬元,其中安裝費(fèi)1.8萬元。
(2)普通鋼管(直徑219×5mm)按現(xiàn)在價(jià)格計(jì)算總投資32萬元,其中安裝費(fèi)2.45萬元,拆除這一部分鋼管費(fèi)用為0.7萬元。為了穩(wěn)妥,超高分子量聚乙烯(UHMW----PE)管道使用壽命為20年計(jì)算,普通鋼管需要更換5次,不考慮時(shí)間因素采用靜態(tài)投資計(jì)算,總投資(32+0.7)×5=163.5萬元。
(3)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益163.5萬元-48.9萬元=114.6萬元。
同時(shí)由于超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)管道的優(yōu)異性能,減少了日常維護(hù),降低了檢修人員工作強(qiáng)度,產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
二、超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)管道在其他行業(yè)的應(yīng)用
超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)管道之所以在各行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用,其決定因素是有著獨(dú)特的性能和特點(diǎn),使它在諸多管材中脫穎而出,倍受各行業(yè)青睞。除前述耐磨、耐沖擊、耐腐蝕、自潤(rùn)滑、衛(wèi)生無毒、不吸水、不粘附、不結(jié)垢、噪聲小、輕便等優(yōu)點(diǎn)外,還具有優(yōu)異的抗內(nèi)壓能力、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性極優(yōu),并具有優(yōu)異的抵抗快速開裂能力,同時(shí)具有獨(dú)特的耐低溫、沖擊韌性,其原因在于超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的分子質(zhì)量高達(dá)200萬以上,其分子質(zhì)量越高,分子鏈越長(zhǎng),晶片間的系帶分子數(shù)越多,耐環(huán)境開裂性愈好。同時(shí)由于分子鏈的運(yùn)動(dòng)困難,不易生成大的球晶和形成好的序態(tài),表面能就越大,破裂強(qiáng)度也就越高。其較高的重均分子量也是保證較高的抵抗快速能力的關(guān)鍵因素。超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)管道的這些獨(dú)特性能,不僅使其在冶金、礦山、電力、化工等行業(yè)應(yīng)用效果好,利用其優(yōu)異的耐磨性、耐腐蝕性和不粘附性,在熱電廠的粉煤灰輸送、氧化鋁廠的赤泥輸送發(fā)揮著不可替代的作用。在原油、燃?xì)狻⑻烊粴?、液化氣輸送上將有著良好的效果。利用其?yōu)良的耐沖擊性、耐腐蝕性、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性、抵抗快速開裂能力、柔性好對(duì)于機(jī)械振動(dòng)、地基沉降或發(fā)生地震,也能承受一定程度的沖擊和變形而不致斷裂,因此具有較高的長(zhǎng)期安全性。耐低溫性極優(yōu)、可抵抗冷凍破壞具有獨(dú)特的低溫沖擊韌性,在寒冷環(huán)境和意外沖擊力的作用下不會(huì)發(fā)生脆性破裂,因此在低溫環(huán)境下的西北、東北等寒冷地區(qū)應(yīng)用該管道輸送各種物料的安全性是最為有利的。特別是在南方地區(qū),地下水等其它腐蝕因素對(duì)鋼管的腐蝕嚴(yán)重,若使用鋼管既增加了防腐的費(fèi)用,其使用壽命和管道的安全性又受到嚴(yán)重影響。而利用超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)管道代替鋼管在壓力小于1.6MPa以下的燃?xì)庀掠喂芫W(wǎng)應(yīng)用將發(fā)揮出非常好的作用。