超高分子量聚乙烯管道和超高钢塑复合管道
超高分子量聚乙烯管道和超高钢塑复合管道
超高分子量聚乙烯（UHMW-PE英文全称是ultra-high molecular weight polyethylene pipe）是由乙烯、丁二烯单体在催化剂的作用下，聚合而成的平均分子量大于200万甚至到350万的热塑性工程塑料。该材料综合性能可长期在-269至+80℃条件下工作，被称为"令人惊异"的工程塑料，超高分子量聚乙烯工程塑料(UHMW---PE)管道技术在我国日渐成熟，越来越多的工程采用了这种管道，成为一种价格适中性能优良的新型热塑性工程塑料。
发展历史
超高分子量聚乙烯管材在2001年被科学技术部国科计字（2000）056号文件列为国家科技成果重点推广计划，属化工类新材料、新产品。国家计委科技部将超高分子量聚乙烯管材列为当前优先发展的高科技产业重点领域项目。
世界上最早由美国Allied-Chemical公司于1957年实现工业化，此后德国Hoechst公司、美国Hercules公司、日本三井石油化学公司等也投入工业化生产。我国于1964年最早研制成功并投入工业生产。
应用领域一：
固体颗粒、粉体的输送--耐磨、耐冲击、自润滑、抗粘附、卫生无毒、吸收冲击、消声效果佳、耐环境应力开裂性好、轻便等优点，可应用于各行业，如食品加工油脂原料加工、酿酒原料、医药、建材化工、、石矿粉、原盐等行业的固体颗粒、粉末的耐磨输送等。
浆体输送--耐磨、耐冲击、自润滑、不结垢、耐环境应力开裂性好、抗内压强度高、轻便等优点，取代钢管和昂贵的合金钢管、不锈钢管，用于各行业的浆体状固液混合物输送，解决输送过程中的管道磨损、腐损和结垢等问题，如煤炭、矿业矿浆输送、水煤浆输送、热电厂粉煤灰输送，江河湖泊疏浚、市政排污疏泥、制盐化工浆体输送等。
液体输送--利用耐腐蚀、耐冲击、耐低温、自润滑、耐环境应力开裂性好、抗压强度高、轻便等优点，可用于各行业的流体输送，如：化工行业中各种腐蚀性介质输送、石油行业原油、成品油输送、沿海地区（含有大量含卤空气及海水对钢管腐蚀严重）船舶、港口管道、海水利用、市政供排水等。
气体输送--具有优良的耐冲击性、耐腐蚀性、耐环境应力开裂性、抵抗快速开裂能力、柔性好、耐低温性极优、可抵抗冷冻破坏，对于机械振动，地基沉降或发生地震，也能承受一定程度的冲击各变形而不断裂，因此管道具有较高的长期运行安全性，可在燃气、天燃气、液化气或其它气体的输送中发挥重要作用。
应用领域二:
UHMWPE超高分子量聚乙烯管材作为工业用管材，有以下五个主要应用领域：
1、油田用油井管及输油专用管道—超高分子量聚乙烯耐磨管道
目前国内在役抽油井有12万多口，深度一般在500米～3000米之间，平均深度在1500米左右，据此推算，每口井需要超高分子量聚乙烯内衬复合管材1吨左右，如果每年10%的油井采用高耐磨、高耐腐复合油井管,那么每年UHMWPE内衬复合管材的需求量将达1.2万吨。
据有关资料介绍，在中石油、中石化两大集团中，油田内部有输油管道104123公里，由于其管道的平均直径远大于油井管，需要耐高温、高耐磨、高耐腐衬管道的量就更大。
2 、水煤浆输送专用管道—超高分子量聚乙烯耐磨管道
据有关资料报道，到2004年底我国共有水煤浆厂20余家，目前总设计能力约为500万吨／年，水煤浆厂规模最大的100万吨／年。我国自80年代初开始规划了10条不同长度的输煤管道，其中孟-潍管道长达600km。此外每年还有1000万吨的洗煤厂副产品—煤泥需要通过管道输送。采用超高分子量聚乙烯内衬复合管材，可有效避免抗这种高粘度固液混合物产生的磨损和腐蚀现象，并因其具有自润滑性而减小输送阻力，大大降低电能的消耗。1998年我国制定的能源工业长期发展计划纲要中明显指出：“要发展管道输煤，输送水煤浆”， 煤炭管道运输是当前解决我国煤炭运力不足的重要运输方式。
3 、火力发电厂粉煤灰输送专用管道—超高分子量聚乙烯耐磨管道
火力发电厂水力冲灰系统中普遍存在着管内壁结垢的问题。入口处100m范围内结垢、锈蚀更为严重。冲灰管除了结垢外，磨损也比较严重，直管仅用2年就会出现磨漏现象，弯头部位更为突出。超高分子量聚乙烯（UHMWPE）内衬复合管材抗粘附，不易挂灰，可减少结垢现象，即使有一定程度的结垢，清除也比较容易，并且管材耐磨损、耐腐蚀，可大大延长使用寿命，且不需要涂刷防腐涂料，从而节省维护费用。国内曾用UHMWPE板材卷制成内衬管做试验，结果表明，基本不结垢，其耐磨性比普通钢管提高了8倍。
我国现有大型燃煤电厂400余座，小型电厂更多，今后每年将以10家以上的速度增建火力发电厂。每个电厂若需UHMWPE管100t，全国就需几万吨。
4 、河道泥砂输送专用管道—超高分子量聚乙烯耐磨管道
据统计，我国黄河的年均泥沙淤积量有4亿吨。清淤治理任务非常繁重。同样，我国的其它内河河道和港湾都需要实施清淤治理。一般情况下，每艘清淤船需配备4km泥砂输送管。因钢管易锈蚀、磨损快、笨重，且不易装卸，用UHMWPE内衬复合管材取代传统钢管已是大势所趋。我国现有挖泥船1000多艘，如果全部配上超高分子量聚乙烯（UHMWPE）内衬复合管材，它的需求量也是比较大的。
5、 物料气力输送专用管道—超高分子量聚乙烯耐磨管道
化肥、粮食等物料需要采用气力输送装置的卸料机来输送。我国沿海接卸进口粮食的港口，在散粮泊位配置了吸粮机、装卸机和圆筒仓，中小港口的多数粮食泊位都配备了固定式吸粮机，均需要相应的耐磨输送管道。到2004年我国水泥散装运量已达到3.2亿t以上，粮食散装运量也有6000万t以上。凭借强大的耐磨性能，UHMWPE内衬复合管材在散装物料运输中也具有广阔的应用前景。
6、采选矿、冶金 专用管道—超高分子量聚乙烯耐磨管道
煤矿、化工矿、铁矿、有色金属矿及非金属矿等的采矿，选矿厂的矿浆输送大量采用管道，如原矿管、尾矿管、精矿管、浮选系统管等。据日本统计，输送矿浆的精矿管使用寿命为15000h，原尾矿管最短时为6000h，砂浆填充用管多为6000h，最长时为1000h。目前，我国选矿厂尾矿、精矿输送用管道多为钢管，由于矿浆中含有约30%的铁矿石，对钢管的磨损相当厉害，使用寿命仅为1~2a，且每半年要翻转90°，工作量很大。
冶金行业的焦炭粉、矿粉、矿浆及冶炼废渣的处理也涉及大量的管道输送。如某钢铁公司的一个选矿厂用于精选各种矿物的输送管路长达60km，对磨损最严重的部位通常几个星期需要更换一次管道，其余管道每隔不长时间就需进行翻转，工作量之大可想而知。我国是煤炭、矿业大国，煤矿多达9万余个。据不完全统计，每年需耐磨塑料矿用管约2万t，若普遍使用，每年需求量在4万t以上，可节约钢材20万t。
据报道，美国联邦环境保护委员会规定采矿业，特别是矿砂排水操作要采用UHMWPE超高分子量聚乙烯耐磨管管。 此外，UHMWPE超高分子量聚乙烯耐磨管道管材还广泛应用于：粮食、饲料加工业；油脂、酿酒工业；食品、医药工业；纺织、化纤工业；建材、散装物料运输；化工工业；海湖盐化工；水处理；制药工业；燃气工业；海水利用、船舶制造业；制冷技术及低温工程等领域。
特性及优势:
较高的耐磨特性
超高分子量聚乙烯管的独特分子结构，使它具有较高的抗滑动摩擦能力。耐磨性高于一般的钢管4-7倍，不锈钢的27.3倍。是酚醛树脂的17.9倍，尼龙六的6倍，聚乙烯的4倍，年磨损率平均值0．58㎜ ,大幅度提高了管道的使用寿命。
较高的耐冲击性
在现有的工程塑料中本产品的冲击韧性值较高，许多材料在严重或反复爆炸的冲击中会裂纹、破损、破碎或表面应力疲劳。超高分子量聚乙烯管按GB1843标准，进行悬臂梁冲击实验达到无破损。
化学稳定性
超高分子量聚乙烯管可以耐烈性化学物质的侵蚀，除对某些强酸在高温下有轻微腐蚀外，在其它的碱液、酸液中不受腐蚀。可以在浓度小于80%的浓盐酸中应用，在浓度小于75%的硫酸、浓度小于20%的硝酸中性能相当稳定。
良好的自润滑性
超高分子量聚乙烯管内含蜡状物质，且自身润滑很好。摩擦系数（196N，2小时）仅为0.219MN/m（GB3960）。自身滑动性能优于用油润滑的钢或黄铜。特别是在环境恶劣、粉尘、泥沙多的地方，本品的自身干润滑性能更充分的显示出来。不但能运动自如，且保护相关工件不磨损或拉伤。
对生物无毒性
UHMW-PE无味、无毒、无臭，本身无腐蚀性，具有生理惰性和生理适应性。美国食品与药品管理局（FDA）和美国农业部（USDA）允许它用于与食品和药品接触的场合。
独特的耐低温性
超高分子量聚乙烯管耐低温性能优异，其耐冲击性、耐磨性在零下269摄氏度时基本不变。同时，本品的适温性宽，可长期在-269℃到80℃的温度下工作。
表面非附着性
超高分子量聚乙烯管由于摩擦系数小和无极性，因此具有很好的表面非附着性。现有的材料一般在PH值为9以上的介质中均结垢，本品则不结垢，这一特性对火电站用于排粉煤灰系统有重大意义。在原油、泥浆等输送管道方面也非常适用。
耐环境应力开裂性最优
超高分子量聚乙烯管抗环境应力开裂>4000h；弹性模量是PE100的1.5倍以上；抗疲劳强度>50万次。
其他特性
超高分子量聚乙烯管还有吸能、吸噪音、抗静电、对中子具有屏蔽能力、不吸水、比重轻。容易机械加工、可着色等突出特性。
性能参数：
常用工程塑料综合性能比较
| 综合性能 | PC | POM | PBT | ABS | PA6 | PA66 | PSU |
| 抗拉强度 | 中 | 中 | 中 | 中 | 稍高 | 高 | 中 |
| 抗冲强度 | 优 | 差 | 良 | 良 | 差 | 差 | 良 |
| 韧性 | 良 | 良 | 良 | 良 | 良 | 差 | 良 |
| 硬度 | 高 | 高 | 中 | 中 | 中 | 中 | 高 |
| 加工性 | 良 | 优 | 优 | 良 | 优 | 中 | 良 |
| 长期连续使用温度 | 100-130 | 85-105 | 120-140 | 80-90 | 65-130 | 140-150 | 140-150 |
| 耐化学性 | 良 | 良 | 差 | 良 | 良 | 良 | 优 |
| 耐水性 | 良 | 良 | 差 | 良 | 差 | 差 | 良 |
| 耐候性 | 良 | 良 | 良 | 良 | 良 | 良 | 良 |
| 超高分子量聚乙烯耐磨损性对比 | |||
| 喷吵对比试验（SiO2) | 30%SiO2泥浆冲刷对比试验 | ||
| 材料 | 体积减小 | 材料 | 体积损失 |
| PE80 |
| 45号钢 | 25 |
| PE100 |
| 铸铁管 | 15 |
| 超高分子量聚乙烯管道 |
| 超高分子量聚乙烯管道 | 6 |
性能特点：
超高分子量聚乙烯管材(UHMWPE)耐磨性居塑料之冠，是碳钢、不锈钢的3-7倍。摩擦系数低，自润滑，抗粘结，不结垢，降低物料的输送能量。冲击强度列塑料之首。冲击能吸收值在所有塑料中较高，且具消音性。化学稳定性好。优良的耐低温性。卫生无毒可接触食品和药物。可用于输送散物料：应用在粮食、饲料加工工业；油脂、酿酒工业；食品、医药工业；纺织、化纤工业；建材工业；化工工业；矿粉输送及电厂除灰。还可用于输送浆体：应用在采选矿、冶金行业、水煤浆工程；电厂冲灰；海湖盐化工；疏浚、排泥工程、流体、气体的输送；应用在建筑业；水处理；化学制药业；煤气工业；海水利用；船舶及石油化工。
应用行业：
| 矿山、冶金行业 | 尾矿输送管线 矿粉、矿浆输送管线 |
| 煤炭行业 | 给排水管线 通风管线 洗煤管线 |
| 石油化工行业 | 输油管线 水煤浆输送 腐蚀性介质管线 |
| 电力行业 | 粉煤灰输送管线 循环水管线 化学水管线 |
| 钢铁行业 | 原料输送管线 浆体输送管线 |
| 海洋工程 | 海水输送管线 港口、码头疏浚管线 |
超高分子量聚乙烯钢塑复合管道：
为适应长距离、高压力、高耐磨、抗粘附结垢等要求，我公司开发生产Φ65mm—Φ800mm多种规格的超高聚乙烯钢塑复合管。既充分利用了超高分子量聚乙烯具有的优异性能，同时通过复合增强达到适应高压力、长距离野外输送、防外力破坏等作用，填补了国内该类复合管道的空白，拓展了应用领域。
主要应用领域：
矿山行业：尾矿、尾砂输送，井下充填管道。
火力发电：粉煤灰输送、回水管道。
煤炭工业：选煤厂煤粉输送、水煤浆输送。
河石油开采：原油、天然气的长距离输送。
煤炭工业：选煤厂煤粉高压输送、水煤浆高压输送。道清淤：泥砂输送。 超高聚乙烯钢塑复合管道
产品规格：
Φ65—Φ800mm，无缝钢管壁厚4mm-10mm，适应压力5MPa--10MPa。
超高聚乙烯钢塑复合管道的性能 超高分子量聚乙烯复合管产品特性主要有：
（1）具有了超高分子量聚乙烯管的所有特性
由于 输送介质和钢管完全有效的隔离，只与超高分子量聚乙烯管层接触，凭借UHMW-PE的独特分子结构，使其具有了超高分子量聚乙烯管的所有特性，如：较高的耐磨特性、优良的化学稳定性、良好的自润滑性、对生物无毒性、独特的耐低温性、表面非附着性等，大大延长管道的使用寿命。
（2）较高的耐冲击性
超高分子量聚乙烯管本身就具有较高的耐冲击性，其作为加强护层的钢管能有效防止内衬管蠕变，更增加了其对抗冲击、压力、弯曲和强度的能力，具有更强的承压能力，比普通的工程塑料管道能承受更高的水压，经测试后能达到6.4Mpa，且超高分子量聚乙烯复合管不怕磕碰，衬里不会破裂，特别适用于一些环境恶劣的高压输送管路设备。
（3）保温性好
由于超高分子量聚乙烯管导热系数比钢材小1000多倍，可大大降低管路输送保温要求，其温度性能在-50℃到80℃的环境下使用性能良好，这对于寒冷地带流体输送具有重大意义。
（4）使用寿命长
该产品集两种管材优点和特点于一身，大大提高了使用寿命，目前是其它管材不可比拟的高新技术产品。
（5）安装简便
该产品主要采用法兰连接，易拆、易卸，安装方便，管节连接处不加任何防腐密封，减少了管路中的故障点，便于维修，大大降低了安装和维修费用，提高经济效益。
检测方法：
比重法
纯超高分子量聚乙烯（UHMW PE）产品的比重在0.93-0.95之间，比水轻，能浮于水面。填加其它材料的超高分子量聚乙烯（UHMW PE）产品，其比重将改变。
温度法
真正的纯超高分子量聚乙烯产品，在摄氏200度时是不会熔化的，不会变形，但会变软， 填加其它材料的超高分子量聚乙烯产品，在摄氏200度时是会有变形的。
原料生产工艺：
采用淤浆法工艺, 可用Mg-Ti高效催化剂, 可进行间歇聚合, 长期运转不需清釜, 聚合产物可达较高分子量, (4.8～5百万)。规模在年产1000吨的装置, 投资约700万元。界区内约450万, 投资回收期在二年内。产品规格及指标:500万及350万分子量。特性粘度>2200ml/g,密度0.935-0.945g/ml,堆密度0.35-0.4g/ml。冲击强度≥150KJ/平方米, 抗拉强度30～40MPa。断裂伸长率300--400%含水量小于0.2%。本产品为性能优异的热塑性工程塑料, 有特出的抗冲, 耐磨,自润滑等机械性能, 可用于造纸机械, 纺织器材, 化工机械, 物料输送部门以及食品机械, 文体器械, 高强度模量纤维。
产品规格：
超高分子量聚乙烯管规格：
超高分子量聚乙烯管规格表 | ||||||
直径 | 0.6Mpa | 0.8Mpa | 1.0Mpa | 1.25Mpa | 1.6MPa | 2.0Mpa |
mm | 壁厚mm | 壁厚mm | 壁厚mm | 壁厚mm | 壁厚mm | 壁厚mm |
65 | 8 | 9 | ||||
96 | 9 | 10 | ||||
110 | 8 | 10 | ||||
130 | 8 | 10 | 12 | |||
159 | 8 | 10 | 12 | 15 | ||
168 | 8 | 10 | 13 | 16 | ||
205 | 8 | 10 | 12 | 15 | 18 | |
219 | 9 | 11 | 13 | 16 | 20 | |
236 | 10 | 12 | 14 | 18 | 22 | |
250 | 10 | 12 | 15 | 19 | 23 | |
273 | 9 | 11 | 13 | 16 | 21 | 25 |
280 | 9 | 11 | 14 | 17 | 21 | 26 |
300 | 10 | 12 | 15 | 18 | 23 | 27 |
315 | 10 | 12 | 15 | 19 | 24 | 29 |
325 | 10 | 13 | 16 | 19 | 24 | 30 |
350 | 11 | 14 | 17 | 21 | 26 | 32 |
377 | 12 | 15 | 18 | 22 | 28 | 35 |
400 | 12 | 16 | 19 | 24 | 30 | 36 |
415 | 13 | 16 | 20 | 25 | 31 | |
426 | 13 | 17 | 20 | 25 | 32 | |
536 | 16 | 21 | 26 | 32 | ||
560 | 16 | 22 | 27 | 33 | ||
630 | 19 | 25 | 30 | 37 | ||
652 | 20 | 26 | 32 | 38 | ||
710 | 21 | 27 | 34 | |||
800 | 23 | 31 | 38 | |||
产品对比：
| 名称 | 规格 | 内衬 | 物理性能简介 | 使用寿命（与无缝钢管相比） | 安装费用 | 备注 |
| 超高分子量聚乙烯复合管 | Φ325 | 超高分子量聚乙烯 | 耐磨性强 耐冲击性强 耐高压 | 3-6倍 | 造价×10% | PN 4.0 （含法兰） |
| 陶瓷复合管 | Φ325 | 陶瓷 | 耐磨性能强 抗机械冲击性能强 陶瓷层厚度不均，质量不稳定 | 5-8倍 | 造价×25% | PN 4.0 |
| 钢编复合管 | Φ325 | 高密度聚乙烯 | 安装方便 耐磨性能差 耐冲击性能差 | 2-3倍 | 造价×10% | PN 4.0 （每套法兰550元另计） |
| 无缝管 | Φ325*10 | 1、抗冲击性强 2、耐磨性差 | 1倍 | 造价×20% | PN 4.0 |
超高分子量聚乙烯钢管的优点：
（1）投入成本低，节省费用支出
在保送目标一样时，可选用内径较小的超高管，降低一次性的工程投入，采用一致内径的管道，超高管可比其他材质管道削减压头损掉，节流保送泵电力费用；
（2） 耐侵蚀性好。
超高管耐酸、碱、盐、海水、污水、侵蚀性泥土、地下水及很多化学流体的腐蚀。比传统管材的运用寿命长，其设计运用寿命普通为 100年以上。无二次污染、无需防腐、运用寿命大大延伸、装置简洁等长处，因而，遭到了给排水行业的欢送。
（3）耐磨性好。
经很多客户运用及天津航道局实行室实验证实，我公司出产的超高分子量聚乙烯管的耐磨性比Q235钢高3.8倍，比硅锰13耐磨钢高2倍。
（4)环刚度、抗拉伸强度高，伸长率≥350%。
超高管，环向拉伸强度及轴向拉伸强度为 32 － 42MPa ,特殊合用于地势易下陷，不易建管道根底的情况。可以依据供水分歧的流量、分歧的压力、分歧的埋深和载荷状况，设计制形成分歧压力品级和刚度品级的管道。
（5）装置快捷，工期短。
超高管比重在 0.935-0.94之间 ，只要钢的 1／8 ，玻璃钢管的1／2,，铸铁管的 1/8 ，预应力钢筋水泥管的 1/4左右，因而关于一样管径的单重，运输装置非常便利。超高管每节长度 14 米，比钢套混凝土管可削减三分之二接头。它的承插电热熔衔接方法，装置快捷简洁，还降低了吊装费用，进步了装置速度。
（6）施工费用低。
①施工任务面小，比同口径的预应力钢套混凝土管、铸铁管、玻璃钢管等，任务面少三分之二，可削减占地补偿费70%。以内径800mm管材为例，预应力钢套混凝土管、铸铁管、玻璃钢任务面要求25米宽，超高分子量聚乙烯管施工面8米宽即可。大大降低了占地补偿费。
②超高管敷设不需求做3：7灰土根底，不需求填砂，仅把管道在沟沿衔接好推入填土压实即可。而预应力钢套混凝土管、铸铁管、玻璃钢管敷设需求做3：7灰土根底，或砖混根底，需求填砂。
③超高管敷设时相关于钢管、铸铁管不需求做防锈防腐处置，对地埋管无需作阴极维护，可节省工程费用 70 ％以上。
（7）无管网漏损。
给排水管网漏损不断是困扰我国城市供排水的难题。1999年我国城市供水企业均匀漏损率为15.14%，单元管长漏水量为3.41m3/km/h，管网漏耗相当严峻。问题本源是所选管材自身渗漏及管道衔接口漏损，尤其是衔接口漏水，招致根底下陷，管道衔接口开裂 。超高管彻底处理了管网漏损问题。电热熔衔接使管网无漏点。
（8）电、热绝缘性好。
超高管长短导体，管道的电绝缘性特优，绝缘电阻在 1012 － 1015 MΩ，最合用于输电、电信线路密集区和多雷区；超高管的传热系数很小，只要 0.13 ，是钢的 2 ‰，管道的保温功能优异。
（9）维护费用低。
因为超高管的耐腐、耐磨和抗冻和抗污等功能，无漏损，因而管道运转后几十年不需求进行防锈、防污、绝缘、保温等办法和检修，可节省运转维护费用 95 ％以上。
（10）管网寿命长。
据实行室的模仿实验标明：超高管运用寿命可长达 100 年以上。
（11）长时间综合效益好，运用费用低。
综合效益是指由建立投资、装置费用、运转维修费用、运用寿命、节能等多种要素构成的长时间性效益。超高管的综合效益是可取的。特殊是管径越大，其本钱越低。埋入地下的管造可运用150年，又无需年修，更可以发扬它优胜的综合效益
（12）无毒无味，高度环保。
聚乙烯资料是国度已认证的环保资料，毫无毒性，任何防污抗蛀。因外表润滑，不会被海洋或污水中的甲贝、菌类等微生物蛀附，不会发生水垢和微生物的繁殖，不会增大糙率，包管了水质的不变。
削减过水断面，添加维护费用。，坚持水阻的不变。而传统管材还存在日后水阻增大和外表结垢的景象。
（13）耐热、抗冻性好。
在一 70 ℃形态下，仍具有优越的韧性和较高的强度，可在一 70 ℃～80 ℃的局限内长时间运用。
超高分子量聚乙烯管的代表性图片：
本文链接：https://naimoguandao.com/guandao/195.html
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