耐磨的管道——超高分子量聚乙烯管道,上海化工研究院做的泥浆冲沙试验,耐磨性是刚的4-7倍,是酚醛树脂的17.9倍,尼龙六的6倍,聚乙烯的4倍,可以大幅度提高管道的使用寿命。
超高分子量聚乙烯工程塑料(UHMW-PE)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250万的热塑性工程塑料。该材料综合性能优越,耐磨损、耐低温、耐腐蚀、自身润滑、抗冲击性能在所有塑料中为值,耐磨性能优于聚四氟乙烯、尼龙、碳钢等材料,可长期在-169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,是一种较为理想的管材,可广泛应用于矿山(矿粉、矿浆、尾矿排放管线)冶金、电力、石油、纺织、造纸、食品、化工、机械、电气等行业。
一、管道优良特性
1、极高的耐磨特性,UHMW-PE制品的独特分子结构,使它具有极高的抗滑动摩擦能力。耐磨性是一般钢管的4-7倍,是酚醛树脂的17.9倍,尼龙六的6倍,聚乙烯的4倍,可以大幅度提高管道的使用寿命。
2、极高的耐冲击性,在现有的工程塑料中本产品的冲击韧性值,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。本产品按GB1843标准,进行悬臂梁冲击实验达到无破损。
3、优良的化学稳定性,本产品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。
4、良好的自润滑性,由于本产品内含蜡状物质,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。
5、独特的耐低温性,本品耐低温性能优异,其耐冲击性、耐磨性在零下269摄氏度时基本不变。是目前可在接近零度的温度下工作的一种工程塑料。同时,本品的适温性宽,可长期在-269℃到80℃的温度下工作。
6、表面非附着性,本品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。
7、耐环境应力开裂性, 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。
8、其他特性,本品还有吸能、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。
超高分子量聚乙烯工程塑料(UHMW-PE)管道适应水质流体、固体颗粒、粉体、浆体等,传统的金属管道难以满足的要求,超高分子量聚乙烯 (UHMW-PE)管道都能替代,以极高的耐腐蚀、高耐磨、自润滑吸收冲击等综合性能,在各行业都有广泛的应用;在固体颗粒、粉末、浆体、气体输送方面,有的优越性。北京有色冶金设计研究总院《塑料管磨损试验研究成报告》指出:下列四种不同材料的管道,在相同管径、流速、试验物料、浓度条件下进行试验,其结果为:玻璃纤维增强聚丙烯管平均年磨损厚度11.5424mm/年;工程级聚丙烯管(PP)13.5828mm/年;超高分子量聚乙烯管(UHMW-PE)5.0104mm/年;钢管(A3)36.2424mm/年;试验结果表明,超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)管道耐磨性是钢管(A3)的七倍之多。超高分子量聚乙烯塑料(UHMW-PE)管的独特分子结构,具有极高的抗滑动磨擦能力和质轻的优点,单位管长比重仅为钢管重量的八分之一,使装卸、运输、安装更为方便,且能减轻工人的劳动强度,UHMW-PE管道抗老化性极强,50年不易老化。不论地上架空,还是地下埋设均可。安装时无论是焊接或者是法兰连接均可,安全可靠、快捷方便、无需防腐、省工省力,充分体现出使用超高分子量聚乙烯管道“节能、环保、经济、高效”的优越性。
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二 、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 |
项目 |
单位 |
试验方法 |
超高型号 |
其它工程塑料 |
M-II |
M-III |
尼龙66 |
聚 碳
酸 酯 |
聚 甲 醛 |
聚四氟
乙 烯 |
密度 |
g/cm3 |
ASTM D1505 |
0.935 |
0.930 |
1.14 |
1.2 |
1.4 |
2.16 |
平均分子量 |
- |
粘度法 |
250万 |
350万 |
- |
- |
- |
- |
屈服电应力 |
Kg/cm2 |
ASTM D638 |
220 |
220 |
- |
- |
- |
- |
抗张 强度 |
Kg/cm2 |
ASTM D638 |
400 |
500 |
750 |
640 |
700 |
200 |
断裂伸长率 |
% |
ASTM D638 |
350 |
300 |
200 |
110 |
75 |
300 |
抗冲击强度(无缺口) |
Kg.cm/cm |
ASTMD256/td> |
破坏不了 |
破坏不了 |
11 |
80 |
10 |
16 |
抗冲击强度(缺口) |
Kg.cm/cm |
ASTMD256 |
110 |
105 |
- |
- |
- |
- |
布氏硬度 |
D |
ASTMD2240 |
40 |
40 |
100 |
118 |
120 |
- |
动摩擦系数 |
Kg/cm2.m/s |
三井汕化 |
0.2 |
0.2 |
0.4 |
- |
0.4 |
0.2 |
磨损率(砂磨法) |
mg |
三井汕化 |
20 |
15 |
- |
- |
170 |
225 |
熔点 |
℃ |
ASTMD2117 |
136 |
136 |
255 |
240 |
166 |
- |
维卡软化点 |
℃ |
ASTMD1525 |
134 |
134 |
- |
- |
- |
- |
热变形温度 |
℃ |
ASTM D648 |
85 |
80 |
200 |
138 |
170 |
121 |
膨胀 系数 |
10-4/℃ |
ASTMD696 |
1.5/td> |
1.5 |
0.8 |
0.66 |
0.81 |
1.0 |
导热 系数 |
10-cal/cm.s.℃ |
ASTMD177 |
8.5 |
8.5 |
5.85 |
4.6 |
5.5 |
6.0 |
吸水率 |
% |
ASTMD570 |
0.01 |
0.01 |
1.5 |
0.15 |
0.25 |
0.02 |
|
超高分子量聚乙烯耐化学性能 |
试 药 |
20℃ |
60℃ |
试 药 |
20℃ |
60℃ |
1.无机酸 铬酸85% 盐酸 氢化水素 氟化水素酸 硝酸60% 硝酸20% 浓硫酸 硫酸75% 硫酸50% |
○ ○ ○ ○ △ ○ ○ ○ ○ ○ |
○ ○ ○ ○ × ○ ○ × △ ○ |
4.有机盐 醋酸98% 醋酸20% 酪酸 柠檬酸 甲酸(蚁酸) 油酸 |
○ ○ ○ ○ ○ ○ |
○ ○ ○ ○ ○ ○ |
2.碱 氨水 氢氧化钾 氢氧化钠 |
○ ○ ○ |
○ ○ ○ |
5.碳化氢及氯化碳化氢苯 四氯化碳 环已烷 地氯化乙烯 柴油 庚烷 石油醚 二氯化乙烯 甲苯 二甲苯 |
△ △ ○ △ ○ ○ ○ △ △ △ |
△
○ △ ○ ○
× × △ |
3.无机盐水溶液 氯化氨 硝酸氨 漂白粉 氯化钙 碳酸钠 次氯酸钠 硫酸钠 氯化锌 |
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ |
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ |
6.酒精 丙酮 苯鞍(生色精) 苯甲醇 1-丁醇 环已醇 乙醇 乙醋酸盐 甘醇 丙三醇
|
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ |
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ |
○稳定 △较稳定 ×不稳定 |
三、适用行业
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
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 |