超高分子量聚乙烯管材的应用.pdf

莱钢科技
2013年10月
超高分子量棗乙烯管材的应用
田海石,韩国庆
(山钢集团菜芜钢铁新疆有限公司)
摘要:介绍超高分子量聚乙烯管材在新蠱公司水系统中的使用情况,包括安装、调试、运
行、维护、检修等,并阐述超高分析量聚乙烯管材的性能及优势,以实例说明此种管材的最
佳维修方法,充分肯定了超高分子量聚乙媂管在新疆公司的良好应用前景。
关键词:超高分子量聚乙烯管材;检修;应用
0前言
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等,按照GB1843标准
山钢集团菜茏钢铁新疆有限公司在建设初期考进行的超高分子量聚乙烯管材悬臂梁冲击实验,实
虑到新疆喀什地区特有的盐碱地特性,大胆采用由验管材、表面无破损
山东东方管业生产的超高分子量聚乙烯管作为新疆1.3优良的化学稳定性
公司水系统的主管道材料,经过近一年的运行情况
超高分子量棗乙烯管可以耐烈性化学物质的侵
来看,此管材的高耐磨性、极强的耐腐蚀性、良好蚀,除对某些强酸在高温下有轻微腐蚀外,在其它
的自润滑性,优良的化学稳定性在新疆公司水系统的碱液、酸液中不受腐蚀。可以在浓度小于80%
中得到了广泛验证。
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。
1特性及优势
1.4良好的自润滑性
超高分子量聚乙烯(UHMW-PE英文全称是
超高分子量聚乙烯 gauntlet内含蜡状物质,而
ulta- high molecular weight polyethylene pipe)是由且自身润滑很好。摩擦系数(196N,2h)仅为
乙烯、丁二烯单体在催化剂的作用下聚合而成的,0.219MIN/m(GB3960)。自身滑动性能优于用油
平均分子量大于200万的热塑性工程塑料。该材料润滑的钢或黄铜。特别是在环境恶劣、粉尘、泥沙
综合性能可长期在-269℃至80℃条件下工作,多的地方,本品的自身干润滑性能更充分的显示出
被称为“令人惊异”的工程塑料,超高分子量聚来,不但能运动自如,而且保护相关工件不磨损或
乙烯工程塑料(UHMW-PE)管道技术在我国日拉伤。
渐成熟,越来越多的工程采用了这种管道,成为
1.5对生物无毒性
种价格适中、性能优良的新型热塑性工程塑料。
UHMW-PE无味、无毒、无臭,本身无腐蚀
1.1极高的耐磨特性
性,具有生理惰性和生理适应性。美国食品与药品
UHMW一PE管的独特分子结构,使它具有极管理局(FDA)和美国农业部(USDA)允许它用
高的抗滑动摩擦能力。耐磨性高于一般的钢管4
于与食品和药品接触的场合。
7倍,是不锈钢的27.3倍。是酚醛树脂的17
1.6独特的耐低温性
倍,尼龙六的6倍,聚乙烯的4倍,年磨损率平均
超高分子量聚乙烯管耐低温性能优异,其耐冲
值0.58m,大幅度提高了管道的使用寿命。
击性、耐磨性在-269℃时基本不变化,是目前唯
1.2极高的耐冲击性
一可在接近绝对零度的温度下工作的一种工程塑
在现有的工程塑料中,本产品的冲击韧性值最料。同时,本品的适温性宽,可长期在-269℃到
80℃的温度下工作
作者简介:田海石(1986-),男,2008年7月毕业于长春工程学
1.7表面非附藩性
院热能与动力工程专业。助理工程师,从事能源动力技术管理工作。
超高分子量聚乙烯管由于摩擦系数小和无极
田海石,等:超高分子景聚乙烯管材的应用
第5期(总第167期)
性,因此具有很好的表面非附着性。现有的材料一较广,因管道上覆土超过1m,且新疆地区四季地
般在pH值为9以上的介质中均结垢,本品则不结下水位变化较大,检漏工作尤为重要,经过一年的
垢,这一特性对火电站用于排粉煤灰系统有重大意运行点检,总结出了几种快速检潘的方法,如温度
义。在原油、泥浆等輸送管道方面也非常适用。
比较法、水质化验法、流量比较法等,一年来,此
1.8耐环境应力开裂性最优
管材优异的液体输送能力获得广泛的好评。
超高分子量聚乙烯管抗环境应力开裂时间
4000h;弹性模量是PE100的1.5倍以上;抗发3检修
劳强度>50万次。
目前新疆公司水系统中应用的超高分子量聚乙
1.9其他特性
烯管规格统计见表1
超高分子量聚乙烯管还有吸能、吸噪音、抗静
表1超高分子量聚乙烯管规格统计
电、对中子具有屏蔽能力、不吸水、比重轻,容易
规格
配套法兰
机械加工、可着色等突出特性
0450×15
DN450内径462PN1.0
2应用过程
0410x15
DN400内径412PN.0
2:1安装
0325x15
DN300内径0327PN1.0
此种管材可焊接,使用电加热电阻丝产生高
0273×12
DN250内径275PN.0
温,把管道轴向热嫆到一起,亦可法兰连接,使用
0159×10
DN150内径0162PN1.0
液化气烘烤管道接头翻边法兰连接,因此管材良好
0120
DN125内径5122PNI.0
的自润滑性,法兰可套在管道上自由转动,另外,
0110×10
DN100内径112PN1.0
此管材带有原厂家制作的法兰三通,可根据现场施
089×10
DA80内径2PN1.0
工需要选择通径合适的三通,法兰连接时不需要安
裝墊片及其他密封材料,因其独特的弹性变形能力
管道损坏原因分析
只需压紧螺栓即可实现管道连接。法兰连接在管道
因大多数管道漏点是位于焊接口,泄漏原因
抢修过程中被广泛使用。
有:焊接时温度骤降焊口为完全融合、焊口内淤泥
2.2调试
未清理干净造成焊接口渗水等;外力原因有:大型
管道在焊接或法兰连接超过100m时要进行打机械施工挖坏,管道底部未回填沙土或有异物、尖
压试验,试验压力为1.25MPa,以每小时压力下锐物扎坏管道等。
降不超过0.0IMPa为合格,在系统连接完毕后要3.2检修工器具准备
进行整条线打压,以每小时压力下降不超过
以检修450mm×15m管道焊口漏水为例,
0.05MPa为合格。打压完毕后要进行管道试水冲洗所需备件如下:
管道,将管道内的石块等杂物冲洗千净,水清澈
工器具:手动或液压翻边工具、活扳手或梅花
30min后即可投人运行。
板手,电动扳手、液化气、烤把、机油、毛刷、汽
2.3运行
油发电机、连体兩裤、汽油排水泵或潜污泵、电动
各支线运行前也需要开启阀门先冲洗管道,防割锯或手锯、卷尺、遮阳帽、铁锨、撬棍、镐头、
止支管道内的杂物污染水质或造成设备事故,冲洗吊装带。
完成后再投人运行,新疆公司水系统设计压力为
管件:0450mmx15mm管道2m,DN450内
0.8MPa,能源动力厂工业水泵出口压力设定为径462 mm PNI.0法兰4片,配套螺栓
0.4MPa,得益于此管道良好的自润滑性,经验证,
大型机械:挖掘机
管线压力损失约为0.01MPa/km,完全符合设计要3.3检修过程
求
1)确认管道漏点两侧的阍门处于关闭状态,
2.4维护检修
在漏