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                我国煤矿用管道的格局与超高分子量↓聚乙烯管道在其中的应用
                文章来源:本站编辑 更新时间:2017-12-07 16:26:47 浏览次数:

                    中国是世界第一产煤大国,煤炭产量占世界的30%,作为中国的一拳主要能源,煤◣炭在能源生产和消费结构中一直占2/3以上,因此煤炭资源的安全生产是关系到国民经济和社会持续稳︾定发展,关系不由臉上露出了駭然到国家能源安全的大事[1],对于煤炭行业,由于静电引起∏的瓦斯爆炸事故时有发生,国家相关部门也几次提高煤矿用塑料管道的技术标准。

                    我国煤矿最初的钢管由于笨重、搞腐能力差、易氧化脱层等诸多原因,已逐渐被其◤它材料的管道代替,2005年国家安监局明令限制玻八個水元波身上藍光爆閃璃钢双抗管和PVC双抗管在井下的使用[2]
                1我国煤矿用管道主要分类
                    现阶段我国煤矿用管道主要分以下几类:钢管、煤矿用PE管、煤矿用钢丝№网骨架∞PE复合管道,此几类管道在生产和应用中各有不◣同,下面从材料性能、当前生产与使用々状况、发展前景等方面对此四类管道分别作介绍。
                1.1钢管
                1.1.1材料性能
                    钢管虽然作为羽毛抽放管路最传统的管道,有断裂强╱度高的特点,但是也有其【重量大∑、安全性差、不易安装、易磨损、容易受酸碱流体或空气的腐蚀,使用寿命短,更换繁索等缺点。
                1.1.2当前生产与使用状况、发展前景
                    在煤矿中特殊↑的地方,比如垂直高落差输水、排水、以及高压差抽排风等方面还占有重要地位,但是钢管在整个煤矿中的使用比例不断下降,逐渐被其〖它种类的管道所代替。
                1.2普通PE双抗管(现主要为MPE100
                    煤矿管要求比较高,PE80性能较低,所以厂家多用PE100级树脂作主体生一大群玄仙产原料。
                1.2.1性能指标
                    PE双抗管大量应用以来逐渐成为钢管的替代品。PE100的特∑ 点就是比重轻、综合性能點了點頭良好,不像尼龙管、PVC管有致命的缺陷,但同 时PE100的主要指标没有一样是突⊙出的:PE100抗冲击强度太低,只有25 kj/m^2-10℃时抗冲击能力骤降到13kj/m^2,双抗改性后抗冲击强度则只有15-20 kj/m^2,刚过底线,很容易被破坏。拉伸强度不▂如PVCABS,更不如尼龙鞏固領域所消耗。不具备抗快速开裂能力。耐磨性一◆般。耐蠕变能力(抗疲劳性)差,管道经常在法兰盘部位因应力集中而折裂。
                1.2.2当前生产与使用状况
                    目前我》国普通PE双抗管市场占有率约为50%,一方面产品用量巨大,另一方面几乎所有束縛力的生产厂家都发生过双抗PE管井下开裂和接头断裂☉事故,因此现▃在生产厂家对煤矿的管材供应非常谨慎,矿用PE管道根据其用途不同可分以下几类:
                a,井下供排水管。对于落差较大的¤矿井,考虑到管材的承压能力,现在的双抗PE生产厂家都非常谨慎,只是⌒在低落差的矿井中应用。
                b,负压风管、压风管。当工作压力很ζ 高时,生产企业都很谨慎,现在煤矿PE管材仅在普通压力环境中比较普及。
                c,喷浆管。由于PE100材料的耐ω磨性能一般,生产企业在此领域销售都比较谨慎。
                d,抽放瓦︻斯管。PE双抗管在低压力差时应用比實力竟然可以穩穩擊殺一般较成熟,安全系数比较高。
                    PE做煤矿井下用管道原料时,阻□ 燃与抗静电指标都比较容易保证,反倒是由于其材料本身的特性,影响了】其在煤矿井下的普及。
                1.2.3发展前景
                    鉴于本身的材料性能,MPE100在井下使用存在严重缺陷和巨大事故隐患。据了解,PE双抗管的产地主要集中在山东省,生产→企业众多,生产技♀术很成熟,但如果解决不了▅PE双抗管道在煤矿中的安全问题,此类管道的生产企业将同时面临着竞Ψ争激烈与售后客户服务问题。
                    综之,煤矿用PE塑料管用量╲巨大,但亟待解决性能瓶颈,以便扩大使用领域和降◥低使用安全成本。
                1.3钢丝网骨架双抗不由搖頭失笑PE复合管
                    钢丝网骨架PE管是在钢丝网内层与外→层分别通过专用热熔胶粘附一层PE树脂或PE双抗改性树脂制成。
                1.3.1材料性能
                    此类复合管的综合性能「比实壁管高,比重卐只有钢材的1/5,抗压能力高,抗冲击、抗开裂能力、柔韧性等比实壁管好,抗压最高达3.5MPa,安全↙性能较好。
                1.3.2生产与使用
                    此类管ω道的生产厂家很多,竞争也很激∏烈,价格比普通管高,但安全性比普通管好。
                    钢丝网骨架PE复合管主要应用Ψ 在市政供排水、燃气输送,以及煤矿中普通MPE100材料难以胜任的高压◤力垂直供排水、供排风、瓦斯抽放以及喷浆(耐磨性一般)等领域。
                2超高分子量聚乙烯管道
                    超高双∩抗管是相关研究机构或生产企业一直在进行研究的一种材料,特别是近几年在国内发展很快,近期有∞报导上海某机构成功研发出超高双抗料,其它也有①些生产厂家成功开发出了自己的超高双抗管。
                2.1性能指标
                    超高双抗管抗拉强度达25MPa(与未改性PE100持平)[2],抗冲、抗开裂远比MPE100超出很多,而且其优异的耐磨性(耐磨性是钢↘的4--7倍)、自润滑性、不粘性∑ 使它成为耐磨抗冲击类管道的理想材◇料,开发与应用前景非常广阔,另外超高PE的耐疲劳性能是PE100几十倍。
                    附表1是国内相关资料上对PE100UHMWPE以及△对它们分别进行改性后的各项性能的〖对比。可以看到PE100改为MPE100后,拉伸强度由25降到15-20MPa,降幅达20-40%,抗冲击也〖由25降到10 kj/m^2左右,降幅达60%,同样的双抗改∩性后的超高性能也降低了很多:拉伸强度由原来的大于32MPa降到25MPa,降幅是20%,仍比MPE10010MPa高出许多,是煤炭部∑ 颁标准(9MPa[3]2.5倍,抗冲击也由大于130 kj/m^2,降到大于40 kj/m^2,降幅为70%,仍是MPE100抗冲能力的4倍多。另外双抗改性后的环【刚度也是MPE1001.2倍。
                1.各☆管材性能
                 

                超高管

                超高双抗

                PE100

                MPE100

                部标准

                抗拉(MPa

                >32

                25

                25

                15-20

                9

                抗冲(kj/m^2

                >130

                >40

                25

                10

                耐疲劳(万次)

                 

                >15

                >3

                  

                环刚度

                 

                123

                100

                100

                磨耗率%

                 

                1

                2.5

                5

                2.2
                生产状况
                    现国内有多家公司用普通管材料改性通过顶出法∴成功开发出了超高分子量聚乙烯双抗管①。另据报道,上海某机构联合北京某高校,使ㄨ用全新的改性原料,通过真空定径法,也成√功开发出了超高分子量聚乙烯双抗管,刚开发出的时间不长,原料价位比♀较高,用此种新改性原料※生产管道,国内还不多见。
                3、总结
                    MPE100以及钢丝网PE复合管有市场空间,同时它的利润ぷ较低,而超高虽然有很▆好的性能,但它的生产技术还不成熟。
                管材在煤炭系可惜了统是一个大宗消耗物资,年年要更换,年年Ψ 要增加,而且煤炭系统管〗理非常集中、严格。一旦应用,在煤矿企业中确立了使用价¤值,其它不安全和高价位的产品就会被淘汰。市场竞争ω 过大甚至供过于求的项目,成本战最后可能孕育着大浪费、大风险,有关专家分析认为我国塑料管道行业已经到达结构转变的关键时■机,应该避免低水平扩张,走创新发展〓之路,借鉴我们还没有掌握的国外先进◎技术或者超越现有国际ω水平自主研发创新,靠新市场、新质量、新技术产品来打开塑料管道新局面。
                 
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