超高分子量聚乙烯管道的特性及产生的经济效益

　　超高分子量聚乙烯管道（UHMW—PE）是指粘均分子量在150万以上的线性结构聚乙烯（PE），*的相对分子质量，赋予了其超凡的使用性能，它以极其优异的耐磨损、耐冲击、耐腐蚀、自润滑等综合性能，被称为“令人惊异的塑料”，而以此为原料生产的超高分子量聚乙烯工程塑料管道则集中了各种塑料管道的优点：耐磨损，抗冲击，自润滑，耐腐蚀、耐低温、不粘附、不吸水、卫生无毒等，是一种理想的工程管材，被国内冶金、矿山、电力、石油化工等企业广泛采用。

　　一、 超高分子量聚乙烯管道特性

　　超高分子量聚乙烯管道适应输送水质流体、浆体、粉末、固体颗粒等多种介质，许多传统金属管道难以解决的难题，在超高分子量聚乙烯管道面前都能够迎刃而解。它以极其优异的耐磨损、耐冲击、耐腐蚀、自润滑等综合性能，在各行各业得以广泛应用。

　　1、高耐磨性：采用M-2000型磨损实验机进行实验，在与45#钢轮对磨时，其磨损量很小，在100N，20min的条件下只有0.5mg。这种优良的耐磨性是其他工程塑料*的，甚至超过某些金属。

　　2、轻质性：超高分子量聚乙烯工程塑料管道的*分子结构，使其具有质轻的优点，单位管长仅为钢管重量的八分之一，使装卸、安装更为方便。

　　3、抗冲击性：其抗冲击强度列塑料，是PC的2倍、ABS的5倍，能够在液氮温度（-196℃）下保持特性。

　　4、抗老化性：由于超高分子量聚乙烯工程塑料性质稳定，因此其产品具有良好的抗老化性，日照下50年不易老化。

　　5、化学稳定性：实验表明，超高分子量聚乙烯的耐化学药品性能非常优异，除强氧化性酸液（浓硫酸、浓硝酸、氢氟酸、王水等）和部分有机溶剂（萘溶剂）外，与其他腐蚀性介质均不发生反应而变化。将超高分子量聚乙烯式试样置于20℃和80℃的80种溶液中浸渍30 d，外表无任何腐蚀现象，其他物理性能也无明显变化。

　　6、优良的耐低温性：在液氦温度（-269℃）下仍具延展性,其主要特征如耐磨损、耐压性等保持不变。

　　7、优良的抗内压强度、耐环境应力开裂性、抗快速开裂性。其原因在于超高分子量聚乙烯工程塑料的分子质量高达150万以上，其分子质量越高，分子链越长，晶片间的系带分子数越多，耐环境开裂性愈好。同时由于分子链的运动困难，不易生成大的球晶和形成好的序态，表面能就越大，破裂强度也就越高。其较高的粘均分子量也是保证较高的抵抗快速能力的关键因素。

　　8、经济性：超高分子量聚乙烯工程塑料管道安装方便，采用法兰或电热熔焊连接工艺，安全可靠，快捷简便，无需采取防腐措施，安装省工省力，大幅度降低了安装费用。同时选用超高分子量聚乙烯工程塑料管道，又因其磨擦系数极低，仅为0.07-0.11，水头损失小，其内径设计可比钢管减小约15%，而且比钢管输送效率提高20%左右，比钢管、陶瓷复合管节能20%左右。综合性能对比，经济效益是钢管的6倍以上。

　　二、 超高分子量聚乙烯管道在各个行业中的应用

　　2001年下半年,一公司选矿厂进行了高扬程双线尾矿输送改造工程，安装运行两年多来，效果非常好。工程双线全长为3.9Km，运行压力为1.6Mpa。选用的是洛阳管业有限公司 生产的超高分子量聚乙烯管道，内层为256×8 mm超高分子量聚乙烯管道，利用了此管道的耐磨性，摩擦阻力系数小，不粘附性好，耐冲击、自润滑，耐环境应力、开裂性好，抗内压强度高等特点。外层采用了直径273×6 mm的螺旋焊管作为耐压层，可将整条管线的耐压等级提高到高压力输送。更适应于长距离野外输送，防止外力破坏作用，拓宽了应用领域。全线采用了法兰连接方式，法兰的焊接、管道复合全部采用了工厂化生产，使管线安装又快又标准。2002年3月8日双线一次性试车成功。

　　本次改造设计输送矿浆量为320m3/h,输送扬程168m，垂直输送高度为100m。管道内径为φ256mm，总长度为3.9km。改造后试车一次成功，尾矿输送由一级泵站取代原4级泵站，节能降耗效果非常显着。

　　具体经济效益：

　　A、 节电：原有尾矿系统2#—5#泵站总装机功率627KW，运行开动功率为478.5KW，改造后采用两台水隔离矿浆泵，装机功率460KW，运行功率为230KW，电费按0.47元/度计算，节电为[0.47×（478.5-230）×330×24×0.8]/10000=73.9万元。

　　B、 节人工：去掉3#、4#、5#泵站后，减少操作工人9人，每人每年按1.8万元计，节省人工费16.2万元。

　　C、 备件维护费用：两年多的运行表明，管道的维护费用基本没有，阀与泵的备件维护费用，两个方案基本持平。

　　D、 折旧：原尾矿系统2#—5#泵站设备总值20万元，管道总值73万元；新系统设备总值141万元，管道总值143万元。设备折旧按7年计算，管道折旧按9年计算，改造后比改造前多提折旧为（141-20）/7+（143-73）/9=25万元，每年净效益=73.9+16.2-25.1=65万元，运行至今净效益65×2.5=162.5万元。

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