超高分子量聚乙烯抽沙管

超高分子量聚乙烯抽沙管  

漿體狀固液混合物的輸送主要采用以水為載體的水力管道輸送方式，輸送時易產(chǎn)生磨損、腐蝕、結(jié)垢等問題。超高分子量聚乙烯管道（UHMWPE PIPE）以其耐磨損、耐腐蝕、不結(jié)垢、磨擦系數(shù)低等優(yōu)點，可替代普通鋼管、不銹鋼管、特種鋼管等在下列領(lǐng)域應(yīng)用
（1）采選礦、冶金
     煤礦、化工礦、鐵礦、有色金屬礦及非金屬礦等的采礦，選礦廠的礦漿輸送大量采用管道，如原礦管、尾礦管、精礦管、浮選系統(tǒng)管等。選煤廠輸送煤炭洗選所產(chǎn)生的浮選入料、浮選精礦和重介質(zhì)懸浮液等固液混合物都要用管道輸送。據(jù)日本統(tǒng)計，輸送礦漿的精礦管使用壽命為15000h，原尾礦管zui短時為6000h，砂漿填充用管多為6000h，zui長時為1000h[18]。目前，我國選礦廠尾礦、精礦輸送用管道多為鋼管，由于礦漿中含有約30%的鐵礦石，對鋼管的磨損相當厲害，使用壽命僅為1~2a，且每半年要翻轉(zhuǎn)90°，工作量很大。
     冶金行業(yè)的焦炭粉、礦粉、礦漿及冶煉廢渣的處理也涉及大量的管道輸送。如革鋼鐵公司的一個選礦廠用于精選各種礦物的輸送管路長達60km，對磨損zui嚴重的部位通常幾個星期需要更換一次管道，其余管道每隔不長時間就需進行翻轉(zhuǎn)，工作量之大可想而知。我國是煤炭、礦業(yè)大國，煤礦多達9萬余個[19]。據(jù)不*統(tǒng)計，每年需耐磨塑料礦用管約2萬t，若普遍使用，每年需求量在4萬t以上，可節(jié)約鋼材20萬t。
據(jù)報道[20]，美國聯(lián)邦環(huán)境保護委員會規(guī)定采礦業(yè)，特別是礦砂排水操作要采用UHMWPE管。
（2）水煤漿工程
   水煤漿是一種新型的高粘度液、固混合流體，由約70%的煤粉、30%的水及1%的化學添加劑配制而成，可以像油一樣通過管道輸送到終點，再經(jīng)過脫水、干燥處理后送給用戶。水煤漿在北京造紙一廠、桂林鋼廠、紹興軋鋼廠等廠燃用均取得成功[21]。
   我國自80年代初開始規(guī)劃了10條不同長度的輸煤管道，其中孟-濰管道長達600km[22]。煤炭管道運輸是當前解決我國煤炭運力不足的重要運輸方式。1998年我國制定的能源工業(yè)長期發(fā)展計劃綱要中明顯指出：“要發(fā)展管道輸煤，輸送水煤漿"。目前全國已有北京京西水煤漿廠、山東兗日水煤漿廠等7個水煤漿廠[23]。如采用UHMWPE管，就可抵抗這種高粘度固液混合物產(chǎn)生的磨損和腐蝕現(xiàn)象，并因其具有自潤滑性而減小輸送阻力。據(jù)了解，國內(nèi)某重點工程為了長距離輸送煤頭，已花費高價（3萬美元/t）從國外購進了大量的UHMWPE管材作為輸送管道。
（3）電廠沖灰
   火力發(fā)電廠水力沖灰系統(tǒng)中普遍存在著管內(nèi)壁結(jié)垢的問題。如某火電廠總裝機容量為33萬kw，沖灰管道長6.5km，灰漿管內(nèi)結(jié)垢速度為53mm/a，每1.5a停運去垢檢修一次，人工敲打去垢，工時4個月。運行6a的灰管由于結(jié)垢嚴重幾乎堵死，并已將13km的鑄鐵管報廢[24]。又如2臺30萬kw發(fā)電機組，沖灰管2a酸洗一次，除垢后鋼管內(nèi)表面銹蝕非常嚴重，表層剝落，底部更甚，使用5a管壁減薄4mm以上，入口處100m范圍內(nèi)結(jié)垢、銹蝕更為嚴重。沖灰管除了結(jié)垢外，磨損也比較嚴重，如高井電廠φ273mm×10mm的沖灰管道，直管僅用2a就磨漏，彎頭部位更為突出。
UHMWPE管抗粘附，不易掛灰，可減少結(jié)垢現(xiàn)象，即使有一定程度的結(jié)垢，清除也比較容易，并且管材耐磨損、耐腐蝕，可大大延長使用壽命，且不需要涂刷防腐涂料，能節(jié)省維護費用。國內(nèi)曾用UHMWPE板材卷制成內(nèi)襯管做試驗，結(jié)果表明，基本不結(jié)垢，其耐磨性比普通鋼管提高了8倍。
   我國現(xiàn)有大型燃煤電廠400余座，小型電廠更多，今后每年將以10家以上的速度增建火力發(fā)電廠。每個電廠若需UHMWPE管100t，全國就需幾萬噸。
（4）海湖鹽化工
   由于UHMWPE管具有*的耐磨性、耐腐蝕性及耐低溫性，可望在海湖鹽化工行業(yè)鹽漿、鹵水的輸送中發(fā)揮重要作用。
   ①海鹽輸送目前北方海鹽的收儲工藝流程中，集中式鹽田采用大管道輸洗；半集中鹽田采用小管道輸洗。機械化鹽場將原鹽經(jīng)幾公里長的水力管道（管徑為ф114mm，ф125mm等）輸送至篩房。鹽化工廠將含有雜質(zhì)的海鹽通過粉碎、洗滌和干燥獲得普通精鹽產(chǎn)品（又稱精洗鹽）。從鹽坨到洗滌設(shè)備之間，各廠大都采用管道水力輸送的頭道洗滌工序[25]。海鹽在鋼管輸送過程中受到機械和水力的磨擦沖擊，鹽粒破碎，原鹽中的粉鹽比例增加（隨鹵水溢流而去），造成粉鹽流失較嚴重[26]，而且，鋼管輸送鹽漿，容易產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象。塑料管已開始在輸鹽系統(tǒng)應(yīng)用，如某鹽湖集團公司采鹽系統(tǒng)輸送管道采用了大口徑HDPE管，如果采用UHMWPE管則使用效果更佳，且可吸收沖擊能而減少鹽粒的破碎。據(jù)了解，zui近某鹽化工廠開始試用UHMWPE管作鹽漿輸送管道。我國北方海鹽年產(chǎn)量占全國鹽產(chǎn)量的2/3，氣溫較低，而UHMWPE管的耐寒性極優(yōu)。
   ②鹵水輸送國外鹽廠和制堿廠的輸送鹵水管道較多，如澳大利亞黑德蘭鹽場的輸鹵管道長25km，西德博斯鹽礦的輸鹵管道長達70km。我國海湖鹽現(xiàn)改傳統(tǒng)明溝輸鹵方式為壓力管道輸鹵；每年礦鹽也在不斷新增和改造管道，如果集中制鹵區(qū)的管道總長5km，管徑為ф100~ф250mm的石棉水泥管輸送鹽鹵達500km以上，一般工作壓力為0.2~0.5Mpa，使用效果不一，有的鹽場使用1~3a就報廢了，zui短僅1a就腐爛、破裂[28]。UHMWPE管優(yōu)良的耐腐蝕性將會大大提高其使用壽命。
（5）疏浚、排泥
   所謂疏浚就是用挖泥船挖掘港口、江河、湖泊等泥砂，并將泥砂排出的作業(yè)。如湖鹽船采船運隨著期的延長，航道和港池內(nèi)沉積的淤泥、粉鹽和粒鹽越積越厚，直到影響鹽駁的正常航行，所以通常采用絞吸式挖泥船進行疏浚，其附屬設(shè)備就是水上浮筒、排泥管、水下沉管和陸上排泥管[18]。現(xiàn)在，許多城市護城河、湖泊的清淤也開始采用新工藝，即從水底直接抽吸淤泥漿，經(jīng)管道實現(xiàn)長距離排送。挖泥船配管中有水上浮動管線、零號及上坡管線、水上架設(shè)管線、水底管線、陸上架設(shè)管線。這些挖泥配管必須耐波浪、潮流[18]。
   據(jù)統(tǒng)計，年均有4億t的泥沙淤積在黃河河道內(nèi)。我國將對黃河實施“百船工程"項目，即從國外引進百艘挖泥船對黃河等河流主河道進行清淤治理。每艘船需配備4km泥砂輸送管。因鋼管易銹蝕、磨損快、笨重，且不易裝卸，因而挖泥船輸出國要求配用UHMWPE管，*項目每年需用耐磨管材8000多t。此外，我國現(xiàn)有挖泥船400多艘，將需耐磨管材15000t以上。
   城市下水污泥是濃度較低的漿狀物，歐美、日本等和地區(qū)早就用管道進行輸送，如美國在洛杉磯、芝加哥等地修建了84km管道；日本在東京都、大阪等地修建了50km的污泥輸送管道[18]。建筑工程中挖泥工地的輸泥管道由于長期暴露在曠野中，經(jīng)常遭受日曬和雨淋，且泥漿中砂、礫石堅硬易磨損管壁，鋼質(zhì)輸泥管的平均使用壽命僅為4a，且每年需要拷鏟、涂漆保護。而用超高分子量聚乙烯抽沙管輸送泥漿既耐磨，又可減少維護工作。