超高分子量聚乙烯管道

超高分子量聚乙烯管道管道技术研发部超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第1页!目录前言材料特性管材特性管材的加工管材的应用超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第2页!前言超高分子量聚乙烯（UHMWPE）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150万的热塑性工程塑料自六十年代末问世以来，由于其多种优异性能，而受到广泛的关注，但是由于其特殊的难加工性，而限制了它的开发应用。超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第3页!一、简介超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是一种综合性能十分优异的热塑性工程塑料，其耐磨性能超群、摩擦系数极低、耐腐蚀性突出，可与“塑料王”——聚四氟乙烯媲美，应用范围广泛。但由于其熔体粘度很高（高达109Pa*s），流动性极差（熔融指数为零）加热时处于高粘弹态，加工性能的超高难度极大的限制了它的应用。超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第4页!材料特性同众多的聚合物材料相比，UHMWPE具有磨擦系数小，磨耗低、耐化学药品性优良、耐冲击、耐压性、抗冻性、保温性、自润滑性、抗结垢性、耐应力开裂性、卫生性等优良特性。完全卫生无毒，可用于接触食品和药物密度在所有工程塑料中最小，比聚四氟乙烯轻56%。超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第5页!材料特性优异的化学稳定性；除极少数溶剂对其有腐蚀性外，常见的无机、有机酸、碱、盐和有机溶剂对这种材料都没有腐蚀性。超高分子量聚乙烯在化学稳定性上类似于聚四氟乙烯，是一种惰性材料。优异的抗老化性能，在自然日照条件下，超高分子量聚乙烯的老化寿命为50年。超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第6页!三、管材特性超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第7页!管材特性耐腐蚀性强——施工中不需涂刷防腐涂料。低粘附高润滑性——摩擦系数仅为0.07—0.11，相当于冰—冰之间的摩擦高抗冲击性——其冲击强度是尼龙66的10倍，聚氯乙烯的20倍，聚乙烯的4倍，特别是在低温环境，其冲击强度反而达到最高值超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第8页!四、管材的生产超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第9页!4.2生产方式需利用特制的管材挤出机组间歇式压制烧结或柱塞推压方法超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第10页!柱塞挤出成型机组柱塞挤出成型机组主要由混料机、柱塞式推压机、切割机、翻管架组成。UHMWPE粉料经过柱塞推压机的往复推压作用，使之压缩、预热、烧结、定型和冷却而形成管材。但这种推压式生产管材的方法效率低，模具结构复杂，难以形成工业化的规模生产。超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第11页!五、管材的规格超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第12页!六、管材的性能指标超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第13页!物理力学性能表序号项目指标UHMWPEⅠUHMWPEⅡ1氧化诱导时间(200℃)/min≥20≥202拉伸性能拉伸屈服应力/MPa≥20≥22拉伸断裂伸长率/%≥250≥2003简支梁双缺口冲击强度/(kJ/m2)23℃试样类型1≥30试样类型1≥60试样类型2≥90试样类型2≥140-40℃试样类型1≥20试样类型1≥50试样类型2≥50试样类型2≥1004砂浆磨损率/%≤0.40≤0.305纵向回缩率/%≤3≤3超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第14页!管材的连接是管材实际使用中最重要的问题之一，UHMWPE管的连接可以采用法兰连接、焊接、翻边对接、快速管接头等方法进行连接超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第15页!焊接对于中、大口径管材，通常采用焊接方式进行连接。其方法是将UHMWPE管在熔融状态下进行加压、使接合处融合为一体，从而实现高强度的本本焊接，同样管件也可以通过将管子按要求焊接而成。超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第16页!快速管接头快速管接头具有拆装迅速、密封可靠、质量轻、可使管道伸缩和弯曲以及具有自补偿作用等特点，广泛适用于油、水、气及固液混合物等流体介质管道中。超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第17页!管道的应用领域广泛应用于冶金、电力、石油、纺织、造纸、食品、化工、机械、电气等行业。供水排水管道——用于各种建筑的排水管、下水管、自来水管、饮用水管等。固体颗粒、粉体的输送——粮食加工、矿石开采、化工原料、建筑材料等浆体输送：矿山开采的矿浆、水煤浆、各种冶炼的废渣、制盐工业的盐浆、湖泊清淤的泥浆、市政排污水处理等等超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第18页!结束语超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第19页!七十年代末，发达国家如日本、美国、德国等的研究机构和大公司开始实现产业化。从而揭开了超高分子量聚乙烯大规模应用的序幕。随着各国不断加大研究力度，逐渐发展出了烧结、柱塞挤出、螺杆挤出以及注塑等成型方法，为大规模应用超高分子量聚乙烯奠定了基础。我国于六十年代末也相继有上海高桥、广州塑料厂和北京助剂二厂投入生产。超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第20页!二、材料特性超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第21页!材料特性磨擦系数为0.07-0.11，相当于冰-冰之间的磨擦，用于管材表现出极高的自润滑性和抗结垢性，可以显著节省输送能耗。抗磨耗性居塑料之首，是塑料的5-7倍，钢管的7-10倍，黄铜管的27倍。抗冲击强度高，尤其是低温抗冲击性优异，是目前已知塑料中最高的；超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第22页!项目名称单位UHMWPEPA66PVCPE密度g/cm30.931.13-1.151.40.945吸水率%<0.011.50.07-0.4<0.01熔点℃136255160129热变形温度

（0.45Mpa）℃85182-22454-7371线膨胀系数10-4/℃1.50.8

1.2断裂强度Mpa39.2614035抗张屈强度Mpa22

22抗张伸长率%40060-30060-120250缺口悬梁冲击强度23℃J/cm3不断0.59-1.08<1.02.7洛氏硬度

4085-120

55摩擦系数

0.07-0.110.370.4-0.60.4磨损率

21100210210结垢

不易结垢

结垢

抗腐蚀

优良优良低温冲击强度J/cm3150<1<0.55抗环境应力开裂

>4000

2000超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第23页!很好的抗应力开裂性能——通过试验比较UHMWPE管的抗应力开裂性能为普通HDPE管的200倍。强耐内压性能——同等条件下UHMWPE管与交联聚乙烯管、铝塑复合管相比,其抗内压性能最好。好的耐低温性——低温达到－196℃仍能保持一定的韧性高耐磨性管材特性超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第24页!管材特性化学稳定性强——可以输送各种有腐蚀性的介质及有机质。卫生无毒——可直接接触食品密度小质量轻经济性好超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第25页!4.1加工难点不能在普通螺杆挤出机加工生产熔体粘度高（高达109Pa*s）、流动性极差（熔融指数为零）、加热时处于高粘弹态熔体易包住螺杆一起旋转，形成“料塞”临界剪切速率很低，熔体易破裂导致表面裂纹成型温度范围窄，易氧化降解粉料打滑不易进料超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第26页!4.3生产设备目前UHMWPE管的成型加工主要有两种不同类型的机组：柱塞挤出成型机组螺杆挤出成型机组超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第27页!螺杆挤出成型机组挤出设备采用专用的UHMWPE专用单螺杆挤出机，其螺杆具有很大的推力同时机组具有特殊的加热和冷却机构采用专用管材模具，避免管坯开裂、爬行出料甚至无法定型，不能连续挤出管材采用其他合理的辅机设备，完成管材的最终成型超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第28页!管材的生产按照国家标准——GB/T2668-2004《超高分子量聚乙烯管材》管材规格按照设计应力有3种分类——10MPa、8MPa、6.3MPa。管材压力等级包括0.4、0.6、0.8、1.0、1.25、1.6、2.0MPa。管材口径从63mm到800mm。超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第29页!静液压强度序号项目δS=10MpaδS=8Mpa时环向应力/MpaδS=6.3Mpa时环向应力/Mpa要求120℃静液压强度（100h）12.49.0不破裂不渗漏280℃静液压强度（165h）5.54.6不破裂不渗漏380℃静液压强度（1000h）5.04.0不破裂不渗漏超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第30页!七、管道的连接超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第31页!法兰连接适宜中、大口径管材之间的连接在生产厂家即对超高管道进行特殊处理，将法兰连接件与管材连接在一起。施工过程中可利用法兰快速铺设管道超高分子量聚乙烯管道共36页，您现在浏览的是第32页!翻边对接翻边对接的方法是先将UHMWPE管材端部加热，再用胎具在加压情况下将管壁翻到垂直于管中心线的方向，两管端面对接后，用V型环状铁夹圈将其锁紧即可实现管材的对接。超高分子量聚乙烯管道共36页