超高分子量聚乙烯管

超高分子量聚乙烯管材是采用特殊的挤出机和特殊设计的模具将超高分子量聚乙烯连续挤出成型的。这种管材综合性能优越，耐磨损、耐低温、耐腐蚀、自身润滑、抗冲击性能在所有塑料中为最高值，耐磨性能优于聚四氟乙烯、尼龙、碳钢等材料，可长期在-169至+80℃条件下工作，被称为"令人惊异"的工程塑料！

超高分子量聚乙烯工程塑料(UHMW---PE)管道技术在我国日渐成熟，越来越多的工程采用了这种管道，成为一种价格适中性能优良的新型热塑性工程塑料，它几乎集中了各种塑料的优点，耐磨抗冲击，自润滑，耐腐蚀、耐低温、卫生无毒、不粘附、不吸水等综合性能，是一种较为理想的管材，可用于各种高腐蚀性、高磨损性的液体或固液混合物的输送，如各种酸液、碱液、原油、尾矿、泥浆、水煤浆及电厂排灰、排渣等。与无缝钢管相比，超高分子量聚乙烯管材具有显著优点，提高使用寿命，在强腐蚀性和高磨损性条件下，使用寿命可提高几倍甚至至几十倍；由于这种管材内壁的不粘性（不结垢）性和摩擦系数小，可降低输送压力或减小输送管径，对于长距离输送有重大意义；由于这种管材的导热系数比钢小一万多倍，可大大降低输送管路的保温成本，对于在寒冷地带和冬季输送原油及其它物料有重大意义。

1.超高分子量聚乙烯管道产品特性

超高分子量聚乙烯管材在2001年被科学技术部国科计字(2000)056号文件列为国家科技成果重点推广计划，属化工类新材料、新产品。国家计委、科技部将超高分子量聚乙烯管材列为当前优先发展的高科技产业化重点领域项目。该产品主要性能如下表：

超高分子量聚乙烯管道性能指示表

超高分子量聚乙烯管道产品具体性能如下：

（1）极高的抗冲击性：UHMW-PE的抗环境应力、开裂能力、抗刻划能力在整个工程塑料中名列前茅。它的抗冲击强度与分子量有关，分子量低于250万时，随着分子量的增大，冲击强度增高，在200万左右达到峰值，此后分子量再升高，冲击强度反而会下降。这是由于分子链非常长时妨碍了它的结晶作用，使在大分子中存在大的无定形区，因而可以吸收较大的冲击能量。然而当分子量超过200万时，分子链的缠结和巨大的分子间力使分子滑动能力下降，在承受突然负荷时，分子变形和伸长能力很差，这时材料断裂是由于主链断链所引起的。其中抗冲击强度常温下是PC的2倍、ABS的5倍、是POM和PBT的8倍、PE100的10倍以上，-30℃时是PE100的16倍以上；抗开裂能力是PE100的2倍左右，而且环境温度越低，抗冲击能力越强。其耐冲击性如此之高，以至于用通常的试验方法来测定其冲击强度时，难以使其断裂破坏。值得指出的是，它在液氮温度（-196℃）下也能保持优异的冲击强度，这一特性正是其它塑料所没有的。它的反复冲击后表面硬度更高，这对抗气蚀作用很有好处。它的这种超凡的柔韧性，使得它无需复合钢管，便可以抵御各种外力冲击、地壳变形，而且比钢管更安全、更可靠。

冲击强度比较(KJ/㎡)

（2）极高的耐磨性  超高分子量聚乙烯最引人注目的一个特性是它具有极高的耐磨性，这一性能在许多工程应用中都是十分宝贵的。在目前所有塑料中，其耐磨性是最好的，就连许多金属材料（如碳钢、不锈钢、黄铜等）的耐磨性也不如它，超高管的耐磨性是钢的4～7倍，聚乙烯、聚丙烯的10倍，是PE的2.3倍，输送粉煤灰一类小颗粒浆体效果更佳。

具体与其他材料磨耗率比较如下：

（3）极强的耐腐蚀性  超高管是一种饱和分子团结构，化学性能非常稳定，能耐绝大多数腐蚀性介质和有机溶剂的侵蚀，比聚乙烯、聚丙烯、尼龙、ABS等塑料更耐腐蚀。除强氧化性酸液外，在一定温度和浓度范围内能耐各种腐蚀性介质（酸、碱、盐）及有机介质（萘溶剂除外），在20℃和80℃的80种有机溶剂中浸滞30天，外表无任何反常现象，其它物理性能也几乎没有变化，在自然光照下，其老化寿命为50年以上；

（4）具有不粘着性  超高分子量聚乙烯管道抗粘附能力与特氟隆相当；现有的材料一般在PH值为9以上的介质中均结垢，本品则不结垢。它的化学和物理极性低于普通塑料，例如聚乙烯极性为9，超高只有1。比金属材料当然更低，所以普通粘接剂对超高不起作用。同样，结垢物质也难以附着。超高分子量聚乙烯管道内壁光滑，粗糙度是钢管的1/6，并且具有良好的不粘着性和自润滑性，所以流通阻力很小，介质流速超过2.3米/秒时不结垢。可有效降低除垢成本。相同口径流通量可比钢管提高15％。只要浆体流速达到2.3～4.6米/秒，结垢就难以形成。即使长期缓慢积累形成垢层，也不牢固，容易清除。轻微结垢，但锤敲即掉，清垢成本仅为钢管1/6。如果需要酸洗无需加缓蚀剂，酸洗后表面光滑如初，管壁不受侵害。

（5）良好的自润滑性 超高分子量聚乙烯在摩擦学领域被评价为“成本/性能理想”的摩擦材料。由于本产品内含蜡状物质，磨擦系数只有0.07-0.11，仅为新钢管的1/6，普通聚乙烯的1/5，橡胶的1/20，聚丙烯的1/2。超高管道的流动系数“C”为160。而新钢管只有130，旧钢管则下降到95，对于灰浆输送这种恶劣工况，钢管的“C”指数只有60～80。而且超高的耐磨性和不粘性、耐腐蚀性又可使管壁始终保持光滑畅通，流通能力一般高出钢管50％以上，使传输系统长期保持低压畅通状态。且超高分子量聚乙烯管道自身润滑很好，自身滑动性能优于用油润滑的钢或黄铜，即使在无润滑剂情况下，超高分子量聚乙烯管道与铜或黄铜的表面滑动也不会引起热粘着现象，是一种很理想的耐磨材料。特别是在环境恶劣、粉尘、泥沙多的地方，本品的自身干润滑性能更充分的显示出来。不但能运动自如，且保护相关工件不磨损或拉伤。

各种衬板材料—煤的摩擦系数

条件

（6）抗拉屈服强度和抗拉断裂强度高  超高分子量聚乙烯管道热变形温度高出普通塑料十几度，而冷脆温度几乎没有下限，加之100％的延伸率，所以可在较大温度范围内，承受较大的管子应力，吸收冲击载荷和关停出现的水压波动。超高分子量聚乙烯可以有较大的弯曲而不断裂，断裂伸长率最高达350%，地壳沉降时可以有较大的拉伸而不断裂，避免事故发生。

（7）优良的憎水性  超高分子量聚乙烯管道在水中不膨胀，吸水率小于0.01%，吸水率仅为尼龙的1%。

（8）安装简便  超高分子量聚乙烯管道单位管长比重仅为钢管重量的八分之一，使装卸、运输、安装更为方便，且能减轻工人的劳动强度，不论地上架空，还是地下埋设均可。超高管的连接工艺简便、直观、效率高，安装时无论是焊接或者是法兰连接均可，焊缝强度超过管材本体，为长距离管道，特别是中、高压管道的安装提供了方便和保证。超高管无需防腐，管道质轻柔软，便于搬运铺放，允许根据地形变化改变走向。安全可靠、快捷方便、无需防腐、省工省力，充分体现出使用超高分子量聚乙烯管道“节能、环保、经济、高效”的优越性。

超高分子量聚乙烯管道的连接方式：

1.焊接

●承插连接

管材、管件的连接端面须清洁、干燥、无油，连接时用专用连接设备无旋转地直接插入。

●热熔对焊

焊接前将管口铣平，管口加热热熔，管口对管口平直加压对焊，使接头处形成均匀凸缘。

2.法兰连接

连接时无需胶垫密封，紧固螺栓要均匀受力，使法兰托全面接触紧固。

超高管的安装费用一般仅为钢管和钢塑复合管的五分之一左右。

（9）独特的耐低温性 超高分子量聚乙烯管道耐低温性能优异，其耐冲击性、耐磨性在零下269摄氏度时基本不变。是目前唯一可在接近绝对零度的温度下工作的一种工程塑料。同时，本品的适温性宽，可长期在-50℃到80℃的温度下工作。（10）使用寿命长  超高管的理论使用寿命可达几百年，超高的老化速度和脆化速度非常缓慢，这是因为超高分子量聚乙烯分子链中不饱和集团很少，且分子量大，本身就具有很好的稳定性。通过添加适当助剂更使得超高管材使用寿命大大超过普通聚乙烯管材。埋地使用50年，其机械性能仅降20％左右，抗紫外线性能与PE100相同，抗疲劳强度高于PE100约16倍以上。

其他特性  本品还有吸能、吸噪音、抗静电、对中子具有屏蔽能力、比重轻、容易机械加工、可着色等突出特性。

1.超高分子量聚乙烯性能对比表

2.我公司生产的超高分子量聚乙烯管道特点

超高分子量聚乙烯（UHMWPE）于1957年由美国联合化学公司用齐格勒催化剂首先研制成功，至今已经整整五十年。世界超高分子量聚乙烯（UHMWPE）的树脂的总产量约20万吨/年，而通用聚乙烯树脂的产量已经达到6000万吨/年，“性能卓越，加工困难”已经成为困扰材料界、产业界共同性的世界难题。UHMWPE的一切优良特性皆与其具有极高的分子量特性有关，在加工过程中能否保住超高制品的分子量，就成为评价超高制品水平的唯一关键指标。国润管业挤出的超高管材经测定制品的分子量达到了250－300万以上，样品的耐磨耗性能已接近于M5纯超高压制样块的水平，管材还通过了PE80燃气管的静液压强度测试。其产品质量已经达到了国际同类产品的先进水平。 

我公司配备的超高管材挤出法生产设备技术特点 ：

（1）多功能——能直接挤出UHMWPE粉料和改性粒料，国外的600万UHMWPE粉料也能顺利挤出。 

（2）集成化——利用该设备，配以不同的挤出前期辅助设备、模头和不同的产品后续工装，以达到生产不同产品的目的。

（3）高水平——产品性能达到了很高的质量水平。用M3型UHMWPE原料，挤出管材的分子量可达300万左右，磨耗值接近粘均分子量500万纯UHMWPE的水平。

我公司采用的超高分子量聚乙烯原材料性能

◆国外同类超高管材样品磨耗性能对比