萊鋼集團(tuán)山東東方管業(yè)有限公司，是萊鋼實(shí)施“優(yōu)化并適度發(fā)展鋼鐵主業(yè)，大力發(fā)展非鋼產(chǎn)業(yè)，推進(jìn)資本運(yùn)營(yíng)”戰(zhàn)略，重點(diǎn)開(kāi)發(fā)超高分子量聚乙烯新材料應(yīng)用研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)一體化的高新技術(shù)企業(yè)。專業(yè)生產(chǎn)超高分子量聚乙烯管材、復(fù)合管材、板材、異型件及高耐磨含油尼龍制品。企業(yè)是目前國(guó)內(nèi)唯一擁有超高分子量聚乙烯四大系列產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)，并具備配套設(shè)施研制、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)制造及管道工程設(shè)計(jì)、施工安裝能力的企業(yè)。
超高分子量聚乙烯（UHMW—PE）工程塑料是指粘均分子量在150萬(wàn)以上的線性結(jié)構(gòu)聚乙烯（PE），極高的相對(duì)分子質(zhì)量，賦予了其超凡的使用性能，它以極其優(yōu)異的耐磨損、耐沖擊、耐腐蝕、自潤(rùn)滑等綜合性能，被稱為“令人驚異的塑料”，而以此為原料生產(chǎn)的超高分子量聚乙烯工程塑料管道則集中了各種塑料管道的優(yōu)點(diǎn)：耐磨損，抗沖擊，自潤(rùn)滑，耐腐蝕、耐低溫、不粘附、不吸水、衛(wèi)生無(wú)毒等，是一種理想的工程管材，被國(guó)內(nèi)冶金、礦山、電力、石油化工等企業(yè)廣泛采用。
一、 管道特性
超高分子量聚乙烯工程塑料管道適應(yīng)輸送水質(zhì)流體、漿體、粉末、固體顆粒等多種介質(zhì)，許多傳統(tǒng)金屬管道難以解決的難題，在超高分子量聚乙烯管道面前都能夠迎刃而解。它以極其優(yōu)異的耐磨損、耐沖擊、耐腐蝕、自潤(rùn)滑等綜合性能，在各行各業(yè)得以廣泛應(yīng)用。
    1、高耐磨性：采用M-2000型磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在與45#鋼輪對(duì)磨時(shí)，其磨損量很小，在100N，20min的條件下只有0.5mg。這種優(yōu)良的耐磨性是其他工程塑料無(wú)法比擬的，甚至超過(guò)某些金屬。
2、輕質(zhì)性：超高分子量聚乙烯工程塑料管道的獨(dú)特分子結(jié)構(gòu)，使其具有質(zhì)輕的優(yōu)點(diǎn)，單位管長(zhǎng)僅為鋼管重量的八分之一，使裝卸、安裝更為方便。
3、抗沖擊性：其抗沖擊強(qiáng)度列塑料之首，是PC的2倍、ABS的5倍，能夠在液氮溫度（-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質(zhì)穩(wěn)定，因此其產(chǎn)品具有良好的抗老化性，日照下50年不易老化。
5、化學(xué)穩(wěn)定性：實(shí)驗(yàn)表明，超高分子量聚乙烯的耐化學(xué)藥品性能非常優(yōu)異，除強(qiáng)氧化性酸液（濃硫酸、濃硝酸、氫氟酸、王水等）和部分有機(jī)溶劑（萘溶劑）外，與其他腐蝕性介質(zhì)均不發(fā)生反應(yīng)而變化。將超高分子量聚乙烯式試樣置于20℃和80℃的80種溶液中浸漬30 d，外表無(wú)任何腐蝕現(xiàn)象，其他物理性能也無(wú)明顯變化。
6、優(yōu)良的耐低溫性：在液氦溫度（-269℃）下仍具延展性，其主要特征如耐磨損、耐壓性等保持不變。
7、優(yōu)良的抗內(nèi)壓強(qiáng)度、耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性、抗快速開(kāi)裂性。其原因在于超高分子量聚乙烯工程塑料的分子質(zhì)量高達(dá)150萬(wàn)以上，其分子質(zhì)量越高，分子鏈越長(zhǎng)，晶片間的系帶分子數(shù)越多，耐環(huán)境開(kāi)裂性愈好。同時(shí)由于分子鏈的運(yùn)動(dòng)困難，不易生成大的球晶和形成好的序態(tài)，表面能就越大，破裂強(qiáng)度也就越高。其較高的粘均分子量也是保證較高的抵抗快速能力的關(guān)鍵因素。
8、經(jīng)濟(jì)性：超高分子量聚乙烯工程塑料管道安裝方便，采用法蘭或電熱熔焊連接工藝，安全可靠，快捷簡(jiǎn)便，無(wú)需采取防腐措施，安裝省工省力，大幅度降低了安裝費(fèi)用。同時(shí)選用超高分子量聚乙烯工程塑料管道，又因其磨擦系數(shù)極低，僅為0.07-0.11，水頭損失小，其內(nèi)徑設(shè)計(jì)可比鋼管減小約15%，而且比鋼管輸送效率提高20%左右，比鋼管、陶瓷復(fù)合管節(jié)能20%左右。綜合性能對(duì)比，經(jīng)濟(jì)效益是鋼管的6倍以上。
二、 管道在各個(gè)行業(yè)中的應(yīng)用
    魯南礦業(yè)公司選礦廠年處理量90萬(wàn)t，尾礦輸送濃度17.15%，輸送干礦量46萬(wàn)t，礦石性質(zhì)復(fù)雜，為提高精礦品位，三段閉路磨礦、三段平面、高頻振動(dòng)細(xì)篩分級(jí)、八道磁、重聯(lián)合選別、最終精礦—200目90%以上，工藝流程復(fù)雜，管道用量大，磨損嚴(yán)重。特別是礦石中含有高嶺土等礦泥易粘附堵塞管道。為確保正常生產(chǎn)減少因管道造成的開(kāi)停車時(shí)間，該公司工程技術(shù)人員一直進(jìn)行著不間斷的探索與嘗試。因其通廊內(nèi)環(huán)境潮濕，鋼管腐蝕嚴(yán)重，雖采用普通高密度塑管代替鋼管解決了腐蝕問(wèn)題，但管道又不耐磨，使用效果一直不夠理想。自1999年底采用了萊鋼集團(tuán)山東東方管業(yè)公司生產(chǎn)的超高分子量聚乙烯工程塑料管道，解決了生產(chǎn)當(dāng)中磨損、腐蝕、堵礦等問(wèn)題。超高分子量聚乙烯工程塑料管道質(zhì)輕、柔性好，便于人工操作；在產(chǎn)量大、任務(wù)緊、停車檢修時(shí)間短、管道更換量大的情況下應(yīng)用，大大縮短了工期，減少了人力物力，提高了工作效率。
2001年下半年，魯南礦業(yè)公司選礦廠進(jìn)行了高揚(yáng)程雙線尾礦輸送改造工程，安裝運(yùn)行兩年多來(lái)，效果非常好。工程雙線全長(zhǎng)為3.9Km，運(yùn)行壓力為1.6Mpa。選用的是萊鋼集團(tuán)山東東方管業(yè)公司生產(chǎn)的超高分子量聚乙烯工程塑料鋼塑復(fù)合管道，內(nèi)層為256×8 mm超高分子量聚乙烯工程塑料管道，利用了此管道的耐磨性，摩擦阻力系數(shù)小，不粘附性好，耐沖擊、自潤(rùn)滑，耐環(huán)境應(yīng)力、開(kāi)裂性好，抗內(nèi)壓強(qiáng)度高等特點(diǎn)。外層采用了直徑273×6 mm的螺旋焊管作為耐壓層，可將整條管線的耐壓等級(jí)提高到高壓力輸送。更適應(yīng)于長(zhǎng)距離野外輸送，防止外力破壞作用，拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域。全線采用了法蘭連接方式，法蘭的焊接、管道復(fù)合全部采用了工廠化生產(chǎn)，使管線安裝又快又標(biāo)準(zhǔn)。2002年3月8日雙線一次性試車成功。
   本次改造設(shè)計(jì)輸送礦漿量為320m3/h，輸送揚(yáng)程168m，垂直輸送高度為100m。管道內(nèi)徑為φ256mm，總長(zhǎng)度為3.9km。改造后試車一次成功，尾礦輸送由一級(jí)泵站取代原4級(jí)泵站，節(jié)能降耗效果非常顯著。
具體經(jīng)濟(jì)效益：
A、 節(jié)電：原有尾礦系統(tǒng)2#—5#泵站總裝機(jī)功率627KW，運(yùn)行開(kāi)動(dòng)功率為478.5KW，改造后采用兩臺(tái)水隔離礦漿泵，裝機(jī)功率460KW，運(yùn)行功率為230KW，電費(fèi)按0.47元/度計(jì)算，節(jié)電為[0.47×（478.5-230）×330×24×0.8]/10000=73.9萬(wàn)元。
B、 節(jié)人工：去掉3#、4#、5#泵站后，減少操作工人9人，每人每年按1.8萬(wàn)元計(jì)，節(jié)省人工費(fèi)16.2萬(wàn)元。
C、 備件維護(hù)費(fèi)用：兩年多的運(yùn)行表明，管道的維護(hù)費(fèi)用基本沒(méi)有，閥與泵的備件維護(hù)費(fèi)用，兩個(gè)方案基本持平。
D、 折舊：原尾礦系統(tǒng)2#—5#泵站設(shè)備總值20萬(wàn)元，管道總值73萬(wàn)元；新系統(tǒng)設(shè)備總值141萬(wàn)元，管道總值143萬(wàn)元。設(shè)備折舊按7年計(jì)算，管道折舊按9年計(jì)算，改造后比改造前多提折舊為（141-20）/7+（143-73）/9=25萬(wàn)元，每年凈效益=73.9+16.2-25.1=65萬(wàn)元，運(yùn)行至今凈效益65×2.5=162.5萬(wàn)元。
超高分子量聚乙烯（UHMW—PE）管，在魯南礦業(yè)公司選礦廠水管道、漿體管道，采礦場(chǎng)的壓風(fēng)管道、排水管道已普遍使用的有直徑325×15mm、273×12mm、219×10mm、159×10mm、110×10mm，無(wú)縫鋼管、鑄鐵管等正在逐步淘汰。
萊蕪鐵礦是山東省內(nèi)有名的大水礦山，采礦必須先治水，而采礦以后為了保證治水效果并確保地表不塌陷，必須用充填料充填采空區(qū)以支撐采空區(qū)頂板。萊蕪鐵礦從1992年開(kāi)始井下填充，就填充管道的選擇他們嘗試了多種材料，首先選用了一種普通塑料鋼絲管，這種管道的主要優(yōu)點(diǎn)是便于井下安裝，不需專門做彎管，最大缺點(diǎn)是不耐磨，一般用不了三個(gè)月就會(huì)將管壁磨透，而一旦磨透就會(huì)跑漿，造成生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的巷道充滿充填料漿，需要投入人力和時(shí)間進(jìn)行巷道清理，嚴(yán)重影響了正常生產(chǎn)。后來(lái)他們改用了無(wú)縫鋼管，由于它的磨透是先出現(xiàn)漏漿小眼，易于及時(shí)處理更換，因此克服了大面積跑漿現(xiàn)象，但其缺點(diǎn)是比較笨重，井下安裝不方便，且一般只能使用6個(gè)月。再后來(lái)，在井下安裝使用了一種高密度耐磨鋼塑復(fù)合管，這種管道比較耐磨，使用壽命長(zhǎng)，但安裝極不方便，必須依巷道轉(zhuǎn)彎量身定做彎管，且價(jià)格昂貴，每米管道價(jià)格在400元以上，由于鋼管與高密度塑料是復(fù)合形成的，一旦內(nèi)壁的高密度塑料磨壞就會(huì)起皮造成堵管，而堵管會(huì)造成充填料漿在管道內(nèi)的凝固，就造成了處理堵管的工作量大、時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題。。
     2001年，萊蕪鐵礦開(kāi)始使用山東東方管業(yè)公司生產(chǎn)超高分子量聚乙烯工程塑料管道。實(shí)際使用證明，超高分子量聚乙烯工程塑料管道徹底彌補(bǔ)其他幾種管道的缺陷，尋耐磨、輕便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，兩名工人即可在井下展開(kāi)安裝施工，搬運(yùn)方便，且超過(guò)8米的巷道轉(zhuǎn)彎不必專門制作彎管，可任意隨巷道轉(zhuǎn)彎固定，至2001年10月份萊蕪鐵礦完成2.8萬(wàn)立方米水泥河沙充填料漿，與超高塑料管道串聯(lián)并用的無(wú)縫鋼管已進(jìn)行了一次更換，而超高塑料管道磨損經(jīng)稱重顯示，其磨損量?jī)H4.85%，如按磨損30%進(jìn)行管道更換計(jì)算，超高分子量聚乙烯工程塑料管道使用壽命可達(dá)3年以上，相當(dāng)于無(wú)縫鋼管的6倍以上，對(duì)企業(yè)而言，其帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益是不言而喻的，至今，他們?cè)诰�下擴(kuò)充中也一直使用。
利用其優(yōu)異的耐磨性、耐腐蝕性和不粘附性，超高分子量聚乙烯工程管道在熱電廠的粉煤灰輸送、氧化鋁廠的赤泥輸送發(fā)揮著不可替代的作用。在原油、燃?xì)狻⑻烊粴�、液化氣輸送上將有著良好的效果。其�?yōu)良的耐沖擊性、耐腐蝕性、耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性、抵抗快速開(kāi)裂能力、柔性好對(duì)于機(jī)械振動(dòng)、地基沉降或發(fā)生地震，也能承受一定程度的沖擊和變形而不致斷裂，因此具有較高的長(zhǎng)期安全性。耐低溫性極優(yōu)、可抵抗冷凍破壞具有獨(dú)特的低溫沖擊韌性，在寒冷環(huán)境和意外沖擊力的作用下不會(huì)發(fā)生脆性破裂，因此在低溫環(huán)境下的西北、東北等寒冷地區(qū)應(yīng)用該管道輸送各種物料的安全性是最為有利的。特別是在南方地區(qū)，地下水等其它腐蝕因素對(duì)鋼管的腐蝕嚴(yán)重，若使用鋼管既增加了防腐的費(fèi)用，其使用壽命和管道的安全性又受到嚴(yán)重影響。而利用超高分子量聚乙烯（UHMW----PE）管道代替鋼管在壓力小于1.6MPa以下的燃?xì)庀掠喂芫W(wǎng)應(yīng)用將發(fā)揮出非常好的作用。
三、結(jié)語(yǔ)
   幾年來(lái)，山東東方管業(yè)公司一直致力于超高分子量聚乙烯的改性研究，除通過(guò)對(duì)現(xiàn)有機(jī)械進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)外，還采用納米填料及兩種以上填料改善超高分子量聚乙烯的流動(dòng)性，改善其加工性能，通過(guò)不斷完善已有的材料改性方法，開(kāi)發(fā)新的技術(shù)，使其具有更多優(yōu)良性能，能夠更加廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。