分享hdpe瓦斯抽放管在煤礦中的應(yīng)用情況

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眾所周知，絕大多數(shù)樹脂都是良好的絕緣和易燃材料。為滿足抗靜電和阻燃性能的要求，需對樹脂進行改性。由于我國對各種樹脂的抗靜電劑、阻燃劑等助劑的開發(fā)相對滯后，助劑的性能低下，無形中阻礙了雙抗塑料管材的開發(fā)和應(yīng)用，關(guān)鍵問題是助劑的份數(shù)少時，份數(shù)多時，影響樹脂的加工性能和管材的力學(xué)性能，使管材的力學(xué)強度大幅度降低。國外進口的助劑，在性能上雖然優(yōu)越，添加份數(shù)少，但價格昂貴，使生產(chǎn)成本超過了可接受的程度。簡而言之，雙抗塑料管材開發(fā)上所遇到的是加工性能、力學(xué)性能和經(jīng)濟性能三重壁壘。據(jù)調(diào)查，我國煤礦使用過的塑料管材，依時間先后順序分別是玻璃鋼瓦斯抽放管、PE瓦斯抽放管和PVC瓦斯抽放管，其它種類塑料管材極其少見。

　?。?）玻璃鋼瓦斯抽放管

　　玻璃鋼瓦斯抽放管的生產(chǎn)工藝是在玻璃纖維基上涂覆環(huán)氧樹脂，依賴玻璃纖維來增強環(huán)氧樹脂的強度，該工藝的特點是樹脂配方對工藝的影響甚微，加工難度小，故爾可較自由地選擇改性劑及其添加份數(shù)，因而塑料管材的抗阻燃性、抗靜電性能在玻璃鋼管上得以首先突破。有些煤礦企業(yè)也自己上馬了一些生產(chǎn)線，生產(chǎn)礦用玻璃鋼管，迄今為止，玻璃鋼管在煤礦中的應(yīng)用已有十余年的歷史，主要用于抽放瓦斯和給排水。

　　在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)玻璃鋼瓦斯抽放管雖然解決了質(zhì)輕和耐腐蝕的問題，但價格偏高，此外更主要的是玻璃鋼管脆性大，耐候性差，脆性隨使用時間的加長而加劇。這已成為其致命弱點，目前已被許多煤礦企業(yè)所禁用，退出煤礦領(lǐng)域已成定局。

　?。?）PE瓦斯抽放管

　　隨著PE抗靜電阻燃母料的研制成功，PE管的抗靜電和阻燃性能得以解決，初步消除了這方面的技術(shù)壁壘，使得較多的PE瓦斯抽放管生產(chǎn)廠家具備了PE瓦斯抽放管材的生產(chǎn)能力。經(jīng)過幾年的市場開發(fā)，在部分煤礦得到了試用或正式使用，PE瓦斯抽放管在煤礦用塑料瓦斯抽放管方面占據(jù)了相當(dāng)可觀的市場份額。

　　這些年在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)PE瓦斯抽放管仍有一些不足，這主要表現(xiàn)在一是價格較高，原因是作為基本原料的PE樹脂和阻燃與抗靜電助劑價格高；其二是PE為極其易燃的材料，使其達到MT181規(guī)定的阻燃性能，技術(shù)難度高，一些生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品質(zhì)量在該指標(biāo)方面仍不達標(biāo)或者不穩(wěn)定；其三是由于PE管材分別要填加抗靜電助劑和阻燃助劑，二者份數(shù)相加，要多于PVC改性劑很多，原因是PVC樹脂是難燃材料，氧指數(shù)高達48，生產(chǎn)瓦斯抽放管時只需添加極少量的阻燃劑即可。由于阻燃劑和抗靜電劑含量的增加，PE瓦斯抽放管材的力學(xué)性能下降較大，尤其是原本十分良好的韌性丟失了許多；其四是PE管材的連接方法是熔接，需要電氣加熱的熔焊機進行焊接，鑒于礦井下不準(zhǔn)隨意使用電源，只能采用法蘭連接，在生產(chǎn)廠就要先將PE材質(zhì)的法蘭先焊接到PE管材兩端，但法蘭盤的外徑遠大于管材外徑，嚴(yán)重影響管材的運輸，管材裝車時中間懸空，不僅影響了裝載體積，還使管材發(fā)生彎曲，嚴(yán)重影響管材的正常安裝和使用，以上是需對PE瓦斯抽放管予以研究解決的主要問題。

　　（3）PVCPE瓦斯抽放管、

　　PVCPE瓦斯抽放管制品，作為建筑材料已在全世界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。通常所說的PVC是以PVC樹脂為主要原料，輔以穩(wěn)定劑、增塑劑、潤滑劑、增韌劑、填充劑等添加劑在一定溫度和壓力下塑制成型，并在常溫下能保持既定形狀的PVC制品的總稱。根據(jù)增塑劑的用量大小，又可分為軟質(zhì)品和硬質(zhì)品。U-PVC是指不含增塑劑的硬制品。

　　目前在我國得到廣泛應(yīng)用而又被大家所熟知的U-PVC制品是U-PVC管道和U-PVC塑鋼窗，其產(chǎn)量每年達到上百萬噸，并且每年以20%的速度增長。之所以得到國家政策的大力推廣和廣大用戶的接受，與PVC的優(yōu)異化學(xué)、物理性能是分不開的。與眾多通用樹脂相比，PVC具有較高的拉伸強度，這些綜合力學(xué)特性決定PVC制品可以滿足建筑材料、交通運輸、包裝、家電等的需要。此外，PVC具有極佳的耐化學(xué)腐蝕性能，可耐絕大多數(shù)酸、堿的腐蝕，因而可在極嚴(yán)酷的環(huán)境條件下使用。PVC的化學(xué)穩(wěn)定性良好，較其它樹脂來說，抗老化能力強，一般PVC工程材料如塑鋼窗和管道，其使用壽命都在五十年以上，遠超過鋼材和其它常用材料，尤其是在腐蝕環(huán)境下，

　　盡管PVC材料有如上所述優(yōu)點且在其它工程領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用，但PVC管材在煤礦中應(yīng)用的時間并不長，關(guān)鍵原因是PVC樹脂流動性差，分解溫度與加工溫度重疊，加工原料配方需對加工機械和模具的具體情況而設(shè)計，因此在添加抗靜電、阻燃劑情況下配方的設(shè)計和加工的難度就構(gòu)成了較高的技術(shù)壁壘。近年來，國內(nèi)在PVC瓦斯抽放管的研制方面，出現(xiàn)了重大突破，從根本上解決了添加的抗靜電劑（PVC瓦斯抽放管阻燃劑對管材性能影響不大，因為添加份數(shù)少）對管材強度的影響，表面電阻（抗靜電性能指標(biāo)）可優(yōu)于MT181要求很多，而管材的強度受到的影響都卻極小。但這種技術(shù)卻只掌握在少數(shù)生產(chǎn)廠家手中。所以至今為止能生產(chǎn)PVC瓦斯抽放管的廠家仍為數(shù)不多。雖然U-PVC瓦斯抽放管材目前在煤礦中的應(yīng)用量還遠不及PE瓦斯抽放管，但通過在使用過U-PVC瓦斯抽放管的煤礦調(diào)查發(fā)現(xiàn)，由于其價格較低，強度高，安裝方便，便于維修等優(yōu)點，已成為PE瓦斯抽放管的強有力競爭者