【聚乙烯蜡】关于煤矿井下抽放瓦斯用PE管材与PVC管材性能、应用差别的说明
【聚乙烯蜡】关于煤矿井下抽放瓦斯用PE管材与PVC管材性能、应用差别的说明
一、 材质差别
1、煤矿井下用PE塑料管材执行的标准是MT558.1-2005《煤矿井下用塑料管材第1部分：聚乙烯管材》。该标准规定，制造管材的原材料必须是PE100。
（1） PE100的概念
PE100是国际标准化组织对PE材料等级的命名。
|
管材料 |
等级命名 |
认定标准 |
|
|
命名 |
MRS/mpa |
||
|
PE(聚乙烯) |
PE 32 |
3.2 |
ISO4427 |
|
PE 40 |
4 |
||
|
PE 63 |
6.3 |
||
|
PE 80 |
8 |
||
|
PE 100 |
10 |
||
上表中的MRS的意义是PE材料在使用条件下，50年后材质的最小要求静液压强度。
塑料材料与钢材的最大区别是钢材的静液压强度（也可理解为抗拉强度）随时间的增长而变化很小，而塑料的静液压强度则随时间的增长而有较大的变化，会逐渐降低，这就是通常所说的老化现象。
由于管材要求的使用寿命很长，一般规定为50年，因此在设计管材的壁厚时，我们不能用塑料材料的现有强度进行计算，而必须采用其50年后的强度进行计算。那么PE等材料50年后的最小要求强度（MRS）是如何得出来的呢？这是通过10000小时试验来得到的。首先将试验的PE材料制成管材，取若干试样，置于恒温的液压试验装置中，每隔一定时间，取出一定数量的试验数据做出一条强度对应于时间的曲线。然后将曲线外推，至50年后强度。这种试验方法有97.5%的可信度，因此也叫“50年预测置信下限”。
PE原料目前有数百种型号，用于制造不同的产品，有的是做膜的，有的是做包装材料的，这些PE材料的制品，在外观上与PE100是无差别的，甚至强度也不低，但它们的寿命是不一样的，就是随着时间的推移，材料速度的下降速度是不一样的。有的十几年，有的几年强度就很小了，会软化掉，生活中我们用的塑料盆，有的几年就脆化破裂了。其寿命主要决定于分子结构和PE原料中添加的抗氧剂，抗光老化剂等。
另外不是每个厂家都能生产PE100原料的。PE100生产许可证是由国家质检总局对生产厂家的材料做时间长达一年的试验，合格后方能发证。我国目前无任何生产厂家能做PE100原料，齐鲁石化去年刚刚能生产PE80的产品，PE100一直依赖进口。
如果管材生产所用原料不是PE100，而标准却按PE100管材壁厚去做，这种管材的寿命会很短的。
（2） PE的韧性与阻燃性的关系
普通PE的韧性是很好的，优于PVC管材。但大家得出的这一概念是基于普通PE管材而言。
对于煤矿用管道来源，要阻燃和抗静电。
对于抗静电来说，无论PVC还是PE，其绝缘性都很好，表面电阻率可达1012-15Ω，都需要抗静电剂来降低表面电阻至1*106Ω，添加的抗静电剂种类和数量是无在的差别的。但PVC本身是阻燃的，很容易就可达到MT-181所规定的阻燃标准，而PE是易燃材料，需添加大量的阻燃剂方可达到MT-181的阻燃标准，其抗冲性能会下降得低于PVC管材。因此目前一些矿用PE管材达不到阻燃标准，就是这个原因，不用或少用阻燃剂，降低了制造成本，还避免了管材过脆现象。
二、价格问题
PE原材料的制造，在世界上目前只有一条渠道，就是利用石油产口中的轻质油例如石脑油进行裂解，产生乙烯，再将乙烯聚合，产生不同牌子，不同规格的聚乙烯。因此，其价格与国际原油价格密切相关。
制造煤矿井下用PE管材，需添加抗静电母料和阻燃母料，所谓母料，就是在PE原料中添加一定量抗静电剂或阻燃剂，或二者都有，混合后重新造粒，就叫母料，目前能生产母料的管材厂极少，因为母料生产的技术性很强，很多都是专利或专有技术，一般都是管材厂从母料厂家或经销商处购买。母料的价格一般是PE价再加5000元左右，例如PE14500元/斤，母料则约为19500元/斤，母料的添加料视母料中有效成份，多少和性能有关，一般为30-45份左右。现在假设PE100原料价为15000元/斤，母粒为20000元/斤，添加母粒份数为30份，那么1000公斤PE中，添加300公斤母料，价格总和为15000+20000×30%＝21000元。总重量为1300kg，折合每吨16153元，再加上每吨加工费2000元（电费）每吨管材的成本就为18153元/吨。还未算生产厂的人员工资，设备折旧，营销费用等成本。
现在有些PE矿用管材的销售价很低，低于上述原材料加电费的价格，唯一的可能就是使用价格低的非PE100原料。
PVC的价格远低于PE，例如目前PE每吨14000元左右，PVC只有6500元左右，当然PVC还是添加价格昂贵的稳定剂，增韧剂等，但总体原材料吨价要低于PE不少。
三、施工工艺
这方面PE与PVC相差很大。PE管材与管件之间的连接方法是熔接（也叫熔焊）。这就必须满足如下条件：
1、提供熔焊机，根据需要熔接管材口径的大小，需准备数台熔机，每台价格从几万元至十几万元甚至几十元（例如650口径的焊机）用户需要的投资大。
2、需提供三相电源，，由于煤矿井下不能随时拉临时电源，这些焊接工作只能在井上进行，十分不便。
3、焊接PE管材是技术性很强的工作，焊缝强度除与PE管材的材料有关外，与焊接人员的操作水平也有很大关系，即使有经验的焊工，一旦管材或管件质量有变，一是也难达到要求的焊接强度。一种材料的焊接需要经验的积累。
4、PE管材焊接后，焊缝强度与其它部位相比，总是低一些，焊缝处成为最薄弱的点，容易让此处造成损坏。
而PVC管材与管件之间的连接采用粘接方法，管件上设有承插口，涂上胶合剂后，插入即可。胶合剂的粘接强度可达2.5MPA，承口的深度标准中是经过计算的，粘接强度乘以粘接面积远大于PVC管材本身强度，因此连接处不会成为薄弱点。
施工与维修时，施工人员可以根据现场具体情况，很方便地用锯切断管材，粘接管件（如法兰、三通、弯头等），即便在已有管道上增加阀门，接出三通等操件，均可在井下方便完成。而PE管道要做这方面的工作，必须在井上焊接好，再运至井下，尺寸稍有误差，就是返回井上修改。
四、维修与事故处理
PVC管道受到损坏，如管道破裂，可在井下将受损部分用锯截掉，粘上管件就可修复，小的损坏还可用“打补丁”的办法修复。
PE管道只能整根换管，在有弯头、三通、阀门处受损时，必须去尺寸测量准确后，再到井上焊接，运到井下修复。
五、可靠性
在达到MT558.1和MT558.2标准要求的质量条件，在运输安装、操作符合规范要求的情况下，我们认为两种管材在矿井下应用都是可靠的。
PVC管材的唯一缺点是在低温下有脆性，运输、搬运时需防止猛烈撞击和抛摔。安全后在零上温度下，其强度是足可以满足使用的。
青岛赛诺专注聚乙烯蜡等助剂的研发、生产、应用工作，为您提供抗析出、高润滑、超分散的产品体系。公司拥有成熟的技术研发团队，拥有先进的国际化实验室对外开放，为有需求的客户提供配方优化、降本增效等技术支持，同时为顺应环保要求，我们还为企业提供助剂一包化、助剂无尘化服务。
地 址：青岛市李沧区书院路苏宁电器广场B座2702室
编辑：青岛赛诺 转载请注明出处：www.qdsainuo.com
