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聚合物管的施工可以從工井兩端相向進行,解決了石棉水泥管只能一個方向施工額弊病,進一步減少了工期。管子的材料,對人體無任何不良作用。這種材料帶有柔韌十生,在道路情況變化時可以靈活地改變方向,同時其較輕的自重,當(dāng)其他管線穿越進也可以采取可行的,有效的保護措施。
2管材的研制2.1對管材的要求國外同類管材的設(shè)計要求中為總要的是通過扁平試驗和維卡軟化溫度試驗。扁平試驗在徑向給管子加壓,要求管子在壓扁至原直徑1/2時不發(fā)生破裂。維卡軟化溫度試驗在特殊的試驗儀中進行,將試樣放于液體介質(zhì)中,在等速升溫條件下測定標準壓針在49.5N力的作用下,壓入從管材上切取的試樣內(nèi)1mm時的溫度值叫做維卡軟化溫度。
力口晟公司電力管的維卡軟化溫度試驗定為大于93℃。總體來講,扁平試驗測試材料的柔韌性和耐沖擊性,而維卡軟化溫度試驗測試材料的硬度,這是一對十分難以處理的矛盾。對于各種配方來講,只能存在一段配方區(qū)間,在這個區(qū)間中的配方可以調(diào)和這一對矛盾,達到兩都的共同要求,這就是這項工作的難點所在。
對管子其他的要求有耐腐蝕十生,耐熱性(在高溫下管子不變形)等。管材的外形尺寸復(fù)合電力管內(nèi)徑150,175,200mm的三個標準,表面光滑,呈橘紅色,接頭采用橡膠圈密封,壁厚8.5mm及9.5mm。2.2材質(zhì)分析紅外線光譜分析和發(fā)散光譜發(fā)散光譜分析是目前世界上的材料成分分析手段之一。
它通過溶解,沉淀,再溶解,再沉淀進行紅外分析,確定主體材料;通過溶解,沉淀,除去沉淀物,色譜分離,紅外光譜分析的方法確定添加劑成分;將樣品灼燒,將殘渣進行發(fā)射光譜分析確定金屬元素; 經(jīng)灼燒,稱量其重量變化進行填料數(shù)量分析。
研究發(fā)現(xiàn)國外同類管材以聚氯乙稀和氯化聚氯乙稀為主,尚有其他成分的添加劑。根據(jù)國內(nèi)化工原料市場的調(diào)研確認,原料CPVC在國內(nèi)的供應(yīng)可以實現(xiàn)。山東濰坊旭業(yè),亞東,江蘇東臺天騰均大量投產(chǎn)。2.3配方管材以PVC樹脂為主體,加入含氯量一定的CPVC共混,在以聚氯乙烯和氯化聚氯乙烯的基料的配方上,對兩者的成分比例作了多次調(diào)整。
添加劑的選取對管子的重量,機械強度,耐熱以及經(jīng)濟性都有關(guān)系。例女口硬脂酸起到內(nèi)潤滑的作用,石蠟起外潤滑作用分別在分子間以及分子和設(shè)備間起潤滑作用。在配方中曾經(jīng)考慮使用氯化聚乙烯,使用后發(fā)現(xiàn)管子韌性上去了,但硬度不夠,如何添力口份數(shù)是一個問題。
選有機錫作為穩(wěn)定劑,環(huán)保有問題,污染環(huán)境,使用后韌性不夠,所以終環(huán)保型復(fù)合鈣鋅穩(wěn)定劑代替,并且申請了9號,2004年2月20日通過初審合格。在研制過程中,研制小組前后共對配方作了17次調(diào)整,修改,終使產(chǎn)品成型,解決了耐熱性和耐沖擊性這一矛盾,通過了有天機構(gòu)的理化性能測試。
熱收縮材料的性能這種優(yōu)異的“記憶”性能,可用于制作熱收縮管材,膜材和異形材,這種熱收縮材料的徑向收縮率可達50%~80%。熱收縮材料主要特性是加熱收縮緊包覆在物體外表面,能夠起到絕緣,防潮,密封,保護和接續(xù)等作用。
3.熱收縮材料的應(yīng)用依據(jù)產(chǎn)品的特點,可應(yīng)用于能源,電力,交通,工礦等各個領(lǐng)域。由于這種材料在工藝上有著簡便,可靠等特點,在各個領(lǐng)域中起到更新?lián)Q代作用,對傳統(tǒng)的工業(yè)產(chǎn)品進行挑戰(zhàn),具有很強的市場競爭能力。
前國內(nèi)熱縮制品主要有:熱縮通訊電纜附件,熱縮電力電纜附件,電子系統(tǒng)熱縮套管,熱收縮包覆片,復(fù)全絕緣熱收縮帶等系列品種;就產(chǎn)值而言,熱縮制品現(xiàn)居輻射加工產(chǎn)業(yè)之首,約占輻射加工總產(chǎn)值的55%左右,雖然產(chǎn)值指標含有?射線加工的貢獻,然而加速器的電子束加工,才是熱縮材料產(chǎn)業(yè)化的真正基礎(chǔ)。
4.國外發(fā)展概況50年代Dole和Charlesby先后發(fā)現(xiàn),高能輻射可使聚乙烯交聯(lián)并導(dǎo)致材料性能改善,其后,Charlesby進而發(fā)現(xiàn)交聯(lián)的結(jié)晶聚合物具有“形狀記憶效應(yīng)”,從而奠定了開發(fā)熱收縮高分子材料的基礎(chǔ)。
1959年他與Pinner為瑞凱(Raychem)公司申請了 篇聚乙烯熱收縮管的,從而打開了這一新型功能材料的新,可以說美國Raychem公司是以制造生產(chǎn)熱縮材料起家的輻射加工工廠及聯(lián)合公司,目前已發(fā)展到近8000名員工,綜合開發(fā)熱收縮產(chǎn)品規(guī)格品格達3000余種,子公司遍布世界各地,其年產(chǎn)值近30億美元。
產(chǎn)品種類繁多,廣泛應(yīng)用于工業(yè),電子工業(yè),汽車工業(yè),電力系統(tǒng),通訊,石油化工工業(yè)等領(lǐng)域,壟斷了大部分國際市場。由于熱收縮材料應(yīng)用廣泛,在一些發(fā)達 早已引起重視,許多西方 以及亞洲的日本,韓國等也先后開始了生產(chǎn)。
如日本住友電工,針對汽車工業(yè)和家電工業(yè)優(yōu)先發(fā)展了細管熱縮材料生產(chǎn),產(chǎn)值已近億美元;之后騰倉,沽同等均開始了生產(chǎn)。較大的公司還有美元的3M公司,西屋電器等。南韓的金星公司,前蘇聯(lián)及歐洲荷蘭,英,法,瑞典等國均形成了規(guī)模生產(chǎn),但這些公司產(chǎn)品品種單一,遠不如Raychem綜合開發(fā)能力強,品系多,覆蓋面廣。
熱縮材料的市場,目前仍處于青春發(fā)育時期,由于熱縮材料是高技術(shù)產(chǎn)品,利潤高,效益好,因而國際上的競爭也日趨激烈。5.國內(nèi)發(fā)展概況:國內(nèi)幾乎與國外同步,50年代末在中科春應(yīng)化所建立了我國 個高分子輻射化學(xué)研究室,進行基礎(chǔ)研究。
60年始了熱收縮材料和電線輻射交聯(lián)研究,并成功地應(yīng)用于“東方紅”人造衛(wèi)星。為發(fā)展輻射加工工業(yè),籌建了我國 個輻射中試基地(今天的吉林輻射化學(xué)工業(yè)公司前身),奠定了熱收縮材料在我國研制生產(chǎn)的基礎(chǔ)。70年代初,長春應(yīng)用化學(xué)研究所積極承擔(dān)了 “八三”工程石油管路防腐工作,開展了輻射交聯(lián)聚乙烯片,帶,膜的研究,應(yīng)用于石油輸油管線的防腐工程。
80年代初,由應(yīng)化所牽頭,聯(lián)合吉林輻化所,水電部武漢高壓所,受 科委,水電部的委托和支持,完成了電力電纜熱收縮附件的攻差,并迅速推廣使用,打破了Raychem公司產(chǎn)品一統(tǒng)天下的局面,促進了我國該項高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展。
套管取大于93℃作為其維卡耐熱指標還是偏的,能夠滿足電力電纜長期運行的要求。套管環(huán)片熱壓縮力的試驗條件是參照日本和臺灣電纜塑料導(dǎo)管技術(shù)標準的有關(guān)規(guī)定,結(jié)合國內(nèi)電力排管使用經(jīng)驗而提出的。《埋地式高壓電力電纜用氯化聚氯乙烯(PVC-C)套管》QB/T2479—2004標準的規(guī)定要求加溫方法是80℃/1h,試驗指標分別是大于和,前者適用于車行道,后者適用于綠化帶或禁止車輛行駛的人行道。
這項試驗指標是埋地式電力電纜套管的重要指標,它反映了套管的實際使用狀態(tài),控制套管在80℃高溫條件下,仍然保持較好的抗變形能力,滿足套管內(nèi)電力電纜運行可靠。4.蠕變,老化與腐蝕塑料套管不僅對溫度變化的反應(yīng)十分敏感,在蠕變,老化等方面也與鋼材,混凝土等管材有很大差異。
在工程中鋼材,混凝土等材料的強度對使用溫度和時間的沒有很明顯的影響,而塑料套管的強度與荷載的持續(xù)時間,溫度是密切相關(guān)的。其十生能受環(huán)境或外力長時間的影口向會明顯下降,致使套管發(fā)生變形,破壞,逐漸喪失使用功能。
為了減緩上述影響,一是在管材中添加適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定劑和防老劑,二是提高管材一定的儲備,以保證管道在規(guī)定的使用期內(nèi)不發(fā)生強度破壞。所以塑料套管的系數(shù)還具有耐久性的含義,除了要考慮其公差,材質(zhì)的均勻J,哇以外,還要考慮其蠕變,工作條件以及所設(shè)定的土層參數(shù)與實際情況差異等綜合因素,裕度一般遠遠大于鋼材與混凝土,也就使管材強度隨長期使用的變化,始終保持在設(shè)計的允許范圍內(nèi)。
對于在高溫情況下管材性能的變化,其老化程度是根據(jù)塑料表面在試驗中的一些變化來評價。如試樣發(fā)生局部粉化,龜裂,斑點,起泡及變形等外觀的變化。因此套管還應(yīng)進行80℃的耐熱老化試驗,以確保氯化聚氯乙烯(PVC—C)套管使用壽命在50年。
另外,塑料套管的耐腐蝕性能主要取決于其原材料的成分,性質(zhì),而氯化聚氯乙烯(PVC—C)套管的主要原材料成分本身就具有較好的耐酸堿腐蝕性能足以抵御一般土壤中較低酸堿濃度的腐蝕。塑料套管因埋入地下而不存在受紫外線輻射的老化問題。
隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的突飛猛進及城市化進程的日新月異,對電纜套管不僅在數(shù)量會有較大增幅,在品種和質(zhì)量上也會有新的需求,如近期非開挖專用電力管材,環(huán)保型電纜套管的應(yīng)用等,既推動了塑料管業(yè)的進步,也適應(yīng)了電力事業(yè)加快發(fā)展的要求。我們希望輕工塑料行業(yè)在我國的經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮越來越重要的作用,為電力發(fā)展提供更多更好的產(chǎn)品。
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