超高分子量聚乙烯管具有極其優(yōu)異的耐低溫性能,是其最突出的優(yōu)點之一,甚至優(yōu)于許多金屬和其他塑料管道。
一、以下是詳細的特性分析:
對比參考:普通聚乙烯(PE):脆化溫度約為-60℃ 至 -70℃。
聚氯乙烯(PVC):脆化溫度約為-10℃,在低溫下極易脆裂。
碳鋼:隨著溫度降低,韌性會急劇下降,存在一個“韌脆轉(zhuǎn)變溫度”,在低溫下容易發(fā)生脆性斷裂。
實際意義:這使得UHMWPE管能夠廣泛應(yīng)用于深冷環(huán)境,如液氮(-196℃)、液氧、液氬、液化天然氣(LNG,約-162℃)等介質(zhì)的輸送,完全不會發(fā)生脆化破裂。
這是UHMWPE最引以為傲的特性,在低溫環(huán)境下不僅不會變差,甚至反而得到增強。
機理:UHMWPE分子鏈極長,分子量極高(通常超過150萬),在受到?jīng)_擊時,其分子鏈能夠通過巨大的纏結(jié)網(wǎng)絡(luò)吸收和分散大量的沖擊能量。
表現(xiàn):在-40℃甚至-100℃的低溫下,其抗沖擊強度仍然是室溫下的數(shù)倍(有些測試表明可高達5倍以上)。用錘子重擊低溫下的UHMWPE管,它可能會發(fā)生變形但不易碎裂。
UHMWPE本身被譽為“耐磨之王”,其耐磨性在低溫下依然保持優(yōu)異。這對于輸送含有固體顆粒的漿體(如礦漿、煤漿)在低溫工況下至關(guān)重要,管道依然能保持長久的使用壽命。
雖然UHMWPE在高溫下的抗蠕變性一般(耐熱溫度較低,一般在80℃以下),但在低溫下,其分子鏈運動能力下降,結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,因此具有很好的尺寸穩(wěn)定性和抗蠕變能力,不會發(fā)生明顯的冷流變形。
基于其卓越的耐低溫特性,UHMWPE管廣泛應(yīng)用于:
1、液化天然氣(LNG)領(lǐng)域:用于LNG接收站、液化工廠的低溫輸送管道。
2、空分行業(yè):輸送液氧、液氮、液氬等低溫液體。
3、冷凍工程:作為冷庫的輸送管道,或接觸超低溫制冷劑的管路。
4、高寒地區(qū):在北極、高海拔等極端寒冷地區(qū)用于輸送水、漿體等,不怕凍裂。
5、化工行業(yè):輸送各種低溫化學(xué)介質(zhì)。
三、需要注意的方面(相對劣勢)
盡管耐低溫性能出色,但在選用時也需考慮其其他特性:
1、耐高溫性差:其高溫應(yīng)用一般不超過80℃(短期)和60℃(長期),這與它的耐低溫性形成鮮明對比。
2、熱膨脹系數(shù)大:塑料管道的通病,在設(shè)計管道系統(tǒng)時需要考慮熱脹冷縮的補償問題。不過,在低溫下管道是收縮的。
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