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超高分子量聚乙烯为什么最适合做煤仓衬板?
文章来源 : 原创 发布时间 : 2019-6-29 10:40:48 浏览量 :

超高分子量聚乙烯板介绍

 


超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)是热塑性工程塑料,被世界公认为“令人惊异的工程塑料”,其物理、化学、电性能十分优异,广泛应用于化学工业、食品和饮料加工机械、铸件、木材加工工业、散装材料处理、医疗上的人工移植器官、采矿加工机械、纺织机械及交通运输车辆、体育娱乐设备等领域。它的分子结构与普通聚乙烯的基本相同,但分子量却高达100万以上,因而具有不同于普通聚乙烯的一些特殊性能,其中最显著的应用特性就是能代替钢材,用来制作管材、化工阀门、泵和密封填料、纺织机械的齿轮和皮结、输送机的蜗轮杆、轴承、轴瓦、煤块滑道、各种料斗和筒仓的衬里材料以及食品加工机械的料斗和辊筒、体育用品和溜冰场等。超高分子量聚乙烯的耐磨性比钢材好,价格却比钢材低,因而受到人们的关注和欢迎。加上本公司借鉴国外同行的加工技术和自身的丰富生产经验, 用超高分子量聚乙烯制成的产品性能极佳。

主要特性是:

    1、UHMW-PE制品的独特分子结构,使它具有超然的抗滑动磨擦能力。耐磨性高 于一般的金属和资料制品,是碳钢的6.6倍,不锈钢的5.5 倍,黄铜的27.3倍,尼龙的6倍,聚四氟的5倍。

    2、极高的耐冲击性

    在现有的工程塑料中本产品的冲击韧性值最高,许多材料在严重或反复爆炸的冲击中会裂纹、破损、破碎或表面应力疲劳,本产品按GB1843标准,进行悬臂梁冲击试验达到无破坏。

3、良好的耐化学腐蚀性

 本产品可以耐烈性化学品的侵蚀,除对某些强酸在高温下有轻微腐蚀外,在其它的碱液,酸液中不受腐蚀,可以在温度小于80℃的浓盐酸中应用在浓度小于75%在硫酸中,浓度小于20%的硝酸中性能稳定,对海水、液体洗涤剂性能也很稳定。

    4、很低的磨擦系数,特殊的不粘性

    由于本产品内含蜡状物质,磨擦系数(196N,2小时)仅为0.219MN/m(GB3960)自身润滑性很好。自身滑动性能优于润滑的钢和黄铜,特别是环境恶劣、灰尘、泥沙多的地方,本品的自身干润滑性能更充分的显示出来,不但能运动自如,且保护相关工件不被磨损、拉伤。

    5、无毒性

    本产品是少数几种对生物完全无毒且无味,无嗅产品,可以直接用于仪器机械和医疗器械。

    

    6、热学性能

    本品按ASTM(负荷4.6kg/cm2)方法测定,热变形温度为85℃,在较小负荷下使用温度可达90℃。在添加阻燃剂后,可以不起火焰。耐低温性能优异,其耐冲击性,耐磨性在零下269℃性能不变,是唯一经受得住接近绝对零度的工程塑料。

    7、表面非附着性

    本品由于磨擦系数小和无极性,具有很好的表面非附着性。现有的材料一般在PH值为9以上的介质中均结垢,本品则不结垢。这一特性对火电站用于排煤粉灰系统有重大意义。

    8、其它特性

    本品还有吸能、吸噪音、抗静电、对中子具有屏蔽能力,不吸水(6%)、比重轻(一般为0.96)耐性好、容易机械加工、可着色等突出特性。

上述特性是本产品的基本性能,还可以根据各种不同的需要,加入添加剂进行改性,如:增强强度、阻燃性等。

 

品  种

规格(mm)

(长×宽×厚)

用    途

高耐磨板

2000×1000×(4~9)

6000×1000×(10~50)

料仓衬里、港口机械、矿山机械、建筑机械、溜槽、料斗

纯超高板

2000×1000×(4~9)

6000×1000×(10~50)

运输机械、食品、包装、环保、造纸、陶瓷

抗静电板

2000×1000×(4~9)

6000×1000×(10~50)

矿山井下作业、防静电部位

阻燃板

2000×1000×(4~9)

6000×1000×(10~50)

矿山井下作业、防燃烧部位

彩色板

2000×1000×(4~9)

6000×1000×(10~50)

包装业,装饰材料、护岸板

双色板

2000×1000×(4~9)

6000×1000×(10~50)

易发现磨损,检查方便

防紫外线板

2000×1000×(4~9)

6000×1000×(10~50)

露天输煤线上漏斗防太阳暴晒老化,码头护岸板

 

 

 

 

应用领域

    UHMWPE可以代替碳钢、不锈钢、青铜等材料用于纺织、造纸、食品机械、运输、医疗、煤矿、化工等部门 。如纺织工业上技梭器、打梭棒、齿轮、联结 、扫花杆、缓冲块、偏心块、杆轴套、摆动后果等耐冲击磨损零件。造纸工业上做箱盖板、刮水板、压密部件、接头、传动机械的密封轴杆、偏导轮、刮刀、过滤器等;运输工业上做粉状材料的料斗、料仓、滑槽的衬里。
    UHMWPE可做各种机械的零部件,包括食品机械的齿轮、蜗轮、蜗杆、轴承。化工中做泵、阀门、档板、滤板。医疗上,还可用于心脏瓣膜、短形外科零件,人工关节及节育植入体。体育上做滑冰地板、滚地球道、滑雪板、机动雪橇零件。UHMWPE可以做高模量纤维,制造防弹衣、飞机座椅、海运、渔业用绳索等。
    应用范围与聚酰胺、聚四氟乙烯相近,耐磨性超过碳钢,做齿轮、轴承、轴瓦、星轮、阀门、泵、导轨、密封填料、设备衬里、滑变板、人工关节等,纤维作防弹衣、绳索
    超高分子量聚乙烯具有许多优异的性能,然而如此优异的工程塑料却很少有人知道它的存在,这主要是由于以前对超高分子量聚乙烯的熔体特性研究不足,加工方法基本上还停留在落后的压制一烧结工艺上。近年来,随着超高分子量聚乙烯加工技术的不断发展,其制品已在许多领域中获得了成功的应用。

煤矿工业

超高分子量聚乙烯在煤矿工业中的应用具有广阔的前景。由于该材料具有高耐磨性、摩擦系数小、耐冲击、成本低、工艺性能好等特性,可利用该材料制成煤矿机械轴瓦、轴套、平板,压滤机滤板,喷浆机摩擦片及筛板等。这样不仅延长了使用寿命,同时也提高了工作效率,可带来巨大的经济效益和社会效益。采煤用的溜道材料改用超高分子量聚乙烯后,不但可以节省大量钢铁,减轻劳动强度,还可以降低原溜道的坡度,增大煤的产量。煤仓采用超高分子量聚乙烯衬里之后,可提高煤仓的储量和防止堵塞。超高分子量聚乙烯用作洗煤厂震动筛煤机的筛板,可降低噪音,改善劳动环境。此外,超高分子量聚乙烯还可用于制造煤的输送管道、过滤器的刮板等的材料。

设备衬里

利用超高分子量聚乙烯的自润滑与难黏附性、耐磨与耐冲击性,可制成推土板衬里,挖土机铲斗和自卸车车厢的内衬。为了稳定输送煤、水泥、石灰石、小麦、砂糖等粉粒,这些物质的料仓、料斗、槽均可用超高分子量聚乙烯的板材作衬垫。
  过去粮食加工厂采用钢管进行风送粮食,带来钢管磨损和粉尘污染环境的问题,并有造成粉尘爆炸的危险,每年要消耗大量钢材。北京面粉二厂" 采用超高分子量聚乙烯片材卷成管(代替整管试验)做管衬,发现耐磨度提高了7~10倍,而且改善了环境,减小了噪音,避免了爆炸的危险。
纺织工业

超高分子量聚乙烯在纺织工业上的使用历史最长。织布机上的部件需要具有耐冲击性、防震裂性、自润滑性和消音性,使纺织机械成了超高分子量聚乙烯最早应用的领域。从20世纪50年代第一个超高分子量聚乙烯部件生产出来之后,相继有200多种超高分子量聚乙烯的纺织部件问世。超高分子量聚乙烯的韧性在高速织布机的皮结上得到充分显示:皮结的作用就是停止和敲击梭子,使它左右来回运动穿过织布机。梭子通常是3-5 kg重的钢制品,在最高速度下,冲击次数可达200次/rain。
    在使用超高分子量聚乙烯之前,能接受如此冲击力的只有水牛皮结,它可经受100万次冲击。而在相同条件下,采用超高分子量聚乙烯皮结可以接受500万~1 500万次冲击 。目前,国外在每台纺织机上应用的超高分子量聚乙烯零件平均有3O件。如投梭器、打梭棒、齿轮、联结器、扫花杆、缓冲块、偏心块、杆轴套、摆动后梁等耐冲击磨损零件 。

化学工业

    超高分子量聚乙烯的耐磨性和耐药品性使其在化工机械中独具优势。采用超高分子量聚乙烯代替金属材料制成的耐酸泵、传动机械、水泵、轴套、密封垫板、齿轮等,不仅使用寿命大大延长,而且使成本大为降低
  超高分子量聚乙烯还可作改性添加剂,添加到别的化合物中达到改善其化学性能的目的。如采用振动旋转搅拌机可使熔融的超高分子量聚乙烯渗透到聚丙烯中,使无定型的超高分子量聚乙烯与聚丙烯形成复杂的连续网状结构,从而改善聚丙烯的断裂伸长率和屈服强度。超高分子量聚乙烯还可用作聚丙烯的冲击强度改性剂、拉伸强度改性剂和增韧增强剂。
造纸工业

造纸业是超高分子量聚乙烯应用较普遍的领域,利用超高分子量聚乙烯的耐磨性与耐冲击性,可用于制造偏导轮、刮刀、喷嘴与过滤器等。超高分子量聚乙烯可广泛用于造纸机的吸水箱盖板、刮水板,它保护了价格昂贵的铜网或不锈钢网,减少了停机时间,为造纸业创造了极大的经济效益。目前,造纸工业所需超高分子量聚乙烯量占其总消费量的10%,给造纸业创造了极大的经济效益。
通用机械

    超高分子量聚乙烯由于具有优良的耐磨性、耐冲击性,故在机械行业得到了广泛应用。用超高分子量聚乙烯制作农用收割机的齿轮,比钢制品便宜1/3,而寿命则要高2倍。因超高分子量聚乙烯在一269(液氦温度)如此极低温度下仍能保持各种特性,故常用作冷冻机等低温装置的机械部件。又因超高分子量聚乙烯对放射性射线有较好的遮蔽效果,故可用作原子能发电站的遮蔽板。

医用材料

由于超高分子量聚乙烯的卫生、无毒和极好的耐磨性,是理想的医用高分子材料,可用于心脏瓣膜、矫形外科零件、人工关节及节育植入体等。从使用性能上看,由超高分子量聚乙烯制成的人工髋关节,耐磨性和安全性比聚四氟乙烯更为优异。20世纪60年代初就有人用超高分子量聚乙烯作为人体髋关节,五年后经过检验,磨损量还不到1 mnl,据资料报道,优质超高分子量聚乙烯髋关节的耐磨时间可达50年。

机械运输工业

    在铁路系统上,可用超高分子量聚乙烯作连接器的耐磨板材、支持架、贮藏车和卸货物件。农业机械、交通运输工业使用的传送装置、滑块座、固定板、导轨等如用超高分子量聚乙烯取代金属材料,使用寿命可提高10~50倍。

超高分子量聚乙烯管材在矿粉、矿浆、砂石及电厂灰渣输送方面的用途:超高分子量聚乙烯由于具有极高的耐磨性、自润滑性和耐腐蚀性,特别适合于煤粉、矿粉及固液混合浆状物的输送。普通钢管用于输送选矿厂的煤粉、磁铁粉等重介质,由于磨损严重,平均每4个月就要更换一次,如果采用超高分子量聚乙烯管材,寿命将大大增加。此外,超高分子量聚乙烯除应用于煤矿外,还可应用于铁矿、锰矿等黑色金属矿业;铜矿、金矿、铝矿等有色金属矿业;石墨矿、石灰矿、铝土矿、石膏矿等非金属矿业。超高分子量聚乙烯管材也非常适用于水利航运部门航道(海航、江航及河航)及码头清理泥沙所需的抽送管路等。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

山东华奥塑业有限公司

料仓衬板安装规程

为确保超高分子量聚乙烯板(UHMW-PE)优异性能的发挥,使安装工程能够安全、快捷、高质量的进行,进一步延长料仓的使用寿命,特制订本规程。

    一、考虑到松散物料的栖息角及物料与衬板的磨擦系数,建议料仓斜面与水平方向夹角α>68°(如图一、图二所示)。这样经安装衬板后物料可以在整个仓体内实现整体流动,避免或减小了滞留区,不必使用振荡器和空气炮。

 

图一 未安装衬板物料流动情况       图二 安装衬板后物料流动情况

 

二、衬板安装前应对料仓情况进行检查,对有凸起或凹陷之处应尽量处理平整,对已使用过的水泥仓还应预先进行彻底的清仓处理,以防止衬板安装不紧或掉板情况发生。

 

三、衬板安装前,还应根据料仓的实际情况制订出安装工艺,在安装时遵照执行。

四、衬板安装时,应尽量减少与物料流动方向垂直的接缝(如图三、图四),以减少物料的流动阻力,达到最佳的物流效果

 

图三、锥形仓衬板图                   图四、筒仓或方仓衬板图

 

    五、安装前衬板剪裁下料应对上下边打45°坡口。板与板之间的接缝处应按“上盖上”的方式搭接安装,而且要根据当地气候、料仓形状、大小的不同,预留不同尺寸的伸缩缝(如图五所示)。

 

图五  衬板的搭接与安装

  六、衬板与仓壁的连接,根据仓体材料的不同,其连接方法不同,主要有以下两种:

1、如果基体是钢板,衬板与钢板连接时,采用特制的沉头螺栓直接与钢板焊接,然后在衬板上钻阶梯孔,用凹形垫片、螺母连接或沉头螺钉连接(如图六所示)。

 图六、焊接螺栓连接法

    2、如果基体是混凝土,衬板与基体连接时,采用在UHMW-PE板上钻阶梯孔,使用特制的凹形垫片、内膨胀式螺栓连接(图七)。

 图七、膨胀式膨胀螺栓连接法

  七、螺栓(或螺钉)固定到衬板上后,必须保证螺栓(或螺钉)低于衬板表面,以防止物料长期冲击造成螺栓松动、衬板脱落。

    八、由于UHMW-PE线膨胀系数为2×10-11/K,而碳钢的线膨胀系数为(1.06~1.22)×1051/K,差异较大,所以,在设计梯形孔时,也应注意预留膨胀余量。

    九、连接孔的位置,根据选用UHMW-PE板材厚度的不同,孔的位置和间距也不同。一般不低于7条/M2螺栓。孔边距为30-50mm。

    十、衬板安装完成后,在钢板料仓最上边的衬板上,边钢板保护(图八),以防止物料进入板与板的间隙处;混凝土料仓一般要求全衬,最上边的衬板采用螺栓加密的方法加固。


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