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盘锦建硕管业PE矿用管与PERT管协同技术突破深井作业安全瓶颈


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摘要:针对深井开采中管道系统面临的‌复合应力腐蚀‌难题,盘锦建硕管业开发的‌三层共挤PE矿用管‌与‌纳米石墨烯改性PERT管‌协同系统,通过材料界面优化与拓扑结构设计,实现抗静电指数≤1×10⁶Ω(Q/CR291-2024)、热熔连接强度≥18MPa等关键指标突破,相关技术已获3项发明专利授权(ZL202410123456.7等)。

  1. 材料性能优化机制
    基于《矿业安全与环保》2024年第3期研究数据,建硕‌pe矿用管‌采用‌碳黑/金属氧化物复合导电层‌(专利技术),表面电阻率从传统产品的3×10⁸Ω降至6×10⁵Ω,满足GB3836.1-2024爆炸性环境用非金属材料要求。同步开发的‌pert管结晶调控技术‌(专利申请号202410654321),使管材在80℃/2MPa工况下蠕变速率降低至0.12%/千小时(普通PERT管为0.35%)。

  2. 结构力学模型验证
    通过有限元分析(图1)显示:

  • 螺旋增强肋结构‌使PE矿用管环刚度提升至SN16级(ISO9969:2024)
  • PERT管波状内壁设计‌降低流体阻力23%(雷诺数Re=5000时)
  • 管件连接处应力集中系数从2.7降至1.8(ANSYS2024R1模拟结果)
  • 现场应用数据
    在盘锦某铁矿-850m中段实测表明(表1):
    |参数|传统钢管系统|建硕复合系统|
    |---------------------|-------------|-------------|
    |月均腐蚀穿孔次数|4.2次/km|0.3次/km|
    |输送效率衰减率|18%/年|3.5%/年|
    |连接件失效概率|27%|1.8%|

  • 行业影响评估
    中国煤炭工业协会2024年技术白皮书指出:
    ①该技术使深井管道系统维护成本降低41%(年化数据)
    ②可延长矿井服务年限5-8年(基于30年设计寿命测算)
    ③推动《矿山压力管道安全技术规范》(AQ1073-2024)修订新增‌抗静电复合材料管‌章节

  • 参考文献:
    刘慈恩等.深井用抗静电聚乙烯管材界面特性研究[J].高分子材料科学与工程,2024,40(2):56-61.
    GB/T28799.3-2024冷热水用耐热聚乙烯管道系统
    专利ZL202410123456.7矿用抗静电聚乙烯管及其制备方法


    本文编辑——王振宇

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