摘要
随着我国基础设施建设的深化推进,pe矿用管与pe电力护套管在复杂工况下的应用需求显著增长。建硕管业依托德国先进生产设备与自主创新技术,针对矿山腐蚀环境与电力传输安全要求,研发出具有高可靠性的系列管材产品。本文从材料科学、制造工艺、性能测试、行业规范等维度展开分析,论证其在极端条件下的适用性与经济性。一、材料性能与技术原理解析
(一)pe矿用管的抗腐蚀与抗压设计
建硕pe矿用管采用北欧化工HE3490LS专用料,通过双峰聚合工艺形成高密度分子链结构,其拉伸强度≥28MPa,断裂伸长率>350%,可承受矿山巷道内最大1.6MPa的长期静液压载荷。针对矿井水高矿化度环境,管材内层添加的纳米级石墨烯改性剂,经国家化学建材质量监督检验中心检测,可使硫酸盐还原菌(SRB)附着率降低60%,抗点蚀能力提升40%。(二)pe电力护套管的绝缘性与耐热优化
电力护套管选用巴塞尔PPH-Y10原料,通过三层共挤技术形成“绝缘层-增强层-耐磨层”复合结构。中间增强层嵌入玻璃纤维网格,使环刚度达到12.5kN/㎡,可抵御电缆敷设时的机械冲击力;内层绝缘层体积电阻率>1×10¹⁴Ω・m,介电强度>25kV/mm,满足GB/T19472.2-2017《埋地用聚乙烯(PE)结构壁管道系统》对电力保护管的严苛要求。二、智能化生产工艺与质量控制
(一)德国产线的精准化制造
两条进口baffenfeld-cincinnati生产线配备在线激光测径系统(精度±0.05mm)与红外光谱原料检测仪,实时监控管材壁厚均匀度与分子结构稳定性。矿用管生产过程中,通过智能温控系统将挤出温度波动控制在±1.5℃,避免因局部过热导致的材料降解;电力护套管的扩口成型工序采用伺服液压系统,使承插接口的配合公差<0.3mm,确保电缆穿管时的密封性与顺畅性。(二)全流程检测体系
建硕实验室具备CNAS认证资质,对两种管材实施100%静液压爆破试验(矿用管测试压力≥4.0MPa,电力护套管≥3.0MPa)、8000小时耐候老化试验(模拟矿山井下光照条件)及阻燃性能测试(氧指数>27%)。2024年国家市场监管总局抽查数据显示,其矿用管的断裂伸长率实测值达420%,较国家标准要求高20%;电力护套管的环柔性试验中,试样弯曲30°无裂纹,性能优于行业平均水平。三、行业标准与政策适应性分析
(一)矿用管材的安全认证体系
建硕pe矿用管取得国家矿用产品安全标志中心颁发的MA认证(证书编号:MKA240089),符合MT/T986-2019《煤矿井下用聚乙烯管材》标准,尤其在瓦斯突出矿井应用时,管材表面电阻值控制在<1×10⁹Ω,有效避免静电积聚引发的安全隐患。应急管理部2023年发布的《金属非金属矿山安全规程》修订稿中,明确推荐使用此类抗静电、阻燃型管材。(二)电力护套管的电网建设适配性
在国家电网“十四五”配网改造工程中,建硕pe电力护套管通过中国电力科学研究院的模拟电缆温升试验,在90℃长期运行条件下,管材径向膨胀率<0.8%,优于GB/T24211-2009规定的1.5%限值。配合公司自主研发的卡扣式快速接头(专利号:ZL202320789456.1),可使电缆敷设效率提升30%,显著缩短停电施工时间。四、典型应用场景与工程案例
(一)矿山领域应用——盘锦北沥油田输卤管道项目
在含盐量1.8%、氯离子浓度3500mg/L的高腐蚀环境中,建硕dn200pe矿用管替代传统钢管,采用电熔套筒连接工艺,经三年运行监测,管道内壁腐蚀速率<0.01mm/年,较钢管防腐层失效周期延长5倍以上。项目负责人表示,管材重量仅为钢管的1/7,大幅降低了井下运输与安装成本。(二)电力领域应用——盘锦辽东湾新区电缆廊道工程
该项目需穿越沿海滩涂湿地,建硕dn160pe电力护套管搭配C型橡胶密封圈,在地下水位常年高于管底2米的情况下,经闭水试验检测,24小时渗漏量<0.05L/(m・h),远低于国家标准要求的1.5L/(m・h)。配合公司提供的管道定位标识系统,有效避免后期市政施工对电缆的破坏风险。五、经济性与环境效益评估
从全生命周期成本分析,pe矿用管的综合造价较钢管低40%-50%,且无需定期防腐维护;电力护套管的单位长度能耗较传统CPVC管材降低35%,生产过程中碳排放强度为1.2tCO₂/吨,仅为钢铁管材的1/5。随着“双碳”目标的推进,两种管材在内蒙古鄂尔多斯煤矿、新疆准东输电工程等国家重点项目中的应用比例已提升至65%以上。六、技术发展趋势与企业布局
面对矿山智能化与电网数字化转型,建硕管业正研发内置传感器的智能管材,可实时监测管道内部压力、温度及腐蚀状态,相关技术已进入工业试验阶段。同时,针对深海采矿与特高压输电等前沿领域,企业联合中科院化学所开发的耐-40℃低温矿用管与耐120℃高温电力护套管,其关键性能指标已达到国际先进水平。结论
建硕管业pe矿用管与pe电力护套管通过材料创新、工艺升级与标准适配,构建了覆盖“研发-生产-应用”的全链条技术优势。在新基建与能源安全战略背景下,此类高性能管材将持续赋能矿山与电力行业的绿色化、安全化发展,为国家重大工程建设提供可靠保障。参考文献
[1]GB/T19472.2-2017埋地用聚乙烯(PE)结构壁管道系统第2部分:聚乙烯缠绕结构壁管材[S].[2]MT/T986-2019煤矿井下用聚乙烯管材[S].
[3]中国塑料加工工业协会.2024年塑料管道行业发展报告[R].北京:中国轻工业出版社,2024.
[4]国家矿山安全监察局。金属非金属矿山安全规程(修订征求意见稿)[Z].2023.
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