邱培宏

摘 要：增強(qiáng)MC尼龍管廣泛應(yīng)用于石油、石化、化工、礦山、純堿、熱電脫硫等行業(yè)中。本文對(duì)增強(qiáng)MC尼龍管在油田及純堿行業(yè)的研發(fā)與應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)述，以期得到更廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：尼龍管；性能；應(yīng)用

0 前言

增強(qiáng)MC尼龍管廣泛應(yīng)用于石油、石化、化工、礦山[1]、純堿[2]、熱電脫硫等行業(yè)中已達(dá)二十余年，并取得了巨大成效。本文對(duì)增強(qiáng)MC尼龍管在油田及純堿行業(yè)的研發(fā)與應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)述，以期得到更廣泛的應(yīng)用。MC尼龍?jiān)诰酆锨巴ㄟ^定量增添其他添加劑可以有效提高M(jìn)C尼龍的理化性能，如提高抗紫外線強(qiáng)度、潤(rùn)滑性、導(dǎo)電性能、強(qiáng)度和耐壓等是增強(qiáng)MC尼龍管所具有的卓越性能，也是通過擠壓成型其他工程塑料管無(wú)法實(shí)現(xiàn)的技術(shù)特性。

1 增強(qiáng)MC尼龍材料的研發(fā)

MC尼龍又稱單體澆鑄尼龍，將原料己內(nèi)酰胺單體熔融后，用堿性物作催化劑，與活化劑等助劑一起制成待聚單體，直接注入預(yù)熱到一定溫度的模具中，使物料在模具內(nèi)進(jìn)行聚合反應(yīng)，凝結(jié)成堅(jiān)韌的成型鑄件，再經(jīng)過有關(guān)工藝處理，得到預(yù)定的制品MC尼龍管。而在MC尼龍中加入一定量的玻璃纖維等添加劑后生成增強(qiáng)MC尼龍[3]。增強(qiáng)MC尼龍與純MC尼龍相比，所具有的機(jī)械強(qiáng)度、剛性、耐熱性、耐蠕變性和耐疲勞強(qiáng)度得到了大幅度提高，耐疲勞強(qiáng)度是未增強(qiáng)的MC尼龍的2.5 倍。由于尼龍屬于聚酰胺，在它的主鏈上有氨基。氨基具有極性，會(huì)因氫鍵的作用而相互吸引。所以尼龍容易結(jié)晶，可以制成強(qiáng)度很高的纖維。增強(qiáng)MC尼龍是一種新型的工程塑料，其物化性質(zhì)優(yōu)于高分子聚乙烯、高分子聚丙烯、聚氯乙稀等工程塑料。

2 增強(qiáng)MC尼龍管的技術(shù)性能與特點(diǎn)

2.1 耐腐蝕性

增強(qiáng)MC尼龍管具有良好的耐腐蝕性。由于增強(qiáng)MC尼龍管是尼龍聚合體，其分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性更強(qiáng)。增強(qiáng)MC尼龍管適應(yīng)各種酸性和堿性介質(zhì)環(huán)境，尤其是堿性介質(zhì)環(huán)境，其耐腐蝕性更佳。在常溫下，增強(qiáng)MC尼龍管適用各種酸堿溶液及無(wú)機(jī)鹽溶液，適用多種有機(jī)溶劑及有機(jī)物產(chǎn)品。因此，增強(qiáng)MC尼龍管在化工產(chǎn)業(yè)中有廣闊的應(yīng)用范圍。這是好多金屬管道如鋼管、鑄鐵管道、甚至不銹鋼管所不能相比的。

我國(guó)的勝利油田地處渤海灣畔的鹽堿地區(qū)，土壤含有大量的Cl-及其他Na2+、Ca2+、Mg2+等金屬離子的鹽類，對(duì)原鋼制管道的外腐蝕極為嚴(yán)重，鋼制管道經(jīng)常因電化學(xué)腐蝕導(dǎo)致管道泄漏。勝利油田的埋地采油輸油管道從1994年起使用一直至今，仍在正常使用。增強(qiáng)MC尼龍管道的抗酸堿優(yōu)越性在勝利油田埋地輸油管道中得充分表現(xiàn)。

純堿行業(yè)中的氨鹽水管道，氨蒸汽管道中的流體呈堿性狀態(tài)。高pH值和Cl-對(duì)管道的腐蝕相當(dāng)嚴(yán)重。鑄鐵管道的使用壽命最多5年，而大多數(shù)管道經(jīng)常是2年必須更換。管道腐蝕后進(jìn)入系統(tǒng)的鐵離子，還會(huì)導(dǎo)致純堿產(chǎn)品質(zhì)量的嚴(yán)重影響。如青島堿業(yè)股份有限公司從1993年開始使用增強(qiáng)MC尼龍管，在氨鹽水系統(tǒng)逐漸全部替代鑄鐵管道，已經(jīng)經(jīng)歷了20多年的考驗(yàn)，到目前第一批管道仍然還在使用，足見管道的耐腐蝕性極強(qiáng)。從上世紀(jì)90年代初期至今，增強(qiáng)MC尼龍管已經(jīng)普遍被純堿行業(yè)認(rèn)可，并逐步替代鑄鐵管或其他非金屬管道。如2009年建成的江蘇井神股份公司、淮安實(shí)聯(lián)化工、昆山化工、青海五彩礦業(yè)等純堿廠在建設(shè)項(xiàng)目中，除蒸汽和水管道外，幾乎全部使用了增強(qiáng)MC尼龍管或鋼襯尼龍管。天津天辰設(shè)計(jì)研究院為幾個(gè)國(guó)外純堿廠的設(shè)計(jì)也采用了大量增強(qiáng)MC尼龍管或鋼襯尼龍管道。

2.2 耐磨性

增強(qiáng)MC尼龍管具有良好的耐磨性。除其材料的洛氏硬度達(dá)到80～90，增強(qiáng)MC尼龍管還具有良好的自潤(rùn)滑性和韌性。因此，增強(qiáng)MC尼龍管對(duì)含有固體顆粒的流體，具有更好的耐磨性。青島堿業(yè)股份有限公司在1993年投用的碳化出堿液管道，直到2015年年底還在使用，而之前使用鑄鐵管道最多只能使用5年，彎頭部分經(jīng)常不到2年就被沖刷磨透，與鑄鐵管道相比，增強(qiáng)MC尼龍管的耐磨性更強(qiáng)。經(jīng)過在油田的輸油管道和純堿制造工藝中碳酸氫鈉懸濁液20多年的應(yīng)用證明，增強(qiáng)MC尼龍管的耐磨性遠(yuǎn)優(yōu)于碳鋼管或鑄鐵管。目前，純堿行業(yè)的新建、擴(kuò)建、技改項(xiàng)目中的碳化出堿管道，正在全部和逐漸用增強(qiáng)MC尼龍管替代鑄鐵管。

2.3 防結(jié)疤性

增強(qiáng)MC尼龍管的內(nèi)壁表面光滑，其光潔度甚至比拋光的不銹鋼還光滑。因此在飽和溶液輸送中，管道內(nèi)壁很難作為結(jié)晶的析出點(diǎn)，減少在管道內(nèi)壁的結(jié)晶過程，可有效地降低管道結(jié)疤具有良好的防止或延緩結(jié)疤的能力。因?yàn)樵诨どa(chǎn)中，結(jié)晶過程會(huì)在管道粗糙的表面上首先析出，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致管道阻力升高，使普通的管道功能喪失。純堿行業(yè)的氨鹽水輸送就是最典型的示例。氨鹽水在輸送過程中隨著溫度的降低，NaCl等復(fù)鹽在管壁上析出結(jié)晶體，但不會(huì)在尼龍管中形成結(jié)疤。

增強(qiáng)MC尼龍管的內(nèi)表面非常光滑，可有效降低結(jié)晶結(jié)疤的附著力。即使形成結(jié)疤，也很容易清理，對(duì)管道法蘭進(jìn)行適度的敲打，結(jié)疤就會(huì)自然脫落。清理后的尼龍管就可以繼續(xù)使用。這與鑄鐵管結(jié)疤后極難清理基本報(bào)廢處理相比，增強(qiáng)MC尼龍管的清理簡(jiǎn)便，重復(fù)性使用等優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)著顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

2.4 增強(qiáng)MC尼龍管性價(jià)比分析

增強(qiáng)MC尼龍管由于原材料及工藝制造成本的緣故，其造價(jià)高于碳鋼管或鑄鐵管。對(duì)于尚未接觸增強(qiáng)MC尼龍管的企業(yè)，對(duì)單純的管道價(jià)格望而卻步。這主要是沒有從工藝管道的綜合總投資考慮成本。如果按照工藝管道的綜合總投入計(jì)算投資成本，增強(qiáng)MC尼龍管其性價(jià)比還是非常高的。一是材料密度方面：增強(qiáng)MC尼龍的密度為1.16，是鋼材的1/7。對(duì)于同樣長(zhǎng)度的管道，其重量?jī)H為鋼管的1/7。因此按照噸位計(jì)算管道價(jià)格，增強(qiáng)MC尼龍管的價(jià)格僅為鑄鐵管的3倍。但是按照使用年限，增強(qiáng)MC尼龍管的使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鑄鐵管的3倍，按照20年的總投資，增強(qiáng)MC尼龍管的投資要比鑄鐵管低很多。二是防腐費(fèi)用方面：埋地增強(qiáng)MC尼龍管，可充分利用其優(yōu)良的防腐性能，不再需要外部防腐或進(jìn)行陰離子保護(hù)技術(shù)處理，可節(jié)省相當(dāng)大的防腐費(fèi)用。三是安裝、檢修費(fèi)用方面：由于增強(qiáng)MC尼龍管其密度僅是鋼管的1/7，重量大大減輕；由于具有良好的耐磨性，管道破損少，檢修和更換管道少，降低了成本。綜上所述，增強(qiáng)MC尼龍管確具有較強(qiáng)的性價(jià)比和社會(huì)效益。

3 增強(qiáng)MC尼龍管的未來發(fā)展

增強(qiáng)MC尼龍管研發(fā)20多年來，在石油行業(yè)、礦山行業(yè)、純堿行業(yè)、氯堿等行業(yè)得到普遍的應(yīng)用。隨著對(duì)增強(qiáng)MC尼龍管和鋼襯尼龍管的認(rèn)識(shí)和了解，越來越多的行業(yè)開始認(rèn)識(shí)和接受增強(qiáng)MC尼龍管的應(yīng)用。如軍工行業(yè)、城鎮(zhèn)市政給排水行業(yè)、制鹽行業(yè)、熱電脫硫行業(yè)。增強(qiáng)MC尼龍管的高性價(jià)比不僅使得項(xiàng)目的綜合投入成本降低，更重要的是保證了運(yùn)行的可靠性，產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)良性。增強(qiáng)MC尼龍管將通過技術(shù)改性，研發(fā)更加完善，適用更多行業(yè)的要求，不斷拓展不同應(yīng)用范圍和領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)

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