1松散材料運輸
固體顆粒、粉末等松散物料的輸送主要采用以空氣為載體的氣動管道輸送。在高速空氣輸送過程中，物料磨損管道，由於摩擦阻力，功耗和噪音較大。UHMWPE管具有耐磨、耐沖擊、低摩擦系數、自潤滑、不粘連、衛生、無毒、降噪、輕便等優點，可替代鋼管和不銹鋼管用於以下領域。
(1)糧食及飼料加工業
國內外糧食加工行業中的面粉廠、雜糧加工廠、碾米機、糧庫等都采用氣力輸送糧食[2]。但在高風速下用鋼管或鐵管輸送小麥、面粉、大米、谷物、大豆、玉米等糧食時，不僅噪音大，而且磨損嚴重。比如面粉廠運輸小麥，四個月後鐵管磨損穿孔。糧庫裏的糧堆是用氣動管道輸送的。通常經過壹次轉移，用過的鐵管會磨損報廢。現在京、青等地的面粉廠都采用鋼管或UHMWPE管內襯UHMWPE片，耐磨性提高了7~10倍，饋送噪音，改善環境。中國有2500多家大型面粉廠和數萬家中小型面粉廠[3]，因此UHMWPE鋼管的應用潛力巨大。
同樣，UHMWPE管也可用於飼料加工行業。國內外現代飼料廠都是用金屬管輸送物料。比如預混料生產線的原料接收過程中，礦物質等大成分粉狀原料通過正壓輸送系統，直接由風輸送到生產線的配料倉中；在成品包裝過程中，成品預混料通過風力輸送到濃縮飼料生產線的配料倉。到1994年底，全國飼料加工企業超過11000家。即使壹些企業采用了UHMWPE管材，其消耗量也相當可觀。
(2)石油和白酒業
油廠輸送管道彎頭磨損嚴重，尤其是輸送菜籽和餅粕時。比如油廠進料車間，用6mm鋼板進料，在輸送風速20m/s的條件下，約10d的彎頭處發生穿通；滾床車間除雜後的菜籽輸送彎頭為玻璃材質，厚度為5mm，輸送1400t菜籽後被磨穿。
啤酒廠豆粕、麩皮等原料，以及熟料、酒曲、脫脂酒渣等。都是靠氣動力輸送的。酒精廠的主要原料冬瓜，多為片狀，通常要用高風速輸送，造成較小的雜質(沙子等。)隨氣流運動，不僅運輸噪音大，而且管道磨損嚴重。如果采用UHMWPE管，可以延長管道的使用壽命，並且具有良好的消聲性能，大大降低了傳動噪聲。
(3)食品和制藥工業
食品工業中可以空運的物料有很多，如精鹽、奶粉、澱粉、土豆粉、糖、可可、調味品、豆渣、茶葉、葵花籽等。某加碘鹽精鹽廠利用φ125mm管道空運原鹽。鹽粒在管道中心運動時，對管壁有很強的摩擦力，尤其是在彎管處。幹味奶粉生產線為半自動封閉式，物料采用風力輸送。由於衛生要求，所有與材料接觸的部件都由昂貴的不銹鋼制成。如果使用UHMWPE管，會便宜得多。卷煙生產還涉及氣力輸送管道，國外從20世紀50年代就開始使用氣力輸送管道輸送煙葉、煙梗和煙絲。
在制藥工業中，藥丸和藥片也是通過氣動來輸送的。除了衛生要求，還要考慮粉碎的問題。UHMWPE煙鬥衛生無毒，在國外達到了日本衛生協會的標準，並獲得了美國美國食品藥品監督管理局(FDA)和美國農業部(USDA)的認可。它可以用來接觸食品和藥品，因此它不僅可以代替食品和藥品運輸中昂貴的不銹鋼管，而且由於它可以吸收沖擊能量，可以減少運輸中物料的破損。
(4)紡織和化學纖維工業
在紡織工業中，氣力輸送已廣泛用於輸送棉花、羊毛、廢棉、麻屑等纖維物料。現代混棉開棉是將原棉通過管道由氣流輸送到蓋板梳棉機，並不斷地向各機器分配纖維。化纖生產中的原料、半成品和產品，如滌綸長絲廠，也采用脈沖氣力輸送代替傳統的機械輸送。輸送的物料包括聚酰胺(PA)切片、聚酯切片、聚乙烯醇、短切纖維等。在輸送過程中，切片與管壁的沖擊摩擦產生大量粉末和絲屑，直接影響熔紡質量。如果使用UHMWPE管，由於該管可以吸收沖擊能量，所以可以減弱切屑和管壁之間的沖擊，並且可以減少粉末的產生。
(5)建築材料和散裝材料的運輸
在輸送水泥、石灰、砂(砂)石、混凝土、耐火材料、陶瓷原料、焙燒礦、鋁礬土、石膏等建築材料時，管道磨損較為嚴重。比如某水泥公司φ89mm×4.5mm的窯灰輸送管，用無縫鋼管只能用3個月。水泥輸送管道的彎曲部分雖然采用鑄鐵拱壁彎頭，但僅用了2年就磨損了。氣動卸料系統已廣泛應用於玻璃生產中。氣力輸送玻璃配合料的速度為10~15m/s，輸送過程中管道容易磨損。
UHMWPE管具有耐磨和自潤滑的優點。用於運輸流沙，其使用壽命可提高18倍，成本可降低24倍。與PA管相比，使用壽命提高3倍，成本降低近7倍。輸送時，管內阻力比金屬管小25%。
在散狀物料的運輸中，水泥、糧食、食鹽、鋁礬土、化肥、煤塊等各種散狀物料都需要通過氣力輸送裝置的卸料器進行輸送。在我國沿海接卸進口糧食的港口，散糧泊位配備吸糧機、裝載機和圓筒倉，中小港口的糧食泊位大多配備固定式吸糧機，都需要相應的耐磨輸送管道。到2000年，我國水泥散裝運輸量將達到6543.8+7億t以上，糧食散裝運輸量將達到6000萬t，由此看來，UHMWPE管在大宗物資運輸中有著廣闊的應用前景。
(6)化學工業
化工廠經常遇到向高壓反應器輸送物料的問題，如輸送鋁礬土、銅燒結礦、硫胺素、氯化鉀等。通過高壓旋轉給料，輸送粉狀原料如純堿、碳粉、粉狀塗料、顏料、染料、磷肥粉、洗滌劑、磷礦、粉狀氧化鋁、催化劑、硫酸鋇、二氧化鈦等。通過氣動輸送。生產電石、焦粉、石灰粉等。由正壓輸送，輸氣管道為碳鋼管。由於磨損很大，彎頭需要加耐磨襯裏。在塑料制品廠，氣力輸送不僅用於給單機供料，還用於集中給料系統，將各種原料通過管網送到各種塑料加工機械。在合成樹脂生產中，氣力輸送裝置用於輸送PE、PS、PA粒狀物料和PVC、聚丁二烯、酚醛樹脂等粉狀物料。比如齊魯石化公司年產6萬噸的tLLDPE裝置的氣力輸送，包括粉體輸送、共混均化、顆粒產品輸送。輸送塑料顆粒的問題是，顆粒磨損產生的粉末會附著在管壁上形成薄膜，如果使用具有自潤滑和不粘附特性的UHMWPE管，可以減少這種情況。
(7)礦粉輸送
選礦廠采用幹法自磨礦石時，磨出的產品需要用風排出。近年來，金屬礦山和煤礦開始采用氣動充填新技術，即利用氣動將矸石、礦渣等充填材料拋入采空區。鑄造用砂、煤粉、粘土、鐵屑、噴鐵丸等。在機械鑄造廠也是通過空運。在運輸這些礦粉時，由於磨損嚴重，普通鋼彎頭的使用壽命通常為6個月。還有就是煤礦、礦山輸送高密度介質時鋼管容易磨損的問題。比如某選煤廠用鋼管輸送磁粉，鋼管平均每四個月就需要更換壹次；某鐵礦使用的300m-m鐵精礦輸送管道為普通鋼管時，每年翻180就要報廢。如果采用UHMWPE管，可以顯著提高其使用壽命，減少維護工作量。
(8)電廠幹除灰
我國火電廠幹除灰系統壹般采用負壓、低正壓、正壓輸送等氣力輸送。由於輸送速度高達15~25m/s，輸灰管道磨損嚴重，使用壽命短。比如某電廠6臺機組8根鋼灰管輸送幹灰，彎頭使用壽命只有3個月。在幹灰溫度較低的情況下，使用UHMWPE管可以大大提高使用壽命。
2泥漿運輸
漿體固液混合物主要以水為載體通過液壓管道輸送，容易出現磨損、腐蝕、結垢等問題。UHMWPE管具有耐磨、耐腐蝕、不結垢、摩擦系數低等優點，可替代普通鋼管、不銹鋼管和特種鋼管用於以下領域。
(1)采礦、選礦和冶金
在煤礦、化學礦、鐵礦、有色金屬礦和非金屬礦的開采中，大量管道用於選礦廠的礦漿輸送，如原礦管道、尾礦管道、精礦管道和浮選系統管道。選煤廠洗煤產生的浮選入料、浮選精礦、重介質懸浮液等固液混合物要用管道輸送。據日方統計，輸送礦漿的精礦管壽命為15000小時，原尾礦管最短為6000小時，砂漿充填管最長為1000小時..目前，我國選礦廠用於輸送尾礦和精礦的管道多為鋼管。由於礦漿中含有30%左右的鐵礦石，鋼管磨損嚴重，使用壽命只有1 ~ 2年，每半年還要翻90，工作量很大。
冶金工業中焦粉、礦粉、礦漿、冶煉廢渣的處理也涉及到大量的管道輸送。比如Ge鋼鐵公司的壹個選礦廠，有壹條60km長的各種礦物精選輸送管道，對於磨損最嚴重的部分，管道通常每隔幾周就要更換壹次，其余的管道每隔很短的時間就要翻轉壹次，工作量可想而知。中國是煤炭和礦業大國，有9萬多座煤礦。據不完全統計，每年需要約2萬噸耐磨塑料礦用管材。如果它們被廣泛使用，年需求量將在4萬噸以上，可節約鋼材20萬噸。據報道，美國聯邦環境保護委員會規定，采礦業，尤其是礦石排水作業，應使用UHMWPE管。
(2)水煤漿項目
水煤漿是壹種新型的高粘度液固混合流體，由約70%的煤粉、30%的水和1%的化學添加劑組成。可以像石油壹樣通過管道輸送到終點，經過脫水幹燥後送到用戶手中。水煤漿已成功地應用於北京第壹造紙廠、桂林鋼廠和紹興軋鋼廠。
自20世紀80年代初以來，中國規劃了65，438+00條不同長度的煤炭運輸管道，其中蒙濰管道長達600公裏。煤炭管道運輸是目前解決我國煤炭運輸能力不足的重要運輸方式。65438-0998年《中國制造能源工業中長期發展規劃綱要》中明確指出“發展煤漿管道運輸，輸送水煤漿”。目前國內有七家水煤漿廠，包括北京京西水煤漿廠和山東延日水煤漿廠。如果使用UHMWPE管，它可以抵抗這種高粘度固液混合物造成的磨損和腐蝕，並由於其自潤滑性而降低輸送阻力。據了解，中國某重點項目以高價(3萬美元/噸)從國外購買了大量UHMWPE管，用於長距離運輸煤頭。
(3)電廠沖灰
結垢是火電廠水力沖灰系統中常見的問題。比如某火電廠總裝機容量33萬kw，沖灰管道長度6.5km，灰漿管內結垢速度53mm/a，每1.5a停壹次除垢維護，4個月人工敲壹次除垢。運行6年的灰管因結垢嚴重幾乎堵塞，13km的鑄鐵管已報廢。再比如兩臺30萬千瓦發電機組，沖灰管2a酸洗壹次。除鱗後鋼管內表面腐蝕嚴重，表層剝落，底部更是雪上加霜。使用5a後，管壁減薄4mm以上，入口處100m範圍內結垢和腐蝕較為嚴重。除了結垢，沖灰管也磨損嚴重，如高靜電廠φ273mm×10mm沖灰管。直管只用2年就磨破了，彎頭比較突出。
UHMWPE管抗粘連，不易掛灰，能減少結垢現象。即使有壹定程度的結垢，也比較容易去除。而且管道耐磨耐腐蝕，可以大大延長使用壽命，不用塗防腐塗層，可以節省維護費用。在中國，UHMWPE板卷被用來制造內襯管。結果表明，基本不結垢，其耐磨性比普通鋼管高8倍。
中國有400多座大型燃煤電廠，小型電廠更多。未來每年會以10以上的速度建設更多的燃煤電廠。如果每個電廠需要100噸UHMWPE管，全國將需要數萬噸。
(4)胡亥鹽化工
UHMWPE管以其高耐磨、耐腐蝕、耐低溫等優點，有望在胡亥鹽化工行業的鹽漿和鹵水輸送中發揮重要作用。
①海鹽運輸目前，我國北方海鹽生產的收儲過程中，集中鹽田通過大型管道進行運輸和洗鹽；半濃縮鹽場采用小管道輸送沖洗。機械化鹽場通過數公裏長的液壓管道(直徑ф114mm、ф125mm等)將原鹽輸送到篩房。).鹽化廠將含有雜質的海鹽研磨、洗滌、幹燥，得到普通精鹽產品(也稱精制洗鹽)。從鹽塊到沖洗設備，大部分工廠采用管道水力輸送的第壹次沖洗工藝。海鹽在鋼管輸送過程中受到機械和水力摩擦的沖擊，鹽粒破碎，原鹽中的粉鹽比例增加(隨著鹵水溢出)，造成粉鹽損失嚴重。而且，鹽漿的鋼管輸送容易結垢。塑料管已用於輸鹽系統。例如，某鹽湖集團公司采鹽系統的輸送管道采用了大口徑HDPE管。如果使用UHMWPE管，使用效果會更好，可以吸收沖擊能量，減少鹽粒破碎。據了解，鹽化工廠最近開始嘗試UHMWPE管作為鹽漿運輸管道。我國北方海鹽年產量占全國鹽產量的2/3，氣溫較低，而UHMWPE管具有優良的耐寒性。
(2)鹽水輸送國外鹽廠、堿廠的鹽水輸送管道很多。例如，海角鹽廠的輸鹵管道長25公裏，西德博斯鹽礦的輸鹵管道長70公裏。我國海湖鹽生產由傳統的明溝輸鹵方式改為壓力管道輸鹵；每年礦鹽的發展也在不斷的增加和改造管道。如果集中鹵水區管道總長為5km，用ф100 ~ф250mm直徑的石棉水泥管輸送500km以上的鹵水，壹般工作壓力為0.2~0.5Mpa，使用效果是不壹樣的。有的鹽場用了1~3a就報廢了，最短的會爛掉腐爛。UHMWPE管優異的耐腐蝕性將大大提高其使用壽命。
(5)疏浚和汙泥排放
疏浚是用挖泥船疏浚港口、河流、湖泊等泥砂，並將泥砂排出的作業。例如，隨著生產周期的延長，航道和港池內沈積的淤泥、粉鹽、顆粒鹽越積越厚，直至影響鹽駁的正常航行，所以通常采用絞吸式挖泥船進行疏浚，其輔助設備為浮體浮標、排泥管、潛管和陸地排泥管。現在，很多城市都開始采用壹種疏浚護城河、湖泊的新技術，即直接從水底抽取泥漿漿液，通過管道長距離輸送。挖泥船的管路有水上浮動管路、0號和上坡管路、水上安裝管路、水下管路和陸地安裝管路。這些疏浚管道必須能夠抵抗波浪和水流。
據統計，黃河每年淤積4億噸泥沙。中國將在黃河上實施“百船工程”，即從國外引進100艘挖泥船，疏浚黃河和其他河流的主航道。每艘船應配備壹條4公裏長的輸泥輸沙管。由於鋼管易生銹、磨損快、重量大、裝卸困難，挖泥船出口國要求UHMWPE管，僅這個項目每年就需要8000多噸耐磨管。另外，我國有400多艘挖泥船，將需要15000t以上的耐磨管。
城市汙水汙泥是壹種低濃度的泥漿，歐美、日本等國家和地區長期采用管道輸送。例如，美國在洛杉磯和芝加哥修建了84公裏長的管道。日本在東京和大阪建了50km汙泥管道[18]。建築工程中挖泥場地的輸泥管由於長期暴露在野外，經常遭受日曬雨淋，泥漿中的砂石堅硬，容易磨損管壁。鋼泥輸送管的平均使用壽命只有4年，每年都需要刮塗保護。用UHMWPE管輸送泥漿耐磨，並可減少維護工作量。
3流體和氣體運輸
UHMWPE管也適用於輸送各種流體和氣體。
(1)建築業
UHMWPE管的抗沖擊強度和耐低溫性能在現有塑料管中名列前茅，遠遠優於PVC-U管、PP-R管、PB管、ABS管等。，有利於抵禦意外沖擊和嚴寒破壞，抗內壓強度和抗環境應力開裂能力與交聯PE管和鋁塑復合管相當，安全可靠，使用壽命長。由於能吸收沖擊能量，排水時的噪音衰減優於實壁PVC-U管。用作埋管時，柔韌性好，在地層變化(如地震)時不易損壞；其使用溫度壹般在100℃以下，但由於分子量極高，分子鏈段不易移動，其熱變形溫度高於普通PE。如果沒有應力，在熔點以上150~200℃時，產品的形狀不會發生變化，類似於交聯pe的熱性能。因此，建築業的供水管、排水管、汙水管、排氣管、煤氣管和汙水管都可以使用UHMWPE管。如鹽化車間的室內外鑄鐵排水管多為鹽水，或含酸堿的汙水，使用壽命通常只有3 ~ 4年；沿海地區氣候潮濕，含有大量含鹵素的潮濕空氣，使居民樓的鑄鐵排水管生銹。因此，耐腐蝕性強的UHMWPE管大有用武之地。據預測，2000年中國塑料給水管的需求量為65438萬噸~ 65438萬噸。到2010年，我國新建住宅室內排水管80%將使用塑料管，基本淘汰傳統鑄鐵管；室內水管使用柔性塑料管的比例將達到30%。這為大力推廣UHMWPE管的應用提供了條件。
(2)水處理
工業“三廢”具有很強的腐蝕性。比如某堿廠通過10km管道排放廢物，鋼管磨損後發生泄漏，對周圍環境造成危害。壹個堿廠每年采購防腐塗料的費用是幾百萬元。在某石化公司汙水處理廠，各分廠的工業汙水經過中和沈澱後變成泥狀汙物，汙水排放的鑄鐵管壹般3年就磨穿了。用於輸送腐蝕性廢水進行汙泥處理的不銹鋼管，大多因為太細而縮徑。據悉，美國菲利普化學公司的廢水處理系統采用UHMWPE管，其設計使用壽命為50a[31]。水處理和廢水處理可能是塑料管的另壹個大市場。據EAP估計，2000年，用於水處理和廢水處理裝置的塑料管消耗了約350億美元。
(3)化學和制藥工業
UHMWPE管具有良好的耐化學性。除強氧化性酸外，在壹定溫度和濃度範圍內，能抵抗各種腐蝕介質(酸、堿、鹽)和有機介質(萘溶劑除外)。在20℃和80℃的80種有機溶劑中浸泡30天後，外觀無異常，其他物理性質幾乎無變化。
據了解，目前各地化工廠主要用鈦鋼管輸送硫酸(煙)、沙酸、鹽酸及各種強堿腐蝕介質。鈦鋼價格比高價氟塑料高1倍以上。化工管道直徑通常為ф10 ~ф76mm，壓力壹般為0.2Mpa，我國制藥設備使用的管道和管接頭主要材質為進口不銹鋼，管徑通常為ф15 ~ф108mm，輸送壓力為0.6 ~ 0.8 MPa。在壹定範圍內輸送腐蝕性化工原料時，UHMWPE管可以替代價格昂貴的不銹鋼管和氟塑料管。
(4)天然氣工業
天然氣和燃氣管道要求能承受0.4Mpa的壓力，因此其運行的安全性受到關註。20世紀80年代末，BP成功開發出“第三代HDPE”，其高重均分子量是保證高快速抗裂性的關鍵因素。UHMWPE的重均分子量在300萬以上，脆性溫度在-80℃以下，可以推斷UHMWPE具有優異的低溫抗快速開裂性能。美國菲利普產品公司曾經鋪設了1600公裏的UHMWPE天然氣管道。
(5)海水和船舶的利用
據不完全統計，青島、威海、龍口三市年海水利用總量已超過8億m3，廣泛用於電力、化工、機械、紡織、食品等行業。由於海水腐蝕嚴重，必須采取適當的防腐措施，以確保系統的安全運行。目前使用的管道材料有:主循環水管為水泥砂漿內襯鑄鐵管，支管為環氧樹脂內襯鋼管。耐腐蝕的UHMWPE管可用於這壹領域。
船上有許多管道，如空氣通風管、測深管、壓載水吸入管、冷水管、廁所系統、沖洗管、電池冷卻水系統、汙水管、淡水冷卻管、房間和走廊的常溫低壓管等。建造壹艘15000噸油輪，整艘油輪的金屬管重約207噸..過去的船用管道都是銅管、鋼管、鋁管、鉛管，不僅笨重，勞動強度大，而且耐腐蝕性差，使用壽命短。壹般來說，4 ~ 5毫米厚的鋼管在3 ~ 4年內就會磨損。UHMWPE管不僅重量輕，而且非常耐腐蝕，因此在船舶上有很大的應用潛力。
(6)石油工業
油田是各種管材的消耗大戶。據報道[20]在石油和天然氣市場，特別是在1983的二次和三次采油的小油田中，使用了約39000km的塑料管。中國的油田開發已有幾十年的歷史。隨著壹些油田開發進入中後期，特別是部分油田井液含水率增加、礦化度嚴重，管道腐蝕速度加快。僅周年油田每年就需要更換大量的各種管道。目前油田使用的塑料管道主要是普通PE內襯管，UHMWPE作為內襯管具有耐腐蝕、耐磨損、運輸阻力低等優點。
4其他
日本新工業公司開發成功的UHMWPE管旨在替代氟塑料管，並準備出售給半導體工業和醫療部門[37]；厚度小於10毫米的UHMWPE薄壁管已被用作帶式輸送機和造紙輥的塗層管[38]。
UHMWPE具有良好的電絕緣性，其介電強度可達50kv/mm，高於PVC-U管和交聯PE管(介電強度分別為23 ~ 28，465，438+0 kV/mm)，特別是損耗角正切值低，可用作工作在高頻和超高頻範圍的電纜導管[39]。可用於制造汽車用電纜套管；染整行業的染液運輸也是壹個重要的市場[40]。
UHMWPE管被切割成滾輪，可用作皮帶輸送線的塑料托輥。切割成用於摩擦領域的滑動材料，以替代銅套、PA套、PTFE套等。
UHMWPE具有優異的低溫性能，在液氦溫度(-269℃)下仍具有延展性，因此有望在制冷技術和低溫工程領域開拓應用領域。
5結論
UHMWPE管作為壹種綜合性能優異的新型工程塑料管材，可廣泛用於輸送各種粉末、糊狀、流體和氣體，具有廣闊的市場潛力。為解決大批量、多品種工業物料輸送中管道的嚴重磨損、腐蝕和結垢問題展示了光明的前景。人們應註意加快UHMWPE管的開發和應用，開拓新的市場領域。