改性MC尼龍管道的研制及其在鐵礦中的應用
礦山中用于輸送各種濃度的尾礦漿、射粉、河泥漿的管道，以及電廠中用于輸送固體和液體柑橘介質（如粉煤灰）的管道，要求具有優(yōu)異的耐腐蝕性和機械性能，特別是耐磨性。用MC尼龍制備的管道不符合此要求。因此，采用離心鑄造工藝制備了改性的MC尼龍管道，在模具中聚合己內酰胺等單體，加入改性添加劑。與普通的MC尼龍制品相比，這種新型管道具有更好的性能，特別是高耐磨性。改性MC尼龍管道在馬鋼南山鐵礦的兩年應用表明，改性MC尼龍管道可用于尾礦漿、精礦粉和酸性水中和液的輸送。1。改性MC尼龍管成型1.1原料聚合物：己內酰胺，岳陽石化總廠；催化劑：氫氧化鈉。在市場上；活化劑：異氰酸酯，其目的是控制反應速率，同時吸引各種官能團來實現對mc尼龍的改性。商用。1.2成型工藝1）聚合物活性材料的制備應先除去原單體中的微量水和與NaOH反應產生的水或其他雜質，再澆注。制備了含己內酰胺鈉陰離子的聚合活性材料。我們采用真空蒸餾脫水工藝，在制備過程中，要控制好各控制點的溫度，防止溫度過分離而產生“跑釜”，溫度過低而產生不充分的活化現象。真空度在-100kpa以上，溫度控制在130-150攝氏度之間。（2）將改性的mc尼龍管在一定溫度下注入成型機高速旋轉的簡易模具中，聚合物在離心力f的作用下反應迅速，從而獲得所需的管材規(guī)格。離心力f與模具轉速n、模具半徑r和活性材料密度p有關，即f_n2r2p一般要求f為0.3-0.5n，轉速n可按以下公式計算：n=2000/r-delta：以delta管壁厚，cm的形式。在成形過程中，要求模具轉動平穩(wěn)，控制水分侵入。在注入原材料之前，應計算出所需的活性材料量，這與管道尺寸、密度和聚合收率系數有關。公式如下：w——活性物質所需質量。g；d-管直徑，cm；d-管直徑，cm；l-管長度，cm；p-活性物質密度，g/cm3；k-聚合屈服系數，約為0.920。在生產厚壁管時，結晶器內的溫度往往通過聚合作用釋放出來。熱的積累超過了模具外的溫度，因此成型機的溫度應根據管壁的厚度進行調整。模具中聚合初始溫度與內徑與外徑之比（d/d）的關系如圖1所示。圖1結晶器中聚合初始溫度與內外徑比（d/d）的關系。活性材料在成型溫度下20-40分鐘后停止加熱，在溫度降至130-150時停止旋轉，在溫度降至90-110時脫模。鋼坯管（3）為了消除內應力，提高管坯的尺寸穩(wěn)定性，采用特殊工藝和介質對管坯進行熱處理，提高了管坯的結晶度，增強了管坯的疏水性，降低了管坯的吸濕性，提高了管坯的彈性模量和耐磨性。改性MC尼龍管的性能2.1改性MC尼龍管的性能見表1.2.2。改性mc尼龍管的性能如下：（1）改性mc尼龍管密度小，力學性能好，僅為鋼管的1/7；改性mc尼龍管的初始模量高，蠕變性能相對較低，具有良好的承載性能和韌性，能承受較大的應力。E沖擊和振動。管道承壓能力強，最大工作壓力可達4Mpa。如果與玻璃鋼復合，其承壓能力較高。（2）耐磨性好。與MC尼龍相比，該管結晶度高，耐磨性和自潤滑性好。它的特點是在初次使用時磨損很小，然后磨損很小。與金屬或其他材料不同，其磨損隨使用時間的延長成比例增加。表2顯示了改性MC尼龍與其他材料的磨損試驗結果。由表2可以看出，改性后的MC尼龍的耐磨性明顯高于其他材料。（3）改性后的MC尼龍管的內表面非常光滑，具有良好的水力性能。MC尼龍管和普通管的絕對粗糙度見表3。表3表明，MC尼龍管的表面粗糙度比其他材料小得多。表4顯示了不同潤滑條件下改性MC尼龍的摩擦系數。表4表明，改性的MC尼龍具有較低的靜摩擦系數和動摩擦系數。由于改性后的mc尼龍管具有良好的自潤滑性，不易結垢，在整個運行過程中能保持光滑、低摩擦系數，因此在管道運行一段時間后，其優(yōu)良的水力特性更加突出。（4）抗腐蝕、抗老化改性的MC尼龍對大多數介質有較強的抵抗力，在正常條件下能抵抗強堿、弱酸和大多數鹽溶液。對醇類、醚類、酮類、碳氫化合物、潤滑劑、洗滌劑等介質具有良好的化學穩(wěn)定性?；瘜W改性提高了耐老化性能，特別是耐光老化性能，大大延長了戶外使用壽命。（5）寬溫區(qū)改性MC尼龍的軟化點在230℃以上，正常使用溫度為-40～120℃，低溫下改性MC尼龍管仍具有良好的韌性。（6）安裝、運輸、維護方便、成本低。三。改性MC尼龍管在鐵礦石3.1輸送介質條件下的應用（1）精礦粉濃度30%-40%；細度755um（200目）約占75%；介質密度2.5g/cm 3；ph=5-6；輸送壓力0.6-0.8Mpa。（2）尾礦漿濃度20%-25%，密度2.4-3.1g/cm3，ph=6-7，平均粒徑0.21mm，其中小于0.07mm約占70%，輸送壓力0.5-0.6Mpa。3.2經濟效益比較分析（1）過去鋼管的使用壽命為1-2年；帶襯里的鑄石管的平均使用壽命為3-4年；改性MC尼龍管的平均使用壽命為8-10年。以250 mm改性MC尼龍管道為例，對其投資成本進行了比較分析。結果如表5所示。從表5可以看出，改性MC尼龍管在投資初期的投資成本略高于鋼管，低于內襯鑄石管。但是，由于前者的使用壽命遠高于后者的兩條管道，且安裝維護成本較低，前者的長期綜合經濟效益（使用2年后）遠遠高于其他管道。（2）與正常運行時輸送液體的運行費用相比，根據伯努利方程，泵送介質所需功率隨摩擦系數的增大或減小而同步增大或減小。改性后的MC尼龍管的摩擦系數比鋼管或鑄石管小得多，運行成本明顯降低。3.3馬鞍山鋼鐵公司南山鐵礦精礦粉、尾礦漿輸送采用改性MC尼龍管代替部分鋼管和襯鑄石管兩年多后，管道運行正常，管道表面無磨損、光滑、結垢。e避免了過去經常發(fā)生的泄漏現象，不需要經常維護和改進。工作效率提高了。其余鋼管和內襯鑄石管正在逐步更換。4。結論改性后的MC尼龍管道具有良好的耐磨性、耐腐蝕性和物理力學性能。一是用于鐵礦石尾礦漿、精礦粉等物料的運輸，其應用效果良好，綜合經濟效益十分明顯。其應用前景十分廣闊。
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