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超高分子量聚乙烯管挑戰在煤層氣產業中的應用

日期:2015-07-09 09:23 人氣:
   我國是煤炭生產和消費大國,煤炭和煤層氣資源十分豐富。根據國內權威部門測算,我國的煤層氣資源為36.8萬億m³,大大高于美國11萬億m³的煤層氣資源量。我國對煤層氣的開發起步較晚,目前包括中聯煤氣公司、中石油煤層氣公司、晉煤集團等多家公司都在我國華北、西北地區多個盆地進行煤層氣的勘探開發。但勘探開發生產基礎設施,成套技術還不十分完善,近年來每年開采煤層氣僅40億m³左右。
   超高分子量聚乙烯管在煤層氣產業中的應用挑戰
    迅速發展的煤層氣產業給超高分子量聚乙烯管行業帶來機遇的同時,也給超高分子量聚乙烯管從原材料樹脂、管道設計生產、安裝施工等多方面帶來了不同的挑戰。這些挑戰主要由煤層氣產業管道應用環境的不同所致,同時引入技術和管理方面的問題。
    首先,最重要的一個挑戰是煤層氣產業人員與超高分子量聚乙烯管行業人員關于塑料管道認識上的不同。涉及煤層氣集輸管網的煤層氣產業上游人員,大多從事開采和集輸工作,他們所接觸的材料大多為金屬材料和金屬管道。因此在材料的認識、管道設計以及安裝施工上具有一定差別,兩個行業的人員需要相互溝通,相互了解不同的背景、應用需求以及解決方案。
其次,管道的應用環境給管道的設計和施工應用帶來的較大挑戰。由于煤層氣惡劣的開采環境,以及集輸管網復雜的特點,從管道環境應用技術角度講,管道需要面對高溫環境應用、復雜地形和施工刮擦的考驗,以及現場高難度的焊接施工和系統測試等技術方面的挑戰。
    煤層開采過程中礦井中的水和氣通常溫度較高,甚至高達40℃以上;此外集輸管網通常暴露于大氣中,需要承受陽光的暴曬,較高溫度的應用環境必然給超高分子量聚乙烯管材的使用壽命帶來影響,同樣這方面也是超高分子量聚乙烯管的特長(不受光照環境的影響)。
當然,煤層氣的集輸管網壓力不大,這對管道的應用壽命具有正面作用。超高分子量聚乙烯管道的壽命設計必須考慮應用環境溫度、應用壓力,以及煤層氣開采工程的設計年限等綜合因素??晒﹨⒖嫉膲勖O計在20年—30年之間,這需要大量的工作來達到行業的一致意見。
    煤層氣集輸管網密集、多分枝、變徑多,且途徑地形復雜,通常難以埋地開挖鋪設,更多的是暴露敷設和非開挖鋪設。因此對超高分子量聚乙烯管道材料提出了更加苛刻的要求,需要具有較好的柔韌性,能夠承受施工過程中一定的刮擦,對于超高分子量聚乙烯管材來說,這些條件意味著管材需要具有更由于的慢速裂紋增長性能。
    另一個重要的問題就是管道的現場施工焊接和系統測試。在復雜多變、多分枝、多變徑的煤層氣集輸管網中,需要有大量的管道焊接工作。這一焊接工作通常是在惡劣的環境條件下進行,這對熱熔焊接以及電熔焊接在設備技術和人員素質和培訓管理方面都是巨大的挑戰。
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