礦山使用的愉送各種濃度尾礦漿、梢礦粉、河邊泥槳的管道，以及電廠輸送粉煤灰等固液柑介質(zhì)的管道.除要求耐腐蝕和力學(xué)性能優(yōu)良外，尤其要求具有優(yōu)異的耐磨性，而采用用通MC尼龍制備的管道達(dá)不到這一使用要求。因此.筆者采用喊催化聚合法.通過離心澆鑄工藝使己內(nèi)酰胺等單體在模具內(nèi)聚合成型、并加人改性助劑，制備了改性MC尼龍管道。這種新型輸送管道比普通MC尼龍制品具有更好的性能、特別是耐磨性能極高。經(jīng)馬鞍山鋼鐵公司南山鐵礦兩年的使用表明，改性MC尼龍管道用于尾礦礦漿、精礦粉及酸水中和液的輸送.使用效果良好。

   1 改性MC尼龍管的成型
   1.1原材料
    聚合單體：己內(nèi)限胺、岳陽(yáng)石油化工總廠；
    催化劑：NaOH.市售；
    活化劑：異氰酸酯，其使用目的是控剮獲合反應(yīng)速度，同時(shí)引人各種官能團(tuán)以達(dá)到對(duì)MC尼龍改性。市售。
   1.2成型工藝
    {1)聚合活性料的制備  在澆筑成型之前，要先將原科單體所含的微量水分以及與NaOH反應(yīng)生成的水分或其它雜質(zhì)去除于凈。制取含有鈉代己內(nèi)酰胺陰離子的聚合活性料。我們采用真空蒸餾除水工藝，在制備過程中要控制好各控制點(diǎn)溫度，防止溫度過離產(chǎn)生“跑釜、溫度過低產(chǎn)生活化不充分的現(xiàn)象，真空度要求達(dá)到-100KPa以上，溫度控制在130一150℃之間。
    (2)改性MC尼龍管的成塑  將聚合活性料在一定溫度條件下注人管道成型機(jī)中高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)形模具中，在離心力F的作用下使之迅速進(jìn)行聚合反應(yīng)。從而獲得所要求規(guī)格的管材。離心力F的大小與模具的轉(zhuǎn)速n、摸具半徑R、活性料的密度p相關(guān)，
   即:
                   F ∝ n2 R2 p
    一般要求F為0.3一0.5 N，而轉(zhuǎn)速n可按下式計(jì)算，即:
                 n=2000/√R-δ￣

    式中:δ——管壁厚，cm,
    在成型過程中，要求模具旋轉(zhuǎn)十分平穩(wěn)并控制濕氣侵人。
    在注人原料前，要先計(jì)算好所需活性料量，其與管道尺寸、密度、及聚合產(chǎn)率系數(shù)有關(guān)，計(jì)算公式為:

                
    式中：w-—所需活性料質(zhì)量.g;
          D—管外徑，cm ;
          d—管內(nèi)徑，cm;
          L—管長(zhǎng)度，cm;
         p—活性料密度，g/cm3 ;
         K—聚合產(chǎn)率系數(shù)，約為0.920
    當(dāng)生產(chǎn)厚壁管時(shí)，因模內(nèi)溫度常會(huì)因聚合放熱的積累而超過模外的溫度，因此成型機(jī)的溫度應(yīng)隨管壁厚度不同而作相應(yīng)調(diào)整。模具中聚合初始溫度與管內(nèi)外徑比值(d/D)的關(guān)系如圖1所示。

    圖1模具中聚合初始溫度與管內(nèi)外徑比值(d/D）的關(guān)系活性料在成型溫度下保持20一40min后停止加熱，待溫度降至130一150℃時(shí)停止旋轉(zhuǎn)，降至90一110℃時(shí)即脫模為坯管。
    (3)管材的后處理  為了消除坯管的內(nèi)應(yīng)力，增加尺寸穩(wěn)定性，我們采用了特殊工藝及介質(zhì)對(duì)管材進(jìn)行熱處理，改善了其結(jié)晶結(jié)構(gòu)，提高了結(jié)晶度，增強(qiáng)了其憎水性能，降低了吸濕性，同時(shí)提高了管材的彈性模量、耐磨性等性能。

    2  改性MC尼龍管的特性
    2.1改性MC尼龍管的性能
    改性MC尼龍管的性能見表1.

   2.2改性MC尼龍管的特點(diǎn)
    (1)密度小，力學(xué)性能好  MC尼龍管的密度僅為鋼管的1/7;山于其起始模量高和蠕變性相對(duì)低，因而表現(xiàn)出良好的負(fù)荷性能和較好的韌性，能耐反復(fù)沖擊、震動(dòng)。管道的承壓能力強(qiáng)，最高使用壓力可達(dá)4 MPa，如與玻璃鋼復(fù)合，其承壓能力更高。
    (2)耐磨性優(yōu)異  該管材有很高的結(jié)晶度，比一般MC尼龍有更高的耐磨性和自潤(rùn)滑性，其特點(diǎn)是初期使用稍有磨損，而后磨損很少，而不像金屬或其它材料那樣隨著使用時(shí)問的延長(zhǎng)，其磨損也成比例增大。表2列出改性MC尼龍與其它幾種材料的磨損試驗(yàn)結(jié)果比較。從表2可以看出，改性MC尼龍的耐磨性遠(yuǎn)高于其它材料。
    (3)水力特性優(yōu)異  改性MC尼龍管的內(nèi)表面十分光滑，它與兒種常用管材的絕對(duì)粗糙度見表3。從表3可知，MC尼龍管的表面粗糙度遠(yuǎn)小于其它材料。表4列出改性MC尼龍?jiān)诓煌瑵?rùn)滑條件下的摩擦系數(shù)。從表4可知，改性MC尼龍具有較低的靜、動(dòng)摩擦系數(shù)。由于改性MC尼龍管的自潤(rùn)滑性好.又不易結(jié)垢，使其能夠在整個(gè)運(yùn)行期間始終保持光滑和低摩擦系數(shù)的狀態(tài)，因而在管線運(yùn)行一段時(shí)間后，其優(yōu)良的水力特性表現(xiàn)得更為突出。

    (4)耐腐蝕，抗老化  改性MC尼龍對(duì)大部分介質(zhì)有較強(qiáng)的抵抗性，在正常條件下能耐強(qiáng)堿、弱酸和大部分鹽類溶液。對(duì)醇、醚、酮、碳?xì)浠衔?、?rùn)滑油、洗滌劑等介質(zhì)有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。經(jīng)化學(xué)改性提高了其耐老化性，尤其是耐光老化性能，大大延長(zhǎng)了在戶外的使用壽命。
    (5)使用溫度范圍廣  改性MC尼龍的軟化點(diǎn)達(dá)到230℃以上，正常使用溫度拓寬到-40~120℃，在低溫下改性MC尼龍管仍有較好的韌性。
    (6)安裝、運(yùn)輸、維護(hù)便捷，費(fèi)用低。

    3  改性MC尼龍管在鐵礦的應(yīng)用
    3. 1輸送介質(zhì)情況
    (1)精礦粉濃度為30% -40%;細(xì)度75 5μm(200目)占75%左右;介質(zhì)密度2.5g/cm3; pH＝5~6;輸送壓力0.6~0.8 MPa。
    (2)尾礦漿  濃度20% -25%;密度2.4-3.1g/ cm3;pH = 6~7;平均粒徑0.21 mm，其中小于0.07 mm的占70%左右;輸送壓力0.5一0.6 MPa。

    3.2 經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比分析
    (1)工程投資分析  過去采用鋼管時(shí)，使用壽命為1 -2年；采用內(nèi)襯鑄石鋼管時(shí)平均使用壽命3~4年;而采用改性MC尼龍管的平均使用壽命可達(dá)8~10年。現(xiàn)以目前已采用的一段?250 mm改性MC尼龍管線為例，進(jìn)行投資費(fèi)用對(duì)比分析，結(jié)果見表5。

    從表5可見，就投資初期來說，改性MC尼龍管的投資費(fèi)用略高于鋼管，低于內(nèi)襯鑄石鋼管。但由于前者的使用壽命遠(yuǎn)高于后兩種管道，且安裝維護(hù)費(fèi)用低，其長(zhǎng)期綜合經(jīng)濟(jì)效益(使用周期2年以后)即工程投資效益遠(yuǎn)大于其它管道。
    (2)運(yùn)行費(fèi)用比較   在正常運(yùn)行輸送液體狀態(tài)下，按照伯努力方程，泵送介質(zhì)所需功率隨著摩擦系數(shù)的增加或下降也同步增加或下降。改性MC尼龍管的摩擦系數(shù)遠(yuǎn)小于鋼管或鑄石鋼管，因而其運(yùn)行費(fèi)用明顯降低。

    3.3使用情況
    馬鞍山鋼鐵公司南山鐵礦在輸送精礦粉和尾礦漿中采用改性MC尼龍管取代部分鋼管和內(nèi)襯鑄石鋼管后，經(jīng)2年多使用表明，各管線運(yùn)行十分正常，管內(nèi)表面磨損很少，仍十分光滑，無(wú)結(jié)垢現(xiàn)象，避免了過去經(jīng)常出現(xiàn)的滲漏現(xiàn)象，無(wú)需頻繁維修、保養(yǎng)，提高了工作效率。目前正在逐步取代其余的鋼管和內(nèi)襯鑄石鋼管。

    4.結(jié)論
    改性MC尼龍管道具有優(yōu)異的耐磨性、耐腐蝕性及較好的物理力學(xué)性能。一在鐵礦用于輸送尾礦漿、精礦粉等物料，使用效果良好，且綜合經(jīng)濟(jì)效益十分明顯，其應(yīng)用前景十分廣闊。