超高分子量聚乙烯(UHMWPE)作为表面润滑材料,近年来受到国内外相关行业的重视与关注。因其特殊的耐磨性,极低的摩擦系数,耐冲击与优异的防腐蚀等综合性能是迄今为止许多材料所不及的。
在钢铁企业的建设中,料仓内的耐磨材料也需要大量使用,2002年开始其中以超高分子量聚乙烯为主要材料的耐磨衬板使用相当广泛。

一、特点

1、极高的耐磨性
UHMW-PE制品的独特分子结构,使它具有超然的抗滑动摩擦能力。耐磨性高于一般的金属和塑料制品,是炭钢的6.6倍,不锈钢的5.5倍,黄铜的27.3倍,尼龙的6倍,聚四氟的5倍。
2、极高的耐冲击性
在现有的工程塑料中本材料的冲击韧性值高,许多材料在严重或反复爆炸的冲击中会裂纹、破损、破碎或表面应力疲劳,该材料按GB1843标准进行悬臂梁冲击试验达到无破坏。
3、良好的耐化学腐蚀性
该材料可以耐烈性化学品的腐蚀,除对某些强酸在高温下有轻微腐蚀外,在其它的碱液、酸液中不受腐蚀,可以在温度小于80℃的浓盐酸中应用,在浓度小于75%的硫酸中,浓度小于20%的硝酸中性能稳定,对海水、液体洗涤剂性能也很稳定。
4、很低的摩擦系数,特殊的水粘性
由于本产品内含蜡状物质,摩擦系数(196N,2小时)仅为0.219MN/m(GB3960)自身润滑性很好。自身滑动性能优于润滑的钢和铜,特别是环境恶劣、灰尘、泥沙多的地方,该材料的自身干润滑性能更充分的显示出来,不但能运动自如,且保护相关工件不被磨损、拉伤。
5、无毒性
该材料是少数几种对生物完全无毒且无味、无嗅材料,可以直接用于仪器机械和医疗器械。
6、热学性能
该材料按ASTM(负荷4.6kg/cm2)方法测定,热变形温度为85℃,在较小负荷下使用温度可达90℃。在添加阻燃剂后,可以不起火焰。耐低温性能优异,其耐冲击性,耐磨性在零下269℃性能不变,是经受得住接近零度的工程塑料。
7、表面非附着性
该材料由于摩擦系数小和无极性,具有很好的表面非附着性。现有的材料一般为PH值为9以上的介质中均结垢,该材料表面则不结垢。这一特性对火电站用于排煤粉灰系统有重大意义。
8、其它特性
该材料还具有吸能、吸噪音、抗静电、对中子具有屏蔽能力,不吸水、比重轻、耐性好、容易机械加工、可着色等突出特性。

二、劳动力组织

衬板安装过程中,施工人员以小组为单位进行施工,每小组施工人员配置详见下表。

三、施工小组机具设备表

四、施工流程及操作要点
施工流程:

五、操作要点

为了确保超高分子量聚乙烯板(UHMW-PE)优异性能的发挥,使安装工程能够安全、快捷、高质量的进行,进一步延长料仓的使用寿命,需注意以下问题:
1、考虑到松散物料的栖息角及物料与衬板的摩擦系数,建议料仓斜面与水平方向夹角大于68°。这样经安装衬板后物料可以在整个仓体内实现整体流动,避免或减小了滞留区,不必使用振荡器和空气炮。
2、衬板安装前应对料仓情况进行检查,对有凸起或凹陷之处应尽量处理平整,以防止衬板安装不紧或掉板情况发生。
3、衬板安装时,应尽量减少与物料流动方向垂直的接缝,以减少物料的流动阻力,达到优质的物流效果。
4、安装前衬板剪裁下料应对上下边打45°坡口。板与板之间的接缝处应按“上盖下”的方式搭接安装,而且要根据当地气候、料仓形状、大小不同,预留不同尺寸的伸缩缝。
5、衬板与钢仓的连接采用特制的沉头螺栓直接与钢板焊接,然后在衬板上用特制的钻头钻锥形孔,用凹形垫片、螺母与沉头螺钉连接。
6、螺栓(或螺钉)固定到衬板上后,必须保证螺栓 (或螺钉)低于衬板表面,以防止物料长期冲击造成螺栓松动、衬板脱落。
7、由于UHMW-PE线膨胀系数为2×10-11/K,而碳钢的线膨胀系数为(1.06~1.22)×10-51/K,差异较大,所以,在设计梯形孔时,也应注意预留膨胀余量。
8、连接孔的位置,根据选用UHMW-PE板材厚度的不同,孔的位置和间距也不同。一般不低于7条/㎡螺栓。孔边距为30-50mm。
9、衬板安装完成后,在钢板料仓最上边的衬板上,边钢板保护,以防止物料进入板与板的间隙处;混凝土料仓一般要求全衬,最上边的衬板采用螺栓加密的方法加固。

六、与传统衬板安装方法对比

传统衬板安装方法:将钢料仓钻孔,再将衬板钻阶梯孔,将衬板与料仓用沉头螺栓连接。(见图)