核電級(jí)HDPE管材

1、 目 錄1 1、項(xiàng)目背景、項(xiàng)目背景2 2、研究?jī)?nèi)容、研究?jī)?nèi)容3 3、可行性分析、可行性分析2 21.1 HDPE的背景的背景1.2 HDPE擠出管道工藝、設(shè)備擠出管道工藝、設(shè)備1.3 材料所相關(guān)研究及產(chǎn)品材料所相關(guān)研究及產(chǎn)品3 3HDPEHDPE的特點(diǎn)的特點(diǎn)1.高結(jié)晶度非極性熱塑性樹脂高結(jié)晶度非極性熱塑性樹脂2.無毒、無味、無臭無毒、無味、無臭3.密度在密度在0.9400.976 g/cm34.耐熱性和耐寒性，化學(xué)穩(wěn)耐熱性和耐寒性，化學(xué)穩(wěn)定性好定性好5.剛性和韌性，機(jī)械強(qiáng)度好剛性和韌性，機(jī)械強(qiáng)度好6.薄膜對(duì)水蒸氣和空氣的滲薄膜對(duì)水蒸氣和空氣的滲透性小、吸水性低透性小、吸水性低7.耐老化性能差耐

2、老化性能差HDPEHDPE的應(yīng)用的應(yīng)用1.注塑制品注塑制品周轉(zhuǎn)箱、瓶蓋、食品容器周轉(zhuǎn)箱、瓶蓋、食品容器2.吹塑制品吹塑制品汽油箱、日用品等汽油箱、日用品等3.擠塑制品擠塑制品建材排水管、煤氣管、熱水管建材排水管、煤氣管、熱水管4 4給排水系統(tǒng)給排水系統(tǒng)燃?xì)廨斔腿細(xì)廨斔退芰瞎懿闹饕兴芰瞎懿闹饕蠵VCPVCU U給水管、給水管、PPPPR R管、管、鋁塑復(fù)合管、鋼塑復(fù)合管、鋁塑復(fù)合管、鋼塑復(fù)合管、HDPEHDPE管等。管等。HDPEHDPE管是采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和技術(shù)，管是采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和技術(shù)，通過熱擠塑而成型，具有耐腐蝕、內(nèi)壁通過熱擠塑而成型，具有耐腐蝕、內(nèi)壁光滑、流動(dòng)阻力小、強(qiáng)度高、韌

3、性好、光滑、流動(dòng)阻力小、強(qiáng)度高、韌性好、重量輕等特點(diǎn)。重量輕等特點(diǎn)。5 5HDPEHDPE給水管的發(fā)展給水管的發(fā)展鑄鐵、鍍鋅鋼管鑄鐵、鍍鋅鋼管聚氯乙烯水管聚氯乙烯水管PVC-UPVC-U排水管道排水管道PE63PE63、PE80PE80管管替代替代6 6目前在役核電站的循環(huán)水系統(tǒng)所使用的預(yù)應(yīng)力混凝土鋼筒管（RCCP）均有不同程度的腐蝕與結(jié)垢，需要定期進(jìn)行檢測(cè)與維護(hù)，費(fèi)用高。據(jù)調(diào)查，據(jù)調(diào)查，19821982年美國(guó)年美國(guó)Duke EnergyDuke Energy公司公司CatawbaCatawba核電站核電站中應(yīng)用中應(yīng)用HDPEHDPE管對(duì)其管對(duì)其#2#2機(jī)組發(fā)電氫冷卻器的機(jī)組發(fā)電氫冷卻器的DN

4、150DN150和和DN200DN200供回水供回水A106A106碳鋼管采用碳鋼管采用SDR11SDR11的的HDPEHDPE管進(jìn)行替換，管進(jìn)行替換，該系統(tǒng)運(yùn)行至今未發(fā)現(xiàn)任何腐蝕、結(jié)垢，系統(tǒng)運(yùn)行性該系統(tǒng)運(yùn)行至今未發(fā)現(xiàn)任何腐蝕、結(jié)垢，系統(tǒng)運(yùn)行性能優(yōu)異。能優(yōu)異。7 72.1 主要研究目標(biāo)及內(nèi)容主要研究目標(biāo)及內(nèi)容2.2 主要技術(shù)性能指標(biāo)主要技術(shù)性能指標(biāo)2.3 關(guān)鍵核心技術(shù)關(guān)鍵核心技術(shù)8 89 9突破研發(fā)瓶頸，研制出國(guó)產(chǎn)核級(jí)HDPE管材，實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)電站首次應(yīng)用。編制核級(jí)HDPE管材設(shè)計(jì)、制造、安裝、檢測(cè)、認(rèn)證相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。1010研究HDPE管材在國(guó)內(nèi)外核電站中的應(yīng)用案例研究HDPE在

5、電廠核級(jí)HDPE管材設(shè)計(jì)、制造、安裝、質(zhì)保等要求核電站核電站HDPE管材的抗震研究核電站HDPE管材的防火研究HDPE管材的耐老化、耐疲勞、耐蠕變、乃RCP性能研究HDPE管材的熔接工藝及影響參數(shù)研究核級(jí)HDPE管材開發(fā)無損檢測(cè)及缺陷識(shí)別評(píng)定技術(shù)的研發(fā)國(guó)家核安全局產(chǎn)品認(rèn)證研究?jī)?nèi)容研究?jī)?nèi)容1111參數(shù)要求數(shù)值實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)1密度，g/cm30.9560.968，包括23%炭黑0.9470.955,不包括炭黑或其他顏料GB/T 10332熔融速率，g/10min420GB/T 3682：實(shí)驗(yàn)條件 190/21.6kg3炭黑，%22.5GB/T 18251GB/T 130214抗慢速裂紋增長(zhǎng)，hr2000

6、GB/T 184765熱穩(wěn)定性，220ASTM D33506抗拉屈服強(qiáng)度，MPa24.13GB/T 198101212參數(shù)要求數(shù)值實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)7斷裂伸長(zhǎng)率，%220ASTM D33508MRS20水，MPa10.0GB/T 18252,PPI TR9MRS40水，MPa8.0GB/T 18252,PPI TR10MRS60水，MPa6.3GB/T 18252,PPI TR11快速裂紋擴(kuò)展（RCP）臨界壓力（0），MPa設(shè)計(jì)壓力1.6MPa設(shè)計(jì)壓力2.0MPa2.43.0ISO 13478（全尺寸）0.60.8GB/T 19280（S4）1313參數(shù)要求數(shù)值實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)12靜液壓強(qiáng)度GB/T 13663

7、GB/T 611113耐外沖擊TIR10%GB/T 1415214材料牌號(hào)PE100或更高N/A15使用壽命60年16抗震等級(jí)抗震類（0.3g）17防火等級(jí)耐火極限3h（包括防護(hù)措施）18接頭強(qiáng)度不低于母材19耐輻射性能在106rad輻照下，機(jī)械性能不發(fā)生明顯變化20管壁缺陷5%制造壁厚1.HDPE管材防火研究。管材防火研究。HDPE管材的融化溫度在管材的融化溫度在110135之間，閃點(diǎn)和自之間，閃點(diǎn)和自然溫度分別約為然溫度分別約為341和和349，相較常用的鋼管，相較常用的鋼管，HDPE管道系統(tǒng)在火災(zāi)事管道系統(tǒng)在火災(zāi)事故下更容易受到破壞。故下更容易受到破壞。HDPE管材在核電站架空管道中需要

8、滿足相應(yīng)防火規(guī)管材在核電站架空管道中需要滿足相應(yīng)防火規(guī)范，需要對(duì)其火災(zāi)實(shí)驗(yàn)、防火圖層、隔熱設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)深入研究。范，需要對(duì)其火災(zāi)實(shí)驗(yàn)、防火圖層、隔熱設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)深入研究。2.HDPE管材熔接研究。管材熔接研究。HDPE管材一般采用電熔管材一般采用電熔/熱熔連接，管道熔接點(diǎn)往往熱熔連接，管道熔接點(diǎn)往往是管道系統(tǒng)中的受力最薄弱的環(huán)節(jié)，熔接點(diǎn)的應(yīng)力集中、抗破裂、抗蠕變以是管道系統(tǒng)中的受力最薄弱的環(huán)節(jié)，熔接點(diǎn)的應(yīng)力集中、抗破裂、抗蠕變以及在核電站系統(tǒng)各種運(yùn)行工況下的管道性能衰減情況需要一系列的試驗(yàn)數(shù)據(jù)及在核電站系統(tǒng)各種運(yùn)行工況下的管道性能衰減情況需要一系列的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析才能得到驗(yàn)證。分析才能得到驗(yàn)

9、證。 3.核級(jí)核級(jí)HDPE管材的輻照性能研究。管材的輻照性能研究。HDPE管材應(yīng)用在放射性系統(tǒng)中，應(yīng)針對(duì)管材應(yīng)用在放射性系統(tǒng)中，應(yīng)針對(duì)HDPE材料在接受不同輻照劑量下的強(qiáng)度、耐慢速裂紋增長(zhǎng)性能進(jìn)行試驗(yàn)，材料在接受不同輻照劑量下的強(qiáng)度、耐慢速裂紋增長(zhǎng)性能進(jìn)行試驗(yàn)，并通過模型計(jì)算出在核電站并通過模型計(jì)算出在核電站60年壽命期內(nèi)積累輻照劑量下的性能變化及實(shí)際年壽命期內(nèi)積累輻照劑量下的性能變化及實(shí)際應(yīng)用的閾值。應(yīng)用的閾值。 14144.核級(jí)核級(jí)HDPE管材無損檢測(cè)技術(shù)研究。工業(yè)領(lǐng)域常用的磁粉探傷、超聲波、射管材無損檢測(cè)技術(shù)研究。工業(yè)領(lǐng)域常用的磁粉探傷、超聲波、射線探測(cè)等技術(shù)都無法直接用于線探測(cè)等技術(shù)都

10、無法直接用于HDPE管道系統(tǒng)，管道系統(tǒng)，HDPE管道無損檢驗(yàn)和探傷至管道無損檢驗(yàn)和探傷至今都是也解難題。整合已有研究成果和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，開展核級(jí)今都是也解難題。整合已有研究成果和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，開展核級(jí)HDPE管道無損管道無損檢測(cè)和探傷的研究和試驗(yàn)認(rèn)證。檢測(cè)和探傷的研究和試驗(yàn)認(rèn)證。5.核級(jí)核級(jí)HDPE管材產(chǎn)品認(rèn)證和資質(zhì)認(rèn)證。管材產(chǎn)品認(rèn)證和資質(zhì)認(rèn)證。 6.核級(jí)核級(jí)HDPE管材的產(chǎn)業(yè)化研究。管材的產(chǎn)業(yè)化研究。 15153.1 市場(chǎng)前景廣闊市場(chǎng)前景廣闊3.2 項(xiàng)目所處階段項(xiàng)目所處階段3.3 投資規(guī)模投資規(guī)模3.4 主要風(fēng)險(xiǎn)主要風(fēng)險(xiǎn)1616必要性國(guó)內(nèi)在役核電站改造需要國(guó)內(nèi)新建核電站工程的需要節(jié)省工程造價(jià)市場(chǎng)需要

11、煤電污染嚴(yán)重，核電作為清潔能煤電污染嚴(yán)重，核電作為清潔能源，能緩解環(huán)境壓力。源，能緩解環(huán)境壓力。2) 同時(shí)也為滿足中國(guó)企業(yè)同時(shí)也為滿足中國(guó)企業(yè)“走出去走出去”的要求，部署成套設(shè)備等。的要求，部署成套設(shè)備等。1717新建核新建核電站電站每臺(tái)機(jī)組涉及每臺(tái)機(jī)組涉及HDPEHDPE管材管材2 2億元億元十三五規(guī)劃：擬十三五規(guī)劃：擬建建4040臺(tái)臺(tái)+ +國(guó)際市場(chǎng)國(guó)際市場(chǎng)份額，超份額，超100100億億在役在役2020臺(tái)機(jī)組，臺(tái)機(jī)組，每臺(tái)有每臺(tái)有1 1億的億的管材改造空間管材改造空間核級(jí)核級(jí)HDPE管材管材國(guó)內(nèi)該產(chǎn)品正處國(guó)內(nèi)該產(chǎn)品正處在吸收、研發(fā)階在吸收、研發(fā)階段，尚不具備產(chǎn)段，尚不具備產(chǎn)業(yè)化的條件，位業(yè)

12、化的條件，位于導(dǎo)入期，目前于導(dǎo)入期，目前需要大量的資金需要大量的資金投入，但是從長(zhǎng)投入，但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，總體處在遠(yuǎn)看，總體處在上升階段，后期上升階段，后期可獲得巨大回報(bào)?？色@得巨大回報(bào)。18181 1、建立核電站核級(jí)、建立核電站核級(jí)HDPEHDPE管材技管材技術(shù)中心術(shù)中心2 2、建立核電站核級(jí)、建立核電站核級(jí)HDPEHDPE管材工管材工程應(yīng)用中心程應(yīng)用中心3 3、建立核級(jí)、建立核級(jí)HDPEHDPE管材認(rèn)證中心管材認(rèn)證中心4 4、建立核級(jí)、建立核級(jí)HDPEHDPE材料公共服務(wù)材料公共服務(wù)平臺(tái)平臺(tái)1919總共投入資金2300.6萬元，擬申請(qǐng)專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助460萬元2020研究過程加強(qiáng)對(duì)合作廠家的技術(shù)指

13、導(dǎo)和質(zhì)量管控研究過程加強(qiáng)對(duì)合作廠家的技術(shù)指導(dǎo)和質(zhì)量管控對(duì)可能遇到的困難提前策劃解決措施對(duì)可能遇到的困難提前策劃解決措施本項(xiàng)目主要技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)：研制產(chǎn)品還未通過核級(jí)產(chǎn)品鑒定本項(xiàng)目主要技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)：研制產(chǎn)品還未通過核級(jí)產(chǎn)品鑒定應(yīng)應(yīng)對(duì)對(duì)措措施施積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)HDPEHDPE生產(chǎn)工藝及設(shè)備生產(chǎn)工藝及設(shè)備建立起符合核電質(zhì)保要求的建立起符合核電質(zhì)保要求的QA/QCQA/QC體系體系2121市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)分析：市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)分析：HDPEHDPE管材在核電站中應(yīng)用范圍非常廣泛，據(jù)國(guó)內(nèi)中核集團(tuán)和中廣核集團(tuán)多管材在核電站中應(yīng)用范圍非常廣泛，據(jù)國(guó)內(nèi)中核集團(tuán)和中廣核集團(tuán)多座在役核電站的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，目前我國(guó)核電所用碳鋼管

14、的腐蝕和結(jié)垢問題非常嚴(yán)重，適中沒座在役核電站的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，目前我國(guó)核電所用碳鋼管的腐蝕和結(jié)垢問題非常嚴(yán)重，適中沒有找到有效的解決辦法，采用有找到有效的解決辦法，采用HDPEHDPE管材替換的需求非常強(qiáng)烈，而國(guó)內(nèi)沒有專門研究部門組管材替換的需求非常強(qiáng)烈，而國(guó)內(nèi)沒有專門研究部門組織織HDPEHDPE管材在核電站的應(yīng)用和研究并應(yīng)對(duì)核安全監(jiān)督部門的技術(shù)監(jiān)管和技術(shù)認(rèn)證要求。目管材在核電站的應(yīng)用和研究并應(yīng)對(duì)核安全監(jiān)督部門的技術(shù)監(jiān)管和技術(shù)認(rèn)證要求。目前，多家核電站業(yè)主已經(jīng)表示，只要有合格的前，多家核電站業(yè)主已經(jīng)表示，只要有合格的HDPEHDPE管材并通過核安全監(jiān)管部門的認(rèn)證，他管材并通過核安全監(jiān)管部門的認(rèn)證，他