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從零開(kāi)始 | HDPE管材——風(fēng)浪中的傾情守護(hù)

2021-08-06



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由于過(guò)度捕撈和海洋生態(tài)環(huán)境日趨惡化,近海水產(chǎn)資源日漸枯竭,深海網(wǎng)箱養(yǎng)殖的發(fā)展勢(shì)在必行。但目前深海網(wǎng)箱的養(yǎng)殖大多仍采用傳統(tǒng)生產(chǎn)方式,不僅抗風(fēng)險(xiǎn)能力弱,而且發(fā)展過(guò)程中缺乏應(yīng)有的規(guī)范,影響局部海域生態(tài)環(huán)境,不利于海洋經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。臺(tái)風(fēng)來(lái)臨后,便暴露出傳統(tǒng)養(yǎng)殖的弊端,許多傳統(tǒng)木制漁排受損嚴(yán)重,造成的大量海漂垃圾處理起來(lái)也困難重重。因而,全面實(shí)施海上養(yǎng)殖綜合整治,實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖業(yè)更新?lián)Q代、轉(zhuǎn)型升級(jí),迫在眉睫。

管材作為深海網(wǎng)箱中的重要組成部分,必須對(duì)管材的綜合力學(xué)性能、對(duì)工作環(huán)境的適應(yīng)性、工程的經(jīng)濟(jì)性及安裝施工的簡(jiǎn)便性進(jìn)行全方位考量,進(jìn)而進(jìn)行因地制宜、經(jīng)濟(jì)合理地選用管材,目前可供深海網(wǎng)箱選擇的管材主要有PE管材、鋼管、木質(zhì)、PP管、PVC管等。

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 · 用于深海網(wǎng)箱使用管材的基本要求 


深海網(wǎng)箱是指可以在相對(duì)較深海域使用的養(yǎng)殖網(wǎng)箱,具有拓展養(yǎng)殖海域,減輕環(huán)境壓力,改善養(yǎng)殖條件,擴(kuò)大養(yǎng)殖容量,規(guī)范養(yǎng)殖管理等諸多優(yōu)點(diǎn)。在深海領(lǐng)域,網(wǎng)箱除受海水腐蝕和陽(yáng)光曝曬外,還要承受更大的外力沖擊,需常年承受風(fēng)、浪、流單一荷載或其復(fù)合荷載作用,網(wǎng)箱框架用管材不僅要有足夠的強(qiáng)度抵御較大的風(fēng)浪,還要有一定的柔韌性隨波浪流而變形,緩解和消除應(yīng)力集中對(duì)網(wǎng)箱框架的影響,因此,深海的復(fù)雜環(huán)境對(duì)深海網(wǎng)箱使用管材的性能提出抗風(fēng)浪、抗急流、耐老化等要求。

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在投入使用時(shí),網(wǎng)箱必須保證在規(guī)定的工作環(huán)境下安全可靠,不發(fā)生開(kāi)裂、爆管等現(xiàn)象,此外還要求網(wǎng)箱用管材具有價(jià)格低廉、不宜腐蝕、耐老化、使用年限長(zhǎng)、易于安裝施工、組裝密封性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。


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 · HDPE管材用于深海網(wǎng)箱領(lǐng)域的優(yōu)良性能 


近年來(lái),HDPE管道因其良好的機(jī)械性能和加工特性而廣泛應(yīng)用于深海網(wǎng)箱養(yǎng)殖領(lǐng)域,產(chǎn)品性能如下:


(1)密封性好,可實(shí)現(xiàn)零滲漏。HDPE管道連接采用電熔焊接技術(shù),使接口處的兩段管完全熔為一體,密封性良好,保證了管道接口不會(huì)滲漏。


(2)抗風(fēng)浪性好。HDPE材料由于具有優(yōu)越的柔彈性和伸長(zhǎng)率(不低于350%,甚至可達(dá)7倍),能隨波浪同步起伏變形,從而吸收波浪能量,達(dá)到防臺(tái)風(fēng)破壞的目的,因此具有優(yōu)良的抗風(fēng)浪性能。


(3)耐腐蝕、抗老化性能好。由于HDPE管的原材料為高分子的聚乙烯,它能有效地抵抗酸、堿、鹽等介質(zhì)的腐蝕,其抗老化性能比PVC管要好,能夠較好承受日光暴曬、鹽水腐蝕的海洋環(huán)境。

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(4)柔韌性好。HDPE管屬于柔性管,延伸性能好,在安裝時(shí)可以承受一定程度的彎折,因此適用于制作各種形狀的網(wǎng)箱,比如圓形網(wǎng)箱、方形網(wǎng)箱等。


(5)強(qiáng)度高,使用壽命長(zhǎng)。由于HDPE管是采用高密度聚乙烯在熱熔狀態(tài)下制成的整體管道,其整體性較好,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,強(qiáng)度高,在深海網(wǎng)箱養(yǎng)殖領(lǐng)域一般情況下其使用壽命可達(dá)15年以上。


(6)對(duì)環(huán)境影響小。HDPE是無(wú)毒性材料,對(duì)海水無(wú)害,并且能夠再生使用。

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 · PE管材與其他管材在

   深海網(wǎng)箱領(lǐng)域的適應(yīng)性比較 


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表1 PE管材與其他管材在深海網(wǎng)箱領(lǐng)域的適應(yīng)性比較


從表1可以看出,PE管材無(wú)論是從性能的優(yōu)異性、深海網(wǎng)箱領(lǐng)域的適用性,還是從施工方便性、經(jīng)濟(jì)性角度來(lái)看,都具有突出的優(yōu)勢(shì),是深海網(wǎng)箱領(lǐng)域使用管材的首選方案。

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 · 目前幾種常見(jiàn)的不同材質(zhì)網(wǎng)箱類型的對(duì)比 


傳統(tǒng)木制網(wǎng)箱是國(guó)內(nèi)發(fā)展最久的網(wǎng)箱。傳統(tǒng)木制網(wǎng)箱采用木料和泡沫浮球制成,抗流抗風(fēng)浪能力較差,基本就在避風(fēng)性較好的內(nèi)灣、淺水海域使用,難以向深水和外海發(fā)展。

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圖1 傳統(tǒng)木質(zhì)網(wǎng)箱養(yǎng)殖平臺(tái)

大型鋼制養(yǎng)殖平臺(tái)是指采用鋁合金、不銹鋼等金屬材料制成的網(wǎng)箱。該類網(wǎng)箱是20世紀(jì)70年代國(guó)外率先發(fā)展起來(lái)的新型養(yǎng)殖模式,大量采用新技術(shù),造價(jià)比較高,不易在廣大中小型養(yǎng)殖平臺(tái)推廣。

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圖2 大型鋼制網(wǎng)箱養(yǎng)殖平臺(tái)

高強(qiáng)度聚乙烯(HDPE)網(wǎng)箱指由高強(qiáng)度聚乙烯(HDPE)管道及相關(guān)配件組合的網(wǎng)箱。這類網(wǎng)箱的框架柔韌性好,能抵御較大的風(fēng)浪,有非常突出的耐腐蝕性,已經(jīng)成功地應(yīng)用于抗風(fēng)浪網(wǎng)箱的框架系統(tǒng)。

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圖3 高強(qiáng)度聚乙烯網(wǎng)箱




 · 總結(jié) 


PE管材具備其他管材無(wú)法比擬的柔彈性和隨波浪形變的特性,同時(shí)具有高強(qiáng)度、耐腐蝕、安裝簡(jiǎn)單、價(jià)格較低的優(yōu)良性能,非常適用于長(zhǎng)期海水浸泡和烈日暴曬下的深海地區(qū)。無(wú)論從綜合力學(xué)性能、對(duì)深海領(lǐng)域的適應(yīng)性、工程的經(jīng)濟(jì)性,還是從安裝施工的簡(jiǎn)便性,都具有突出的優(yōu)勢(shì),是深海網(wǎng)箱的首選材料。

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