HDPE vamzdžiai – aprašymas ir charakteristikos

Šiame straipsnyje: Polietileno vamzdžių istorija kuo skiriasi LDPE nuo HDPE; žemo slėgio polietileno (didelio tankio) charakteristikos; HDPE vamzdžių pranašumai ir trūkumai; vamzdžių iš žemo slėgio polietileno gamybos technologija; polietileno vamzdžių jungiamosios detalės.

HDPE vamzdžiai - aprašymas ir charakteristikos

Plastikas virtuvės sifono pavidalu, skirtas vandeniui nutekėti, maždaug 80-aisiais metais pradėjo audrinti komunikacijas mūsų namuose ir butuose, visiškai pakeisdamas anksčiau populiarius plieno ir ketaus sifonus. Dešimtojo dešimtmečio viduryje plastikiniai vamzdžiai netikėtai tapo vandentiekio vamzdžiais, patraukliais dėl savo naujumo, mažo svorio, kainos ir absoliutaus atsparumo korozijai. Atrodytų, kad po daugiau nei 15 metų buvimo Rusijos rinkoje polietileno vamzdžiai turėjo būti susipažinę su namų savininkais, tačiau kai kurie iš jų vis tiek elgiasi su vandens tiekimo sistemos plastiku su nepasitikėjimu ir įtarumu. Siūlome ištirti žemo slėgio polietileno ir iš jo pagamintų vamzdžių savybes.

Polietileno vamzdžių istorija

Polietilenas, kaip ir kitos rūšies plastikas, buvo gautas atsitiktinai. 1898 m. Vokiečių fizikas Hansas von Pechmannas atliko kitą diazometano, kurį jis buvo įgijęs ketveriais metais anksčiau, gana pavojingos cheminės kilmės medžiagos, tyrimų etapą. Po eksperimento su kaitinimu diazometanu, von Pechmannas kolbos apačioje atrado baltą vaškinę medžiagą, kuri pasirodė esanti polietilenas arba, kaip chemikas vadino, polimetilenas. XX amžiaus pradžioje nebuvo pramoninio poreikio atviro kodo Pehmann polietilenui, todėl jo sukūrimas buvo pamirštas 37 ilgus metus..

Po Pirmojo pasaulinio karo stambūs pramonininkai pradėjo ieškoti naujų medžiagų elektros kabeliams izoliuoti, patikėdami jų kūrimą chemijos laboratorijoms. Veikdami pagal tokį įsakymą, britų chemikai Reginaldas Gibsonas ir Ericas Fawcettas chemijos koncerno „Cheminės pramonės imperija“ („Imperial Chemical Industries“) laboratorijoje iš naujo atrado polietileną – į slėgio kamerą įdėdami etileno ir benzaldehido mišinį, veikdami jį šimtų atmosferų slėgiu. Chemikai gautą baltą, į vašką panašią medžiagą eksperimento metu laikė klaida, juo labiau kad nepavyko iš naujo gauti polietileno – pirmojo eksperimento metu oras netyčia pateko į slėgio kamerą, eksperimentatoriai į tai neatsižvelgė..

ICI laboratorijaICI laboratorija

Ištyręs medžiagą, atsitiktinai gautą iš Gibsono ir Fawcetto, chemikas Michaelas Perrinas, kuris taip pat dirbo koncernui ICI, nusprendė sukurti technologiją, kuri leistų gauti polietileną pramoniniu mastu. Technologijos sukūrimas užtruko „Perrin“ ketverius metus (jis pradėjo tyrinėti polietileną 1935 m.) Ir buvo vainikuojamas sėkmės tik 1939 m. – Šiemet ICI gavo patentą aukšto slėgio (mažo tankio) polietileno gamybai. Antrojo pasaulinio karo metu polietileno gamyba plėtėsi – šis plastikas buvo naudojamas koaksialinių radaro kabelių izoliacijai. Nuo 1944 m. Polietileno pakuotės buvo paklausos JAV tarp parduotuvių mažmeninės prekybos tinklų savininkų.

Aukšto slėgio polietilenas turėjo gana aukštą minkštumą ir plastiškumą, todėl jis buvo puikus gaminant pakuotes, skirtas pirkėjų įsigytiems produktams pakuoti. Tačiau jis nebuvo tinkamas naudoti ryšių tinkluose, gabenančiuose šiltą vandenį – iš šio polimero sukurti eksperimentiniai vamzdžiai neleido vandeniui pratekėti, tačiau nesugebėjo sulaikyti dujų, nes LDPE tarpmolekulinės jungtys nėra pakankamai stiprios.

Polietileno plėvelės gamyba

1951 m. Chemikai Paulas Hoganas ir Robertas Banksas, dirbę „Phillips Petroleum Corporation“, sukūrė polietileno, chromo trioksido polimerizacijos katalizatorių. Esant katalizatoriui, polietilenas galėtų būti gaminamas esant žemesniam slėgiui ir temperatūrai. Naujų katalizatorių panaudojimas polietileno granulių gamyboje sukūrė galimybę sukurti plastikinius vamzdžius šalto ir šilto vandens tiekimui, taip pat kanalizacijos komunikacijoms. Po dvejų metų vokiečių chemikas Karlas Ziegleris sukūrė katalizines sistemas, pagrįstas organoaliuminio junginiais ir titano halogenidais, leidusiais gauti žemo slėgio polietileną (didelio tankio), kuriam būdingas didesnis tvirtumas ir stiprumas nei LDPE. Aštuntajame dešimtmetyje „Ziegler“ katalizatorių sistema buvo papildyta naujais tipais, kurie, be kita ko, leido gaminti platų polietileno dervų asortimentą..

Žemo slėgio polietileno granulės

Žemo slėgio polietileno charakteristikos

Šis polietilenas gaminamas dujinių fazių, suspensijos ir tirpalo technologijomis. Polimerizacija vyksta esant slėgiui nuo 1 iki 5 kg / cm2. Jo tankis didesnis kaip 0,941 g / cm3, jis yra gana standus ir dėl savo kristalinės struktūros yra šiek tiek skaidrus arba nepermatomas. Dėl silpno molekulinių jungčių išsišakojimo, tarpmolekulinės jėgos suteikia aukštą tempimo jėgą žemo slėgio polietilene. Lydymosi temperatūra yra apie 130 ° C, tai yra 20 ° aukštesnė nei LDPE, tačiau dėl to polietilenas yra atsparus kaitinimo temperatūrai gatavų gaminių veikimo metu (apie 121 ° C)..

Palyginus su aukšto slėgio polietilenu, HDPE drėgmės ir dujų pralaidumas yra 5 kartus mažesnis, jis turi didesnį cheminį atsparumą riebalams ir aliejams. Kaip ir LDPE, jis pažeidžiamas aplinkos, tačiau didelės molekulinės masės mažo tankio polietilenas neturi šio trūkumo. Priklausomai nuo prekės ženklo, HDPE yra atsparus žemai temperatūrai nuo -50 ° C ir žemesnei.

Polietileno vamzdžių naudojimas

Iš aukšto slėgio polietileno gaminamas platus gaminių asortimentas – maišeliai ir pakavimo plėvelė prekybos tinklams, vamzdžiai, aukštos įtampos elektros kabelių izoliacija, įvairūs tinkleliai, rezervuarai ir skardinės, PET butelių kamšteliai, baldų furnitūra, automobilių aksesuarai, vaikų žaislai ir žaidimai kompleksai, baldai ir kt..

Rusijoje pirminis žemo slėgio polipropilenas gaminamas iš Europos ir Azijos importuojamo OOO „Stavrolen“, OAO „Kazanorgsintez“ įmonėse. Antrinius (gaunamus iš perdirbamų medžiagų) gamina keletas mažų gamintojų..

HDPE kanalizacijos vamzdžių montavimas

HDPE vamzdžių charakteristika

Žemo slėgio polimerinių vamzdžių (didelio tankio) pranašumai:

  • Jie tarnauja ilgą laiką – mažiausiai 40 metų. Toks laikotarpis iš pradžių buvo nustatytas jų vystymosi metu praėjusio amžiaus penktajame dešimtmetyje..
  • Jie nėra veikiami korozinio ir cheminio poveikio, t. Y. Jiems nereikia atsinaujinančios katodinės apsaugos, kai jie yra pakloti žemėje, t..
  • Esant vienodoms savybėms, polietileno vamzdžių kaina yra mažesnė nei plieno.
  • Dėl nuolatinio vidinių paviršių glotnumo, ant jų nesikaupia mastelis ir dumblas, vidinis skersmuo nesikeičia per visą eksploatavimo laiką.
  • Jie turi mažą šilumos laidumą – jų šilumos nuostoliai ir kondensacijos laipsnis išoriniame paviršiuje yra ypač maži.
  • Jei HDPE vamzdžio viduje esantis skystis užšąla, konstrukcija nebus sunaikinta, nes vamzdžio skersmuo padidės pagal užšaldyto skysčio skersmenį (5–7% originalo) ir grįš į ankstesnį po to, kai atšildytas skystis atšils..
  • Vamzdžių svoris yra 6 kartus mažesnis nei tokio pat skersmens ir maksimalaus darbinio slėgio plieninių vamzdžių, o tai labai palengvina transportavimą ir montavimą..
  • Didelis HDPE vamzdžių tamprumo modulis yra didelis atsparumas vandens plaktukams.
  • Polietileno vamzdžių suvirinimas yra daug lengvesnis, greitesnis ir pigesnis nei plieninių vamzdžių. Be to, suvirintos HDPE vamzdžių jungtys laikui bėgant nepraranda savo patikimumo..
  • Visiška aplinkos apsauga, kurios dėka polietileno vamzdžius leidžiama naudoti vamzdynuose, tiekiančiuose gyventojus geriamuoju vandeniu.

HDPE vamzdžių montavimas

Polietileno vamzdžių trūkumai:

  • Transportuojamo skysčio temperatūros apribojimai, dėl kurių sunku juos naudoti šildymo ir karšto vandens tiekimo sistemose.
  • Specifinė surinkimo technologija.
  • Palyginti su jais, plieniniai ir ketaus vamzdžiai turi aukštesnes mechanines savybes. Į žemę nutiestų polimerinių vamzdžių tarnavimo laikas priklauso nuo vietinio grunto tipo (jo mobilumo).
  • Jų eksploatacinės savybės sumažėja veikiant ultravioletiniams spinduliams (atsparumo ultravioletiniams spinduliams laipsnis priklauso nuo žaliavų gamyboje naudojamų katalizatorių – HDPE granulių).

Polietileno kanalizacijos vamzdžiai

HDPE vamzdžių gamybos technologija

Polietileno vamzdžių gamybos linija yra santykinai mažame plote – apie 100 m2.

Tam tikros rūšies HDPE granulės supilamos į ekstruderio bunkerį, kaitinamos iki lydymosi temperatūros ir plastifikuojamos. Išlydytas polietilenas patenka į tiesią ekstruderio galvutę, jo įleidimo angoje eidamas pro filtrų tinklus ir grotelę, ant kurios yra įmontuotas šerdis (supaprastintas kūginis antgalis). Išlydytas polietilenas proporcingai apgaubia šerdį ir eina į būsimojo vamzdžio matricą, kur jis yra nurodyto skersmens vamzdžio forma. Šerdinės dalies korpusas turi įmontuotą suspausto oro tiekimo antgalį, kuris aušina polietileno vamzdžio sienas išėjimo iš matricos metu.

HDPE vamzdžiai - aprašymas ir charakteristikos

Sukietėjęs vamzdis ištraukiamas iš ekstruderio specialiu įtaisu, kurio sugriebimo skersmuo atitinka vamzdžio skersmenį. Išmetimo įtaisas veda vamzdį per aušinimo įrenginį, kur jo tinklas yra padengtas vandens srautais iš purkštukų.

Sienų storio kontrolė ir vamzdžių geometrinės formos iškraipymų nebuvimas kontroliuojami bekontakčiu matavimo įtaisu. Už jo yra ženklinimo įtaisas, ant kurio HDPE vamzdžio korpusas dedamas reljefiniu ar spausdinimo būdu.

HDPE vamzdžiai - aprašymas ir charakteristikos

Jei pagamintas vamzdis, kurio skersmuo didesnis kaip 125 mm, tada, pažymėjęs jį, supjaustomas reikiamo ilgio gabalėliais, naudojant kilnojamąją giljotiną ar diskinį pjūklą, einant išilgai vamzdžio tinklo jo ištraukimo iš ekstruderio greičiu. Mažesnio skersmens vamzdžius suktuvas surenka į ritinius.

HDPE vamzdžiai - aprašymas ir charakteristikos

Be struktūrinių ekstruderio galvutės savybių, polietileno vamzdžio kokybės charakteristikoms įtakos turi lydalo temperatūra, jo tekėjimo greitis ir brėžinys. Srauto metu išlydytos HDPE molekulės orientuojasi, o tai daro įtaką ašiniam ašies susitraukimui išėjus iš ekstruderio, taip pat anizotropijai (šiurkštumo buvimas gatavo vamzdžio paviršiuje). Polietileno vamzdžio ašinio susitraukimo laipsnis taip pat priklauso nuo jo tempimo greičio – jei jis yra didesnis nei lydymosi greitis išleidimo angoje, tada padidėja ašinis ašių susitraukimas ir sienų plonėjimas..

Suslėgto oro tiekimo intensyvumas (slėgio kalibravimas) priklauso nuo skersmens, vamzdžio sienelės storio, nuo tam tikros rūšies polimero savybių ir jo lydymosi temperatūros ekstruderyje. Oro slėgio kalibravimas sureguliuojamas, kai pirmoji vamzdžių partija iš ekstruderio išeina eksperimentiškai. Jei oro slėgis yra nepakankamas, ant vamzdžio sienelių susidarys pastebimi pylimai, jei per didelė, didėjanti trintis sukels daugybinius įtrūkimus, kurie žymiai sumažins vamzdžio sienelių stiprumą..

Polietileno vamzdžių jungiamosios detalės

Dviejų tipų jungiamosios detalės yra naudojamos HDPE vamzdžiams sujungti – užpakaliniam suvirinimui (nenaudojant elektros spiralės), elektriniam suvirinimui ir suspaudžiamoms jungiamosioms detalėms..

Suvirinimo armatūra (kaiščiai) leidžia vamzdžius suvirinti užpakaliu. Suvirinimas užpakaliu atliekamas tokia seka: vamzdžių ir jungiamųjų detalių galų mirgėjimas; suvirintų sekcijų pašildymas elektriniu šildymo įtaisu iki klampios sklandumo; nuimant šildymo įtaisą ir sujungiant suvirintinas dalis pagal slėgį. Pašalinus šildymo įtaisą, svarbu kuo greičiau sujungti armatūrą ir vamzdį vienas su kitu, neleidžiant plastikui atvėsti. Taip pat norint užtikrinti stiprią ir patikimą siūlę, būtina visiškai pašalinti dulkių dalelių patekimo į siūlę galimybę..

Polipropileno vamzdžių litavimas

HDPE jungiamosios detalės, skirtos elektriniam suvirinimui, tiekiamos su įmontuotais vieliniais šildytuvais (elektriniais rezistoriais) – kai į laidą tiekiama elektros srovė, jo kaitinimas sukelia polimero tirpimą jungtinėse vietose. Prijungus armatūrą ir vamzdį, nutrūksta įtampos tiekimas ir susidaro aukšto sandarumo jungtis. Elektrofuzijos jungiamosios detalės yra suvirinamos į polimerinius vamzdžius, naudojant specialias suvirinimo mašinas, kurios leidžia jums suvirinimo režimą sureguliuoti atsižvelgiant į vamzdžio matmenis ir į jį supjaustomą armatūrą. Šis suvirinimo būdas ypač patogus taisant sunkiai pasiekiamas vamzdyno sekcijas..

HDPE vamzdžių elektrofuzinis suvirinimas

Plastikinio vamzdyno tiesimas naudojant suspaudžiamąsias jungtis yra labai paprastas, nes jam nereikia jokio papildomo HDPE vamzdžių paruošimo. Suspaudimo jungiamosios detalės yra sujungtos su vamzdžiais, neišardant į jų sudedamąsias dalis – gumos sandariklis suspaudžiamas presavimo įvorėmis toje padėtyje, kurioje tai būtina, tuo pat metu ribojant suspaudimą, tokiu būdu užkertant kelią vamzdžių deformacijoms, o specialios konstrukcijos spaustuko žiedas neleis susilpninti jungties. Dujotiekio montavimas, jungiant suspaudžiamąsias jungtis, gali būti atliekamas bet kuriuo metų laiku, įskaitant esant žemesnei nei 0 ° C temperatūrai, tuo tarpu visą darbų apimtį galima atlikti žmonėms be specialaus mokymo..

Polietileno vamzdžių suspaudimo detalės

Įvertinkite šį straipsnį
( Kol kas nėra įvertinimų )
Pridėti komentarų

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: