HDPE cijevi – opis i karakteristike

Sadržaj članka



U ovom članku: Povijest polietilenskih cijevi koja je razlika između LDPE i HDPE; karakteristike polietilena niskog tlaka (visoka gustoća); prednosti i nedostaci HDPE cijevi; tehnologija za proizvodnju cijevi od polietilena niskog tlaka; okovi za polietilenske cijevi.

HDPE cijevi - opis i karakteristike

Plastika u obliku kuhinjskog sifona za odvod vode počela je olujati komunikacije u našim kućama i stanovima oko 80-ih, potpuno zamijenivši ranije popularne sifone od čelika i lijevanog željeza. Sredinom 90-ih plastične cijevi neočekivano su postale vodovodne cijevi, atraktivne zbog svoje novosti, male težine, cijene i apsolutne otpornosti na koroziju. Čini se da bi nakon više od 15 godina prisutnosti na ruskom tržištu polietilenske cijevi trebale postati poznate vlasnicima kuća, ali neki od njih još uvijek s nepovjerenjem i sumnjom tretiraju plastiku u vodovodnom sustavu. Nudimo istražiti karakteristike polietilena niskog tlaka i cijevi izrađenih od njega.

Povijest polietilenskih cijevi

Polietilen, kao i druge vrste plastike, dobiven je slučajno. Godine 1898. Hans von Pechmann, njemački fizičar, izveo je još jednu fazu istraživanja dijazometana, koju je stekao četiri godine ranije, prilično opasnu tvar kemijskog podrijetla. Nakon eksperimenta s grijanjem diazometanom, von Pechmann je na dnu tikvice otkrio bijelu, voštanu tvar, koja se ispostavila da je polietilen ili, kako ga je ljekar nazvao, polimetilen. Početkom 20. stoljeća nije postojala industrijska potreba za Pehmannovim polietilenom otvorenog koda, pa je njegovo stvaranje zaboravljeno 37 dugih godina.

Nakon Prvog svjetskog rata veliki su industrijalci počeli tražiti nove materijale za izoliranje električnih kablova, povjeravajući svoj razvoj kemijskim laboratorijama. Postupajući u okviru takvog naloga, britanski kemičari Reginald Gibson i Eric Fawcett u laboratoriju kemijskog koncerna “Empire of the Chemical Industry” (Imperial Chemical Industries) ponovno su otkrili polietilen – stavljajući mješavinu etilena i benzaldehida u komoru pod tlakom, djelujući na njega pritiskom stotina atmosfera. Kemičari su dobivenu bijelu, voštanu tvar smatrali pogreškom tijekom eksperimenta, posebno jer nisu uspjeli ponovo dobiti polietilen – tijekom prvog pokusa zrak je slučajno ušao u komoru pod tlakom, eksperimentalisti nisu to uzeli u obzir.

ICI laboratorijaICI laboratorija

Nakon što je istražio supstancu koju su slučajno dobili Gibson i Fawcett, kemičar Michael Perrin, koji je također radio za koncern ICI, odlučio je stvoriti tehnologiju koja će omogućiti dobivanje polietilena u industrijskim razmjerima. Razvoj tehnologije potrajao je Perrin četiri godine (počeo je istraživati ​​polietilen 1935.) i okrunjen je uspjehom tek 1939. – ICI je ove godine dobio patent za proizvodnju polietilena visokog pritiska (niske gustoće). Tijekom Drugog svjetskog rata proizvodnja polietilena se širila – ova plastika korištena je za izoliranje koaksijalnih radarskih kabela. Od 1944. godine polietilenska ambalaža je u SAD-u tražena među vlasnicima trgovačkih lanaca trgovina..

Polietilen visokog pritiska imao je prilično visoku mekoću i plastičnost, stoga je bio savršen za proizvodnju ambalaže za ambalažne proizvode koje kupuju kupci. Međutim, nije bio prikladan za uporabu u komunikacijskim mrežama za prijevoz tople vode – eksperimentalne cijevi stvorene od ovog polimera nisu dopuštale prolaz vodi, ali nisu mogle zadržati plinove, jer intermolekularne veze u LDPE nisu dovoljno jake.

Proizvodnja polietilenskog filma

1951. kemičari Paul Hogan i Robert Banks, koji su radili u Phillips Petroleum Corporation, razvili su katalizator za polimerizaciju polietilena, krom-trioksida. U prisutnosti katalizatora, polietilen se može proizvesti pri umjerenijem tlaku i temperaturi. Upotreba novih katalizatora u proizvodnji polietilenskih granula stvorila je mogućnost stvaranja plastičnih cijevi za opskrbu hladnom i toplom vodom, kao i za kanalizacijske komunikacije. Dvije godine kasnije, njemački kemičar Karl Ziegler stvorio je katalitičke sustave temeljene na organoaluminijevim spojevima i halidima titana, što je omogućilo dobivanje polietilena niskog tlaka (visoke gustoće), kojeg karakterizira veća krutost i čvrstoća od LDPE. U 70-ima sustav katalizatora Ziegler dopunio se novim tipovima, što je omogućilo, između ostalog, proizvodnju širokog raspona polietilenskih smola.

Polietilenske granule niskog pritiska

Karakteristike polietilena niskog tlaka

Ovaj polietilen se proizvodi primjenom tehnologija plinske faze, suspenzije i otopine, polimerizacija se odvija pod tlakom od 1 do 5 kg / cm2. Ima gustoću od preko 0,941 g / cm3, prilično je kruta i zbog svoje kristalne strukture blago je prozirna ili neprozirna. Zbog slabog razgranavanja molekularnih veza, intermolekularne sile pružaju visoku vlačnu čvrstoću u polietilenu niskog tlaka. Temperatura taljenja je oko 130 ° C, što je 20 ° više od temperature LDPE, ali to čini polietilen otporan na temperature grijanja tijekom rada gotovih proizvoda (oko 121 ° C).

U usporedbi s polietilenom visokog tlaka, vlažnost i plinopropusnost HDPE je 5 puta manja, ima veću kemijsku otpornost na masti i ulja. Kao i LDPE, osjetljiv je na pucanje u okolišu, ali polietilen niske gustoće molekulske mase nema taj nedostatak. HDPE, ovisno o marki, otporan je na niske temperature od -50 ° C i niže.

Uporaba polietilenskih cijevi

Širok asortiman proizvoda proizvodi se od polietilena visokog pritiska – vrećice i ambalažni film za trgovačke lance, cijevi, izolacija visokonaponskih električnih kablova, razne mrežice, spremnici i limenke, poklopci PET boca, okovi za namještaj, pribor za automobile, dječje igračke i igre kompleksi, namještaj itd..

U Rusiji se primarni polipropilen niskog tlaka proizvodi u poduzećima OOO Stavrolen, OAO Kazanorgsintez, uvozi se iz Europe i Azije, a sekundarni (dobiveni iz materijala koji se može reciklirati) – proizvodi više malih proizvođača.

Postavljanje HDPE kanalizacijskih cijevi

Karakteristike HDPE cijevi

Prednosti polimernih cijevi niskog tlaka (visoka gustoća):

  • Imaju dug radni vijek – najmanje 40 godina. Takvo je razdoblje izvorno određeno tijekom njihova razvoja 50-ih godina prošlog stoljeća..
  • Ne podliježu korozivnim i kemijskim utjecajima, tj. Ne zahtijevaju obnovljivu katodnu zaštitu kada se polože u zemlju, tj. Ne zahtijevaju održavanje.
  • S jednakim karakteristikama, cijena polietilenskih cijevi niža je od cijene čelika.
  • Zbog stalne glatkoće unutarnjih površina, ljestvica i mulj se na njima ne akumuliraju, odnosno unutarnji se promjer ne mijenja tijekom cijelog radnog vijeka.
  • Imaju nisku toplinsku vodljivost – njihovi gubici topline i stupanj kondenzacije na vanjskoj površini izuzetno su mali.
  • U slučaju zamrzavanja tekućine unutar HDPE cijevi, konstrukcija se neće uništiti, jer će se promjer cijevi povećati ispod promjera smrznute tekućine (za 5-7% od izvornog) i vratit će se na prethodnu nakon otapanja transportirane tekućine.
  • Težina cijevi je 6 puta manja od težine čeličnih cijevi istog promjera i maksimalnog radnog tlaka, što uvelike olakšava transport i ugradnju.
  • Visoka otpornost na čekić za vodu, omogućena niskim modulom elastičnosti HDPE cijevi.
  • Zavarivanje polietilenskih cijevi mnogo je lakše, brže i jeftinije od čeličnih cijevi. Uz to, zavareni spojevi HDPE cijevi s vremenom ne gube svoju pouzdanost..
  • Potpuna zaštita okoliša, zbog čega su polietilenske cijevi dopuštene za uporabu u cjevovodima koji opskrbljuju stanovništvo pitkom vodom.

Ugradnja HDPE cijevi

Protiv polietilenskih cijevi:

  • Ograničenja temperature dopremljene tekućine, što otežava njihovu uporabu u sustavima grijanja i tople vode.
  • Specifična tehnologija montaže.
  • U usporedbi s njima, cijevi od čelika i lijevanog željeza imaju veće mehaničke karakteristike. Vijek trajanja polimernih cijevi položenih u zemlju ovisi o vrsti lokalnog tla (njegovoj pokretljivosti).
  • Njihove performanse se smanjuju pod utjecajem ultraljubičastog zračenja (stupanj otpornosti na ultraljubičasto zračenje ovisi o katalizatorima koji se koriste u proizvodnji sirovina – HDPE granule).

Polietilenske kanalizacijske cijevi

Tehnologija proizvodnje cijevi HDPE

Linija za proizvodnju polietilenskih cijevi nalazi se na relativno malom području – oko 100 m2.

HDPE granule određenog stupnja izlijevaju se u spremnik ekstrudera, zagrijavaju na temperaturu taline i plastificiraju. Rastaljeni polietilen dovodi se kroz ravno glavicu ekstrudera, prolazeći na njegovom ulasku kroz filtrirajuće mreže i rešetku na kojoj je montirana trna. Rtopljeni polietilen proporcionalno omotava rernu i slijedi do matrice buduće cijevi, gdje je u obliku cijevi određenog promjera. Mlaznica je ugrađena u tijelo kapke za dovod komprimiranog zraka koji hladi zidove polietilenske cijevi na izlazu iz matrice.

HDPE cijevi - opis i karakteristike

Otvrdnuta cijev izvlači se iz ekstrudera pomoću posebnog uređaja, čiji promjer hvatanja odgovara promjeru cijevi. Ispušni uređaj vodi cijev kroz rashladnu jedinicu, gdje je njezina mreža izložena strujama vode iz mlaznica.

Kontrola debljine stijenke i odsutnost izobličenja geometrijskog oblika cijevi vrši se beskontaktnim mjernim uređajem. Iza nje je uređaj za označavanje koji primjenjuje odgovarajuće označavanje na tijelu HDPE cijevi utiskivanjem ili ispisom.

HDPE cijevi - opis i karakteristike

Ako se napravi cijev s promjerom većim od 125 mm, tada se nakon označavanja reže na komade potrebne duljine pomoću pokretne giljotine ili kružne pile, slijedeći uzduž cijevne mreže brzinom izvlačenja iz ekstrudera. Cijevi manjeg promjera sakupljaju se namotajima u zavojnice.

HDPE cijevi - opis i karakteristike

Osim strukturnih karakteristika glave ekstrudera, na kvalitetne karakteristike polietilenske cijevi utječu i temperatura taline, brzina njenog strujanja i izvlačenja. U procesu protoka, rastopljene HDPE molekule prolaze orijentaciju, što utječe na aksijalno skupljanje cijevi nakon izlaska iz ekstrudera, kao i na anizotropiju (prisutnost hrapavosti na površini gotove cijevi). Stupanj aksijalnog skupljanja polietilenske cijevi ovisi i o brzini njenog povlačenja – ako je veća od brzine taline na izlazu, povećava se aksijalno skupljanje i prorjeđivanje zidova..

Intenzitet dovoda komprimiranog zraka (umjeravanje tlaka) ovisi o promjeru, debljini stijenke cijevi, karakteristikama danog polimera i temperaturi njegovog talina u ekstruderu. Umjeravanje tlaka zraka podešava se kad prva serija cijevi napušta ekstruder eksperimentalnim podešavanjem. Ako je tlak zraka nedovoljan, tada će se na zidovima cijevi stvoriti primjetne pukotine, ako je pretjerano, sve veće trenje uzrokovaće višestruke pukotine, što će značajno smanjiti čvrstoću zidova cijevi.

Priključci za polietilenske cijevi

Za spajanje HDPE cijevi koriste se tri vrste spojnica – za podmetanje za zavarivanje (bez upotrebe električne spirale), za električno zavarivanje i kompresijske spojnice.

Spojni dijelovi za zavarivanje (spigoti) omogućuju međusobno zavarivanje cijevi. Bučno zavarivanje se provodi u sljedećem slijedu: treptanje krajeva cijevi i fitinga; zagrijavanje zavarenih dijelova električnim grijaćim uređajem do stanja viskozne fluidnosti; uklanjanje grijaćeg uređaja i spajanje dijelova koji se zavare pod pritiskom. Važno je spojiti cijevni priključak i cijev što je prije moguće nakon uklanjanja grijaćeg uređaja, sprečavanjem plastike da se hladi. Također, kako bi se osigurao snažan i pouzdan šav, potrebno je potpuno eliminirati mogućnost da čestice prašine uđu u šav..

Lemljenje polipropilenskih cijevi

HDPE okovi namijenjeni za električno zavarivanje isporučuju se s ugrađenim grijačima žice (električni otpornici) – kada se žicom dovodi električna struja, njezino zagrijavanje uzrokuje otapanje polimera u područjima zglobova. Nakon spajanja priključka i cijevi, prekida se opskrba naponom i stvara se veza visokog postotka. Elektrofuzijski fitinzi zavareni su u polimerne cijevi pomoću posebnih aparata za zavarivanje koji vam omogućuju prilagođavanje načina zavarivanja prema dimenzijama cijevi i spojnom urezu u nju. Ova metoda zavarivanja je posebno prikladna za popravak teško dostupnih cjevovoda..

Elektrofuzijsko zavarivanje HDPE cijevi

Izgradnja plastičnog cjevovoda pomoću kompresijskih spojnica vrlo je jednostavna, jer ne zahtijeva dodatnu pripremu HDPE cijevi. Kompresioni spojevi spojeni su na cijevi bez rastavljanja na njihove sastavne dijelove – gumena brtva je stisnuta čahura pritiskom u položaju u kojem je potrebno uz istovremeno ograničenje kompresije, čime se sprječavaju deformacije cijevi, a stezni prsten posebnog dizajna neće dopustiti da oslabi vezu. Postavljanje cjevovoda povezivanjem kompresijskih spojnica može se izvesti u bilo koje doba godine, uključujući i negativne temperature, dok je cjelokupni opseg posla dostupan osobama bez posebne obuke.

Kompresioni dijelovi za polietilenske cijevi

Ocijenite članak
( Još nema ocjena )
Dodaj komentare

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