HDPE trubky – popis a vlastnosti

Obsah článku

• Historie polyetylénových trubek
• Vlastnosti nízkotlakého polyethylenu
• Vlastnosti trubek HDPE
• Technologie výroby trubek HDPE
• Kování pro polyethylenové trubky

V tomto článku: Historie polyetylénových trubek jaký je rozdíl mezi LDPE a HDPE; vlastnosti nízkotlakého polyethylenu (vysoká hustota); výhody a nevýhody HDPE trubek; technologie pro výrobu trubek z nízkotlakého polyethylenu; tvarovky pro potrubí z polyethylenu.

Plast v podobě kuchyňského sifonu pro vypouštění vody začal v 80. letech v našich domech a bytech zaútočit na komunikaci, čímž zcela nahradil dříve populární ocelové a litinové sifony. V polovině 90. let se plastové trubky nečekaně staly vodovodními trubkami, přitažlivé pro svou novost, nízkou hmotnost, cenu a absolutní odolnost proti korozi. Zdálo by se, že za více než 15 let působení na ruském trhu by se polyetylenové trubky měly seznámit s majiteli domů, ale některé z nich stále ještě s nedůvěrou a podezřením ošetřují plasty ve vodovodním systému. Nabízíme k prozkoumání charakteristik nízkotlakého polyethylenu a potrubí z něj vyrobených.

Historie polyetylénových trubek

Polyetylen, stejně jako jiné typy plastů, byl získán náhodou. V roce 1898 provedl německý fyzik Hans von Pechmann další etapu výzkumu diazomethanu, kterou získal o čtyři roky dříve, spíše nebezpečnou látkou chemického původu. Po experimentu s ohřevem diazomethanu von Pechmann objevil na dně baňky bílou voskovou látku, která se ukázala jako polyethylen nebo, jak to nazval chemik, polymethylen. Na začátku 20. století neexistovala průmyslová poptávka po polyetylénu Pehmann s otevřeným zdrojovým kódem, takže na jeho vytvoření bylo zapomenutých 37 dlouhých let.

Po první světové válce začali velcí průmyslníci hledat nové materiály pro izolaci elektrických kabelů a svěřovali jejich vývoj chemickým laboratořím. V rámci tohoto řádu britští chemici Reginald Gibson a Eric Fawcett v laboratoři chemického koncernu „Empire chemického průmyslu“ (Imperial Chemical Industries) znovuobjevili polyethylen – umístěním směsi ethylenu a benzaldehydu do tlakové komory, přičemž na něj působili tlakem stovek atmosfér. Chemici považovali získanou bílou voskovitou látku během experimentu za chybu, zejména proto, že se jí nepodařilo znovu získat polyethylen – během prvního experimentu vzduch náhodně vstoupil do tlakové komory, experimentátoři to nezohlednili.

Laboratoř ICI

Poté, co vyšetřil látku náhodně získanou Gibsonem a Fawcettem, chemik Michael Perrin, který také pracoval pro koncern ICI, se rozhodl vytvořit technologii, která by umožnila získat polyethylen v průmyslovém měřítku. Vývoj technologie trval Perrin čtyři roky (s výzkumem polyethylenu začal v roce 1935) a byl korunován úspěchem až v roce 1939 – ICI letos získal patent na výrobu vysokotlakého (nízkohustotního) polyethylenu. Během druhé světové války došlo k rozšíření výroby polyethylenu – tento plast byl použit k izolaci koaxiálních radarových kabelů. Od roku 1944 je ve Spojených státech poptávka po polyetylénových obalech mezi vlastníky maloobchodních řetězců obchodů..

Vysokotlaký polyethylen měl poměrně vysokou měkkost a plasticitu, proto byl ideální pro výrobu obalů pro obalové výrobky zakoupené zákazníky. Nebylo však vhodné pro použití v komunikačních sítích přepravujících teplou vodu – experimentální trubky vytvořené z tohoto polymeru neumožňovaly průchod vody, ale nebyly schopny zadržovat plyny, protože intermolekulární vazby v LDPE nejsou dostatečně silné.

V roce 1951, chemici Paul Hogan a Robert Banks, kteří pracovali pro Phillips Petroleum Corporation, vyvinuli katalyzátor pro polymeraci polyethylenu, oxidu chromitého. V přítomnosti katalyzátoru by mohl být polyethylen vyráběn při mírnějším tlaku a teplotě. Použití nových katalyzátorů při výrobě polyetylénových granulí vytvořilo možnost vytvoření plastových trubek pro přívod studené a teplé vody, jakož i pro kanalizační komunikaci. O dva roky později vytvořil německý chemik Karl Ziegler katalytické systémy založené na organohlinitých sloučeninách a halogenidech titanu, což umožnilo získat nízkotlaký (vysokohustotní) polyethylen, který se vyznačuje vyšší tuhostí a pevností než LDPE. V 70. letech byl katalyzátorový systém Ziegler doplněn o nové typy, což mimo jiné umožnilo vyrábět širokou škálu polyethylenových pryskyřic.

Vlastnosti nízkotlakého polyethylenu

Tento polyethylen se vyrábí za použití technologie plynné fáze, suspenze a roztoku, k polymeraci dochází pod tlakem od 1 do 5 kg / cm². Má hustotu vyšší než 0,941 g / cm3, je poměrně tuhý a díky své krystalické struktuře je mírně průhledný nebo neprůhledný. Díky slabému větvení molekulárních vazeb poskytují mezimolekulární síly vysokou pevnost v tahu u nízkotlakého polyethylenu. Teplota tání je asi 130 ° C, což je o 20 ° vyšší než teplota LDPE, ale díky tomu je polyethylen odolný vůči teplotám zahřívání během provozu hotových výrobků (asi 121 ° C)..

Ve srovnání s vysokotlakým polyethylenem je propustnost HDPE pro vlhkost a plyn 5krát nižší, má vyšší chemickou odolnost vůči tukům a olejům. Stejně jako LDPE je náchylný k praskání v životním prostředí, ale vysokomolekulární polyethylen s nízkou hustotou nemá tuto nevýhodu. V závislosti na značce je HDPE odolný vůči nízkým teplotám od -50 ° C a nižším.

Široká škála produktů je vyrobena z vysokotlakého polyethylenu – sáčky a obalové fólie pro maloobchodní řetězce, potrubí, izolace elektrických kabelů vysokého napětí, různé sítě, nádrže a plechovky, uzávěry PET lahví, nábytkové kování, doplňky pro automobily, dětské hračky a hry komplexy, nábytek atd..

V Rusku je primární nízkotlaký polypropylen vyráběn v podnicích OOO Stavrolen, OAO Kazanorgsintez, dovážených z Evropy a Asie, sekundárních (získaných z recyklovatelných materiálů) – vyráběných řadou malých výrobců.

Vlastnosti trubek HDPE

Výhody nízkotlakých (vysokohustotních) polymerních trubek:

• Mají dlouhou životnost – nejméně 40 let. Takové období bylo původně stanoveno během jejich vývoje v 50. letech minulého století..
• Nejsou vystaveny korozivním a chemickým vlivům, tj. Nevyžadují obnovitelnou katodickou ochranu, když jsou položeny v zemi, tj. Nevyžadují údržbu..
• Při stejných vlastnostech jsou náklady na polyethylenové trubky nižší než náklady na ocel.
• Vzhledem k neměnné hladkosti vnitřních povrchů se na nich nevloží vodní kámen a kal, vnitřní průměr se nemění po celou dobu životnosti.
• Mají nízkou tepelnou vodivost – jejich tepelné ztráty a stupeň kondenzace na vnějším povrchu jsou extrémně malé.
• V případě zamrznutí kapaliny uvnitř HDPE trubky nebude struktura zničena, protože průměr potrubí se zvětší pod průměr zmrazené kapaliny (o 5-7% původního) a po roztátí přepravované kapaliny se vrátí k předchozímu..
• Hmotnost potrubí je 6krát nižší než hmotnost ocelových trubek stejného průměru a maximálního pracovního tlaku, což výrazně usnadňuje dopravu a instalaci.
• Vysoká odolnost proti vodním kladivům, zajišťovaná nízkým modulem pružnosti HDPE trubek.
• Svařování polyethylenových trubek je mnohem snazší, rychlejší a levnější než ocelové trubky. Svařované spoje trubek HDPE navíc neztrácí svou spolehlivost v průběhu času..
• Kompletní ekologická bezpečnost, díky které jsou povoleny polyethylenové trubky pro použití v potrubích zásobujících obyvatelstvo pitnou vodou.

Nevýhody polyetylenových trubek:

• Omezení teploty přepravované kapaliny, což ztěžuje jejich použití v systémech vytápění a přívodu teplé vody.
• Specifická montážní technologie.
• Oproti nim mají ocelové a litinové trubky vyšší mechanické vlastnosti. Životnost polymerních trubek uložených v zemi závisí na typu místní půdy (její mobilita).
• Jejich výkonnostní charakteristiky jsou sníženy vlivem ultrafialového záření (stupeň odolnosti vůči ultrafialovému záření závisí na katalyzátorech použitých při výrobě surovin – HDPE granulí).

Technologie výroby trubek HDPE

Linka na výrobu polyetylénových trubek se nachází v relativně malé oblasti – asi 100 m².

HDPE granule určité jakosti se nalijí do násypky extrudéru, zahřejí se na teplotu tavení a změkčí se. Roztavený polyethylen je přiváděn do přímé hlavy vytlačovacího stroje a prochází svým vstupem přes filtrační sítě a mřížku, na které je nainstalován trn (proudová kuželová tryska). Roztavený polyethylen obklopuje trn úměrně a následuje matici budoucí trubky, kde má tvar trubky daného průměru. V těle trnu je zabudována tryska pro přívod stlačeného vzduchu, který ochlazuje stěny polyethylenového potrubí na výstupu z matrice.

Vytvrzená trubka je vytažena z extrudéru pomocí speciálního zařízení, jehož uchopovací průměr odpovídá průměru trubky. Výfukové zařízení vede potrubí přes chladicí jednotku, kde je jeho pás vystaven proudům vody z trysek.

Kontrola tloušťky stěny a absence zkreslení geometrického tvaru potrubí se provádí bezkontaktním měřicím zařízením. Za ním je značkovací zařízení, které nanáší příslušné značení na tělo trubky HDPE ražením nebo tiskem.

Je-li trubka vyrobena s průměrem větším než 125 mm, pak je po označení rozřezána na kusy požadované délky pomocí pohyblivé gilotiny nebo kotoučové pily, která sleduje dráhu trubky rychlostí jejího vytažení z extrudéru. Trubky o menším průměru jsou tažným navíječem shromažďovány do cívek.

Kromě strukturálních charakteristik vytlačovací hlavy jsou kvalitativní vlastnosti polyethylenové trubky ovlivněny teplotou taveniny, rychlostí jejího toku a tažením. V procesu toku procházejí roztavené molekuly HDPE orientací, která ovlivňuje axiální smrštění trubky po výstupu z extruderu, jakož i anizotropie (přítomnost drsnosti na povrchu hotové trubky). Stupeň axiálního smrštění polyetylenové trubky také závisí na rychlosti jejího tahání – pokud je vyšší než rychlost taveniny na výstupu, pak se zvětší axiální smrštění a ztenčení stěn.

Intenzita přívodu stlačeného vzduchu (tlaková kalibrace) závisí na průměru, tloušťce stěny trubky, na charakteristikách daného stupně polymeru a teplotě jeho taveniny v extrudéru. Kalibrace tlaku vzduchu se nastaví, když první dávka potrubí opustí extruder experimentálním vyladěním. Pokud je tlak vzduchu nedostatečný, vytvoří se na stěnách potrubí znatelné zvlnění, pokud je nadměrné, zvyšující se tření způsobí několik mikrotrhlin, což výrazně sníží pevnost stěn potrubí.

Kování pro polyethylenové trubky

Pro připojení trubek HDPE se používají tři typy tvarovek – pro svařování na tupo (bez použití elektrické spirály), pro elektrické svařování a kompresní tvarovky.

Tvarovky pro svařování na tupo (čepy) umožňují svařování trubek na tupo. Svařování na tupo se provádí v následujícím pořadí: lemování konců trubek a tvarovek; ohřívání sekcí, které mají být svařovány, elektrickým topným zařízením do stavu viskózní tekutosti; vyjmutí topného zařízení a spojení částí, které mají být svařovány, pod tlakem. Je důležité spojit tvarovku a potrubí k sobě co nejdříve po vyjmutí topného zařízení, aby se zabránilo ochlazení plastu. K zajištění silného a spolehlivého švu je také nutné zcela vyloučit možnost, aby se částice prachu dostaly do švu..

Tvarovky HDPE určené pro elektrické svařování jsou dodávány s vestavěnými ohřívači drátu (elektrické odpory) – když je do drátu přiváděn elektrický proud, jeho zahřívání způsobí roztavení polymeru ve společných oblastech. Po připojení armatury a potrubí se přeruší napájení a vytvoří se spojení s vysokou těsností. Elektrofúzní tvarovky jsou svařovány do polymerních trubek pomocí speciálních svařovacích strojů, které umožňují upravit režim svařování podle rozměrů trubky a tvarovky, která se do ní má řezat. Tato metoda svařování je zvláště užitečná při opravě těžko přístupných úseků potrubí..

Konstrukce plastového potrubí pomocí kompresních tvarovek je velmi jednoduchá, protože nevyžaduje další přípravu trubek HDPE. Kompresní tvarovky jsou připojeny k trubkám bez rozebrání na jejich součásti – pryžové těsnění je stlačeno lisovacím pouzdrem v poloze, ve které je to nutné, se současným omezením stlačování, čímž se zabrání deformacím potrubí, a upínací kroužek speciální konstrukce neumožňuje oslabit spojení. Instalace potrubí připojením kompresních tvarovek může být provedena kdykoli v roce, a to i při negativních teplotách, přičemž celý rozsah práce je k dispozici pro osobu bez zvláštního výcviku.

Podobné záznamy:

1. Trubky z nízkotlakého polyethylenu (HDPE) Obsah článku Odrůdy HDPE trubek Chování pro venkovní, podzemní a vnitřní instalaci Nabídka armatur a ventilů pro HDPE trubky Instalace hlavních vodovodních systémů Použití v hrubém potrubí Ukázalo se, že zavedení...
2. Z nudy všech obchodů: PP a HDPE potrubí nebo co dělat se zbytky potrubí Obsah článku Designový nábytek ze zbytků potrubí Prostory na boty šetří místo v malé chodbě Skládací sušička na prádlo vyrobená z tenkých zkumavek Bezpečnostní žebřík pro děti nebo omezovač vstupu zvířat...
3. Spandexový materiál – popis, složení, vlastnosti, vlastnosti krejčovství a péče Obsah článku Co je to spandex? Specifikace Spandexu Struktura Výhody a nevýhody Vlastnosti tkaniny Aplikace Spandex Oblečení Spandex Spandexové tkaniny Pletené vlákno spandexu Jak se starat Vlastnosti přizpůsobení Cena látky Spandex...
4. Jak opravit netěsnost z kovové trubky Únik z kovové trubky pro vytápění nebo zásobování vodou může být skutečnou katastrofou. Louže, zatopené a přísahající sousedé, poškozené podlahy a stěny … Netěsnosti je třeba neprodleně odstranit, a pokud není...

Přečtěte si více  Septiky a VOC v otázkách a odpovědích: vše, co jste chtěli vědět