|
Запорная арматура и соединительные детали
Обсадные трубы для скважин
Полимерные трубы различных диаметров в последнее время все больше вытесняют традиционные трубы в таких областях коммунального хозяйства как питьевое и техническое водоснабжение, водосточная и ливневая канализация, каналы связи, дренажные системы и т.п. В настоящее время для изготовления пластмассовых труб используются различные виды полимеров и их разновидности. Самыми распространенными из них являются: полиэтилен, поливинилхлорид, полипропилен и др. Все эти полимеры обладают различными свойствами. Современные технологии производства полимерных труб используют различные методы, нивелирующие недостатки свойств полимеров. В связи с этим оптимальные результаты от использования полимерных труб могут быть получены при правильном выборе типа трубы применительно к заданным условиям эксплуатации. Сделаем сравнительный анализ свойств полимеров и труб, получаемых из них.
ТРУБЫ ИЗ ПОЛИЭТИЛЕНА
Полиэтилен [-СН2-СН2-]n – термопластичный полимер белого цвета. В зависимости от режима синтеза получают: полиэтилен высокой плотности (ПНД)-синтез при низком давлении и полиэтилен низкой плотности (ПВД)-синтез при высоком давлении. Структура и свойства полиэтилена определяются способом его получения. С увеличением плотности возрастают твердость, модуль упругости при изгибе, химическая стойкость. Полиэтилен высокой плотности (ПНД) имеет более правильное строение молекул и большую степень кристалличности, поэтому обладает большей прочностью и теплостойкостью. Он обладает хорошими электроизоляционными свойствами, устойчив к действию щелочей любых концентраций, органических кислот, сравнительно стоек к радиоактивным излучениям, безвреден. Полиэтилен сохраняет пластичность при отрицательных температурах (до -70ºС) и достаточно высокую прочность (до +60ºС). При более высоких температурах прочность полиэтилена падает, и он переходит в пластично-вязкое состояние. Полиэтилен быстро стареет под действием прямых солнечных лучей. Поэтому при использовании полиэтиленовых труб в наружных открытых сетях их стабилизируют, наполняя полимер сажей. Полиэтилен - один из самых дешевых полимеров, сочетающий высокую прочность с эластичностью и способность хорошо свариваться. Для производства труб в настоящее время наиболее распространены следующие композиции полиэтилена:
|
Марка полиэтилена
|
MRS, МПа
|
|
ПЭ 80
|
8
|
|
ПЭ 100
|
10
|

Минимальная длительная прочность MRS-это напряжение, определяющее свойства материала, полученное путем экстраполяции на срок службы 50 лет при температуре +20ºС данных испытаний труб на стойкость гидростатическому давлению. Полиэтиленовые трубы применяются уже более 40 лет. Опыт показывает, что использование полиэтиленовых труб это оптимальное решение большинства проблем, связанных со строительством трубопроводов.
Полиэтиленовые трубы имеют значительные преимущества по сравнению с традиционно используемыми материалами благодаря своим свойствам, представленным в таблице.
|
Характеристики полиэтилена
|
ПЭ 63
|
ПЭ 80
|
ПЭ 100
|
| Расчетное напряжение, МПа |
5,0
|
6,3
|
8,0
|
| Плотность, кг/м³ |
945-950
|
951-956
|
957-961
|
| Индекс расплава (190ºС/5кг), г/10 мин. |
0,5-0,7
|
0,4-0,6
|
0,2-0,4
|
| Предел прочности на разрыв, МПа |
18-20
|
20-23
|
23-25
|
| Относит. Удлинение при разрыве, % |
>600
|
>600
|
>600
|
| Температура хрупкости, ºС |
< -70
|
< -70
|
< -70
|
| Модуль гибкости, МПа |
650-850
|
850-1000
|
1000-1200
|
| Ударная прочность, кДж/м² |
Нет разрыва
|
Нет разрыва
|
Нет разрыва
|
| Коэффициент теплового расширения, мм/мºС |
0,17
|
0,17
|
0,17
|
В конце 60-начале 70 гг.ХХ в.произошло одно из главнейших событий в технологии полимеров: появился поперечно сшитый полиэтилен-PEX. Сшивка линейных молекул полиэтилена повысила его теплостойкость и прочность, но при этом полимер потерял способность свариваться. Сшивка осуществляется несколькими методами с помощью ионизирующего излучения, перекисей и кремнийорганических соединений. В зависимости от способа сшивки молекулярно сшитый полиэтилен подразделяют на РЕХ-а, РЕХ-b и РЕХ-с. Трубы РЕХ в европейских странах занимают первое место среди полимерных труб. Они могут эксплуатироваться при температуре до 95ºС и при рабочем давлении до 2 МПа. При таких параметрах трубы РЕХ можно рекомендовать для систем горячего водоснабжения.
ТРУБЫ ИЗ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА
Поливинилхлорид (ПВХ) более жесткий, но химически- и свето- более стойкий полимер, чем полиэтилен и теплостойкость его так же не высока. Оптимальная область применения труб из поливинилхлорида – локальные канализационные сети, работающие без давления и под давлением. Главнейшим преимуществом ПВХ труб является простота монтажа. Сети из таких труб легко собираются вручную с помощью раструбов, муфт и фитингов, имеющих резиновые уплотняющие кольца. Сети из ПВХ труб можно собирать также с помощью клеев и сварки. Еще одна рациональная область применения ПВХ труб – водоотводящие системы с крыш. Физические свойства труб из непластифицированного поливинилхлорида (НПВХ) представлены в таблице.
|
Свойство
|
Ед. измерения
|
Показатель
|
| Плотность |
Кг/м³
|
ок. 1400
|
| Прочность при растяжении |
Н/мм²
|
Мин. 14
|
| Разрывное удлинение |
%
|
Мин. 80
|
| Модуль упругости |
Н/мм²
|
3000-3400
|
| Прочность при изгибе |
Н/мм²
|
80-100
|
| Ударная вязкость |
кДж/м²
|
3-5
|
| Жесткость по Шору |
|
83-84
|
| Точка размягчения |
ºС
|
80
|
| Коэфф. Тепл. Расширения |
мм/мºС
|
0,08
|
| Теплопроводность |
Вт/мºС
|
0,16
|

Недостаток труб из НПВХ – низкая теплостойкость (до +75ºС), поэтому с целью повышения теплостойкости его модифицируют дополнительным хлорированием, доводя содержание хлора до 60-65% с обычного
– 57%. Такой полимер носит название - хлорированный поливинилхлорид (ХПВХ). Однако высокое содержание хлора в ПВХ вызывает настороженность экологов и ограничивает применение НПВХ и ХПВХ для водоснабжения. Положительными свойствами ПВХ является его пониженная горючесть и повышенная химическая стойкость по сравнению с другими полимерами. Поэтому основные области применения ПВХ труб – это водосточные системы, канализация, защитные футляры для кабеля и т.п.
ТРУБЫ ИЗ ПОЛИПРОПИЛЕНА
Большей универсальностью, чем ПВХ трубы, отличаются полипропиленовые (ПП) трубы. Полипропилен представляет собой кристаллический термопласт из группы полиолефинов. Полипропиленовые (ПП) трубы более жесткие, чем полиэтиленовые. Трубы из блок-сополимера полипропилена (РР тип 2) находят применение в системах наружной и внутренней канализации, а трубы из «рандом»-сополимера пропилена (PPRC тип 3) применяют для внутренних систем подачи холодной и горячей воды. Физические свойства труб из полипропилена представлены в таблице.
|
Свойство
|
PP (тип 2)
|
PPRC (тип 3)
|
| Плотность, г/см³ |
0,9
|
0,9
|
| Температура плавления, ºС |
110-120
|
140-150
|
| Удлинение при разрыве, % |
800
|
800
|
| Модуль упругости, МПа |
800
|
800
|
| Твердость по Шору, |
69
|
73
|
| Теплопроводность, Вт/м К |
0,15-0,2
|
0,24
|
| Рабочай температура, ºС |
75
|
95
|

В отличие от полиэтиленовых труб, которые поставляются в бухтах, более жесткие полипропиленовые трубы выпускаются только в виде мерных отрезков, что менее удобно при транспортировке и монтаже. Пол
ипропиленовые трубы монтируются как методом диффузионной сварки, так и при помощи раструбов с уплотнительными кольцами.
Кроме перечисленных полимеров представляют интерес трубы из полибутена (РВ). Полибутен – эластичный материал и достаточно теплостойкий, он аналогичен по своим свойствам полипропилену PPRC, но в отличие от него более гибок. Трубы из РВ применяют для устройства «теплых полов». РВ-трубы поставляются в бухтах и легко укладываются в конструкцию пола, принимая любую сложную конфигурацию.
Также следует отметить трубы из фторопластов таких как поливинилденфторид (PVDF) и политетрафторэтилен(PTFE). Фторопласты стали применятся для изготовления труб более 15 лет назад. Этот полимер отличается высокой химической стойкостью и очень широким диапазоном рабочих температур от -200ºС до +260ºС (причем при +260 ºС допускается рабочее давление до 0,4 МПа). Трубы из фторопластов стойки к воздействию УФ-излучения, поэтому системы из них можно прокладывать под открытым небом.
|