Гальваническое оборудование, очистка сточных вод, оборотное водоснабжение На главную Карта сайта  E-mail

info#galvanicline.ru
(495) 768-06-46
(495) 582-39-60

  Русская версия   English version   Version française


Сегодня: 28.06.2017, Среда


НОВОСТИ:

25.02.2011:
На мощностях группы ГАЗ будет собираться до 100 тысяч автомобилей Volkswagen и Skoda
Подробнее...

08.02.2011:
В Президиуме РАН прошла конференция, посвященная 100-летию академика АН СССР М. В. Келдыша
Подробнее...

26.09.2010:
С 27 по 30 сентября Технопарк РХТУ участвует в выставке «Международная химическая ассамблея 2010»
Подробнее...

01.09.2010:
Разработана новая технология улавливания хлорид ионов
Подробнее...

07.07.2010:
Подмосковье разработает программу по улучшению качества воды в регионе
Подробнее...

20.06.2010:
Электрокоагуляция сточных вод
Подробнее...

01.06.2010:
Обоснованность и необоснованность применения разных норм ПДК сточных вод гальванических производств
Подробнее...

21.05.2010:
Международная выставка и конгресс АТОМЭКСПО 2010 с 7 по 9 июня в ЦВЗ Манеж
Подробнее...

21.04.2010:
РАН: Петрик не имеет отношения к науке
Подробнее...

06.04.2010:
Минприроды РФ предлагает отказаться от лимитов на выбросы загрязняющих веществ
Подробнее...


online консультация:
423320652

полезные ссылки:

Дома из бруса

Энергетика и промышленность России - информационный портал

Российское общество гальванотехников и специалистов в области обработки поверхности

Рейтинг


Технологии -> Пластиковые трубы

Пластиковые трубы

       Трубопроводы - это одно из величайших изобретений человечества. При этом трубы являются достоянием природы, а человек воспользовался ее полезным опытом, и теперь уровень комфортности проживания человека в современном городе определяется состоянием рукотворных трубопроводных систем.
       Если следовать принципам, заложенным самой природой, то трубопроводы как инженерные системы жизнеобеспечения городов (в первую очередь, водой, теплом, отводом канализационных стоков) должны служить не меньше объектов» которые они обслуживают. Но, к сожалению, так получается не всегда. Существующие инженерные сети на 70% состоят из стальных труб. Их главное преимущество - прочность. Это имеет значение при перемещении по трубопроводам высоконапорных сред. Что же касается жилищно-коммунальной сферы, то здесь прочностные качества стальных труб используются во внутренних санитарно-тсхнических системах всего на 2-12%, а в инженерных - до 30%. Непозволительная роскошь. Стальные трубы имеют ряд серьезных недостатков. Главное - это то, что они подвержены коррозии. И как следствие этого возникают сквозные повреждения, через которые не только теряется значительное количество перекачиваемой жидкости, но и происходит подсос грунтовых вод. Любое временное отключение воды создаст в трубопроводе разрежение, вакуум, В случае, если водопроводные сети проложены рядом с канализационными, в которых также могут быть утечки, происходит подсос канализационных стоков или зараженного ими грунта в водопроводные системы.
       Бурное развитие органической химии привело к появлению труб из полимерных материалов. Важнейшее их преимущество перед металлическими трубами в том, что они не подвержены коррозии. Трубы из полимерных материалов можно назвать трубами XXI века. Они являются детищем своего времени, так как вобрали в себя все преимущества ранее известных труб и приобрели совершенно новые качества, которые делают их действительно современными. Основные параметры и требования к полимерным трубам регламентируются нормативно-технической документацией (ГОСТы, СНиПы и т.п.).
       В последние десятилетия в строительстве и при ремонте трубопроводных систем во всем  мире  в  целях  повышения их надежности и долговечности изношенные стальные трубы, как правило, меняют на полимерные. Дело в том, что практика эксплуатации, например, сетей холодного и горячего водоснабжения с применением стальных труб свидетельствует об их низкой надежности. Необходимость досрочной перекладки трубопроводов (особенно диаметром до 300 мм) возникает уже через 10-15 лет эксплуатации вместо предусмотренных 20.
       По действующим нормативным документам однозначно и четко определены приоритеты применения различных трубопроводов: слово «следует» относится к пластмассовым трубопроводам, а «допускается» - к любым металлическим. При этом применение стальных трубопроводов допускается только при условии, что они имеют внутренние и наружные антикоррозионные защитные покрытия.
       Полимерные трубопроводы имеют ряд общих преимуществ перед металлическими - они значительно легче, вследствие чего отпадает необходимость в использовании тяжелой трубоукладочной техники, тяжелого большегрузного транспорта.
       Трудоемкость монтажа полимерных трубопроводов значительно ниже, чем металлических, скорость монтажа, соответственно, значительно выше.
       Полимерные трубопроводы электрохимически нейтральны. Они обладают высокой устойчивостью  к блуждающим токам наводки, вызывающим точечную коррозию металлических трубопроводов. Кроме того, они обладают такими немаловажными потребительскими свойствами при эксплуатации, как бесшумность при любой скорости потока.
       В связи с этим следует отметить, что как в случае металлических трубопроводов, когда применяются различные материалы в зависимости от условий эксплуатации (стали - от черных до легированных, включая нержавеющую, чугуны, цветные металлы), так и в случае полимерных трубопроводов широко используются полимерные материалы с различными функциональными свойствами, долговечностью, стоимостью.
       Наиболее распространенными полимерными материалами, из которых изготавливаются трубы, являются термопласты: полиэтилен низкого давления (ПЭ), поливинилхлорид (ПВХ), полипропилен (ПП), фторопласт и реактопласты: стеклопластики, представляющие собой композиционный материал, состоящий из эпоксидной или полиэфирной основы и стеклонаполнителя в виде волокон, нитей, тканей и т.д. Каждый из этих материалов имеет свои специфические свойства, знание которых необходимо для квалифицированного выбора того или иного материала для определенного трубопровода.
       Наиболее оптимальным является экономически оправданное решение: подходящий материал в нужном месте.
       Выбор материала труб определяется составом предполагаемого содержимого труб: вода, агрессивная жидкость, абразиво-содержащая жидкость, газ. Следующий по важности параметр - температура среды, как внутри трубопроводов, так и снаружи, средние и максимальные эксплуатационные температуры, давление в системе.
       Такой параметр, как крайняя положительная температура, напрямую связан с долговечностью изделия. Необходимо исходить из того, что трубы должны служить безаварийно не менее установленного срока эксплуатации объема .
       Крайняя отрицательная температура  влияет по-другому: при отрицательных температурах у полимеров наступает т.н. «стеклование», т.е. резко уменьшается ударная прочность. Это не связано с пределом cpокa эксплуатации трубопровода. Отрицательные предельные температуры предупреждают о необходимости защиты трубопровода от возможных механических повреждений, максимальной осторожности при транспортировке и монтаже.
       При выборе полимерных труб необходимо учитывать прочностные характеристики - номинальное (постоянное максимальное) давление рабочей среды. В соответствии со значением рабочего давления подбирается необходимая толщина стенки трубы. При использовании полимерных труб для транспортировки агрессивных жидкостей применяют трубы с большим на порядок номинальным давлением, чем рабочее.
       Немаловажную роль играет стоимость материала, которая в основном определяется технологическим процессом получения как самого полимера, так и затратами, связанными с производством труб.
       В настоящем обзоре более подробно рассмотрены наиболее распространенные полимерные материалы, из которых изготавливают трубы, и свойства труб.
       Из указанных выше термопластов наибольшее распространение для трубопроводных систем водоснабжения, газификации, канализационных систем и т.д. получил полиэтилен низкого давления высокой плотности (ПЭ). Это твердый полимер белого цвета. Структура и свойства его определяются способом получения.
       Полиэтилен выгодно отличается от других термопластов сочетанием высокой прочности с достаточной эластичностью, способностью «работать» в широком диапазоне температур от -60 до +60°С. Полиэтилен (ПЭ) - неполярный полимер, обладающий высокими диэлектрическими свойствами, для него характерно незначительное изменение электрических свойств в широком диапазоне температур и частот. ПЭ обладает низкой газо- и паропроницаемостью, малой проницаемостью для воды и водяных паров, которая составляет 0,06 г мм /(сут м² -мм.рт.ст). ПЭ инертен к действию многих химических реагентов, не реагирует со щелочами любой концентрации, кислотами, с растворами нейтральных, кислых и основных солей, органическими кислотами (например, с муравьиной и уксусной) (таблица 1). ПЭ безвреден и не выделяет в окружающую среду опасных для здоровья человека веществ. Благодаря своим свойствам полиэтилен занимает в мировом производстве полимеризационных пластиков первое место.
       Такое широкое производство полиэтилена объясняется сочетанием его ценных свойств со способностью перерабатываться. Это самый дешевый из полимеризационных пластиков.
       Полиэтилен во всем мире широко применяется в изготовлении магистральных: трубопроводов, хозяйственно-питьевого водоснабжения, для транспортировки жидких, газообразных веществ, к которым полиэтилен химически стоек, для перекачки растворов с большим количеством абразивных частиц и т.д.
       Российский и зарубежный опыт эксплуатации, научные исследования показывают, что трубы из ПЭ могут находиться в эксплуатации без химических и механических изменений в течение 50 лет и более.
       Такое широкое использование полиэтиленовых труб объясняется их особенностью работать в широком диапазоне рабочих температур, при котором обеспечивается проектная долговечность от -40 до +40°С, в случае безнапорной эксплуатации до +60°С (Таблица 2)
       Это самые морозостойкие трубы, т.е. без изменения свойств их можно использовать для транспортировки соответствующих хладагентов при давлениях близко к номинальным. ПЭ трубы выдерживают отрицательные температуры до -60 ...- 70°С, практически не меняя своих свойств и оставаясь достаточно эластичными. Высокая эластичность ПЭ (таблица) — важная характеристика трубопроводной системы. Например, просадка дома, к которому подведен трубопровод, вызовет разрушение металлической трубы, в то время как полиэтиленовая способна растягиваться без потери своих качеств до 7%. Поэтому в странах с высокой сейсмической активностью, например в Японии, стальные трубы подземной прокладки заменены на полиэтиленовые в законодательном порядке. Высокая коррозионная стойкость позволяет использовать ПЭ трубы для перекачки всех жидкостей и газов, к которым стоек ПЭ. Низкое водопоглощение и стойкость к отрицательным температурам без изменения свойств при замерзании и размораживании трубопровода обусловливает применение ПЭ труб для холодного водоснабжения во всех видах хозяйственной деятельности, включая канализационные системы.
       Трубы из ПЭ широко применяются в трубопроводах для перекачки нефти и нефтепродуктов.
       Используется их свойство - низкая шероховатость внутренней поверхности труб, вследствие чего трение между протекающей жидкостью и поверхностью трубы незначительно, вследствие чего они идеально подходят для транспортировки смесей жидкость - твердые частицы: при содержании частиц вплоть до 700 г/л, размером < 10 мм и скоростью потока около 3 м/с. На рис. 1 приведена диаграмма сравнения износостойкости полимерных труб, полученная на основе результатов исследований фирм «AGRU» (Австрия) и «GAMRAT» (Польша). Важным фактором является и тот факт, что при длительной эксплуатации ПЭ труб внутреннее их сечение не уменьшается из-за зарастания его отложениями. Это объясняется чрезвычайно низкой адгезией (прилипанием) прокачиваемого продукта или его осадка к стенкам трубы из-за практически нулевого дипольного момента ПЭ (таблица З). Отсутствие нароста в трубах позволяет не увеличивать затраты на электроэнергию по их устранению. Таблица 3 - Зависимость адгезионных свойств полимеров от величины дипольного момента мономера

 Мономер (основа полимера)  Дипольный момент  Адгезионная способность
 Этилен (полиэтилен ПЭ)  0  Практически отсутствует
 Винилхлорид (ПВХ)  1,44  Удовлетворительная
 Винилацетат (основа смол стеклопластика)  1,75  Хорошая

       Одно из важных и актуальных направлений применения полиэтиленовых труб - газификация. Это обусловлено тем, что полиэтилен газонепроницаем, химически и электрохимически стоек.
       Не менее перспективная область применения полиэтиленовых труб капельное орошение. Высокая гибкость, позволяющая изготавливать трубы немерной длины в бухтах, весьма технологично при обустройстве оросительной системы такого вида. Капельное орошение наиболее перспективное направление в области ирригации, тепличных хозяйств республики.
       Соединение полиэтиленовых труб осуществляют всеми видами сварки, т.к. материал труб в отличие от всех остальных полимерных материалов хорошо сваривается, обуславливая образование однородного материала. При испытании на внутреннее давление разрыв трубы, как правило, не происходит по месту сварки.
       В последнее время появился химически или радиационно сшитый полиэтилен, который расширяет область применения полиэтиленовых труб. Специальная обработка (сшивка) молекулярной структуры полиэтилена позволяет увеличить крайние положительные рабочие температуры до +90°С, сохраняя требуемую по действующим нормам работоспособность. Широкое распространение такие трубы находят в горячем водоснабжении и отоплении.
       На рынке строительных материалов в настоящее время распространены трубы из сшитого полиэтилена - многослойные: металлополимерные – полиэтилен-клей-алюминиевая фольга-клей-полиэтилен. Сшитый полиэтилен плохо сваривается, поэтому соединение труб осуществляется механическими (обжимными кольцами) латунными или стальными соединительными деталями.
       Для особо тяжелых условий работы, например, для добычи редкоземельных металлов методом выщелачивания потребовался материал для обсадных труб, способный выдерживать давление до 40 атмосфер, при температурном режиме от - 45 до 80°С. Это полимерная (полиэтиленовая) труба, армированная жестким стальным каркасом, сваренным в точках пересечения продольных и поперечных элементов (МПТ). Каркас внутри изолирован от воздействия внешней и перекачиваемой среды полимером.
       МПТ (металлопластовые трубы предприятия) и технологии их производства решили проблему обеспечения особо прочных (прочность стали) труб, обладающих химстойкостью полиэтилена, не требующих химической и электрохимической защиты, способных работать при больших давлениях при перекачке пульпы (до 4 МПа). МПТ выпускаются диаметром от 89 до 200 мм, толщина стенки от 10 до 12 мм. Применение целесообразно для транспортировки нефтепродуктов и газа, производства минеральных удобрений, обвязки химического оборудования и технологических скважин глубиной до 700 м.
       К термопластичным полимерам, которые используются для изготовления труб, относится поливинилхлорид (ПВХ). Это жесткий термопластичный материал, в зависимости от функциональных свойств содержит модификаторы, стабилизаторы, антиоксиданты, пластификаторы, наполнители. Для материалов, соприкасающихся с пищевыми продуктами, вводятся специальные добавки. Это самозатухающий материал. Имеет более высокие, чем ПЭ прочностные характеристики. Однако остальные параметры уступают ПЭ (таблица 2).
       Трубы из ПВХ имеют разное функциональное назначение, в зависимости от геометрии исполнения и состава сырья. Сравнительно высокие прочностные характеристики ПВХ позволили использовать трубы из этого материала как обсадные при бурении на воду. Могут применяться для систем наружной и внутренней канализации. Но при этом при изготовлении используется различный набор химических модификаторов, в том числе и в случае водонапорных труб: меняется и система уплотнения соединений.
       Трубы из ПВХ применяются при производстве электромонтажных работ благодаря высоким диэлектрическим характеристикам и способности к самозатуханию при возгорании. Для изготовления таких труб допустимо использование вторично переработанного ПВХ и недорогих модификаторов.
       В качестве «термостойких» полимерных труб, работающих в диапазоне рабочих температур от 0 до 100°С (кратковременно до 110°С) и химически агрессивных сред, используется полипропилен (ПП). Полипропилен (ПП) – термопластичный полимер, устойчивый к действию многих кислот и щелочей. От полиэтилена отличается более высокой температурой эксплуатации. Но при повышенной температуре и нагрузке заметно теряет свои свойства. Более стоек сополимер «Рандом», который сохраняет свои свойства при рабочих давлениях 4-6 атм и температуре от -10 до +80°С. Это свойство делает целесообразным использование труб из ПП для систем внутренней безнапорной канализации зданий, в таких объектах как организации общественного питания, фабрики-прачечные, т.е. объекты, в которых температура постоянных стоков достаточно велика. Соединение таких труб производят в раструб с резиновым уплотнительным кольцом. Хорошо зарекомендовали себя такие трубы при монтаже технологических трубопроводов, в частности для обвязки систем химической подготовки воды в котельных и ТЭЦ.
       К уникальным термопластичным материалам относится фторопласт (политетрафторэтилен или тефлон) - полимер, обладающий исключительно высокой химической и термической стойкостью. Трубы из фторопласта имеют чрезвычайно широкий температурный диапазон эксплуатации: от -100 до +220°С, некоторые модификации до +250°С. Это негорючий материал, физиологически безвреден, обладает высокими антифрикционными свойствами. Изготавливают трубы диаметрами от 20 до 600 мм.
       Из-за уникальной стойкости эти трубы нашли широкое применение в химической; фармацевтической промышленности, а благодаря отсутствию адгезии практически ко всем материалам - в лакокрасочной отрасли. Однако этот материал обладает таким свойством, как хладотекучесть - способность материала необратимо деформироваться под воздействием механических нагрузок при комнатной температуре, что не позволяет использовать трубы в напорных (с давлением выше 1-1,5 атм.) системах без конструктивной их защиты - «брони». Практически трубы из фторопласта используется как футеровка стальных труб, а соединяются они между собой с помощью стальных фланцев, зажимающих отбортованную часть фторопластовой оболочки. Попытки сваривать фторопластовые трубы пока не дали гарантий по прочности соединений. Отрицательные качества фторопласта - хладотекучесть, плохая свариваемость, высокая стоимость сдерживает широкое распространение труб из фторопласта.
       На рынке появляются трубы из полибутена (сравнимы с полипропиленом «Рандом»), поливинилиденфторида (ПВДФ), отличительной особенностью которого, наряду с химической стойкостью, является стойкость к воздействию прямых солнечных лучей. Диапазон рабочих температур от -40 до 140°С при давлении 4 атм.
       Серьезным препятствием для появления таких труб в необходимом объеме является их высокая стоимость. Так что для использования таких экзотических полимерных труб на каких- либо объектах необходима глубокая экономическая проработка.
       Более 20 лет назад начали применяться трубы из стеклопластика, композиционного материала, состоящего из полиэфирной или эпоксидной смолы, армированной стеклотканью, стеклянными нитями и т.д.
       Композиционные  материалы  (КМ) - это гетерофазные  материалы, состоящие из непрерывной  фазы  (связующее-матрица), которая воспринимает внешние нагрузки и перераспределяет их на другую фазу (наполнитель); между фазами в КМ существует взаимодействие. Полимерная фаза в случае стеклопластиков выполняет роль матрицы, эффективность которой определяется не только технологическими свойствами, но и реализацией специфических свойств (упруго-прочностных, теплостойкости, огнестойкости и т.д.).
       Полимерная основа стеклопластика - реактопласты, которые существенно отличаются от термопластичных материалов. К числу реактопластов относятся материалы, переработка которых в изделия сопровождается химическими реакциями образования трехмерного полимера - отверждением; при этом пластик необратимо утрачивает способность переходить в вязкотекучее состояние.
       При формировании изделий из термопластов материал в изделии сохраняет способность переходить в вязкотекучее состояние, его можно снова перерабатывать (отливать). Термореактивные полимеры повторной переработке не подлежат. Это жесткий и прочный материал, сформированный из полиэфирной или эпоксидной смолы, состоящей из трехмерной сетки, образованной с помощью отвердителя и стеклянной арматуры. Для снижения внутренних напряжений и снижения жесткости часто добавляют различные пластификаторы.
       Свойства ПКМ зависят от свойств матриц, предназначенных для работы в условиях внешних воздействий, необходимо учитывать тепло-, термо-, огне-, свето-, химстойкость, радиационную стойкость, степень сохранения свойств при нагреве, выдержке в среде с различной влажностью, после поглощения доз излучения, вызывающего фотолиз, радиолиз матриц и т.д.
       Немаловажную роль в работоспособности стеклопластиков играют межфазные границы (между матрицей и стекловолокном), которые с большой вероятностью могут иметь микродефекты, также влияющие на долговечность стеклопластиков.
       По своим прочностным характеристикам трубы изэтого материала близки к стальным. По стойкости к высоким температурам (в зависимости от модификации наполнителя) они отличаются от термопластов тем, что могут эксплуатироваться при температурах транспортируемого продукта до +70°С для полиэфирных связующих. По остальным свойствам стеклопластиковые трубы уступают трубам из термопластичных материалов (Таблица 2, Рис. 1).
       Прочность стеклопластика часто используют при производстве бипластмассовых труб - стеклопластиковых труб с внутренней полиэтиленовой оболочкой, которая обеспечивает требуемую герметичность, химическую стойкость, низкий коэффициент трения транспортируемой жидкости. Применяются такие трубы для перекачки нефтепродуктов.
       Существенным недостатком стеклопластиковых  труб является гигроскопичность  и влагопоглощение (0,2 - 0,8 %, Таблица 2), что существенно снижает их работоспособность, особенно при эксплуатации в зонах с колебаниями температур в отрицательном диапазоне (замерзание воды в теле материала приводит к накоплению дефектов и разрастанию микротрещин (трещина длиной 1 мм снижает прочность в 100 раз), что снижает время эксплуатации трубопроводов). Для предотвращения образования трещин на поверхности трубопровода из стеклопластика требуется специальная защита внутренних и наружных поверхностей стенки трубы.
       Трубы из композиционно-волокнистых материалов нельзя испытывать на герметичность без промежуточной термической просушки стенок. Поэтому гидроопрессовку следует осуществлять через эластичный материал, обеспечивающий герметичность внутренней полости трубы, что достаточно проблематично при проведении опрессовки в составе трубопровода.
       При изготовлении стеклопластиковых труб, даже при соблюдении всех требований технологического процесса, степень полимеризации различных связующих, составляет от 94 до 98 % (обычно до 80 %). Неполная полимеризация повышает упругие свойства изделия, но ухудшает химическую стойкость. Как правило, избыточное применение отвердителя при получении стеклопластиковых труб в процессе их эксплуатации будет способствовать попаданию в поток воды (под давлением) остатков веществ, вредных для здоровья. Кроме того, недостаточная стойкость стеклопластиков (Рис. 1) к истиранию обусловливает износ внутреннего слоя смолы, появление оголенного стекла, которое под действием потока воды будет подвергаться гидролизу, обламываться, попадая в воду, поэтому стеклопластиковые трубы в системах питьевого водоснабжения применять не рекомендуется.
       Таким образом, анализ имеющихся исследований и литературных данных о свойствах груб и трубопроводов из них свидетельствует о том, что полимерные трубы разные по свойствам, стоимости, монтажу и т.д.. Поэтому каждый проектируемый трубопровод требует к себе индивидуального подхода, также как и ремонт или замена существующих металлических трубопроводов» Однако следует заметить, что опыт применения труб из термопластов (ПЭ, ПВХ, ПП и др.) и реактопластов (стеклопластики) свидетельствует о больших преимуществах труб из термопластичных материалов. Среди труб из термопластичных материалов по комплексу свойств (за исключением отдельных позиций - эксплуатация при высоких температурах, прочность) предпочтение, безусловно, отдается во всем мире полиэтиленовым трубам, При проектировании трубопроводов и при их строительстве выбор полиэтиленовых труб более предпочтителен при следующих обстоятельствах.
       1) транспортировка влагосодержащих сред и нефтепродуктов, особенно в климатических зонах с отрицательными температурами эксплуатации;
       2) при использовании энергосберегающих технологий при транспортировке любых жидких сред (высокая долговечность труб из ПЭ, самый низкий коэффициент трения жидкости в трубе, возможность использования трубопровода при минусовых температурах и т.д.).
       Трубы из других полимерных материалов, как правило, рассматриваются в отдельных случаях как альтернатива полиэтиленовым.

Таблица 1 Химическая стойкость материалов труб

Реагент Температура°С Материал труб
Основа стеклополимерных труб – полиэфирная смола ПВХ ПЭ
Азотная кислота
6,31% водный раствор 20 + + +
40 + + +
60 + - +
40% водный раствор 20 - - +
40 - - -
60 - - -
Соляная кислота
5% водный раствор 20 + + +
40 + - +
60 + - +
10% водный раствор 20 + + +
40 - - +
60 - - +
30% водный раствор 20 + + +
40 - - +
60 - - -
36% водный раствор 20 - + +
40 - - +
       
Серная кислота
до 40% водный раствор 20 + + +
40 - - +
60 - - +
до 60% водный раствор 20 + + +
40 - - -
60 - - -
до 80% водный раствор 20 - + +
40 - - +
60 - + +
90% 20 - + +
60 - - -
96% 20 - + -
60 - - -
+ стойкие
– нестойкие

Таблица 2 Cравнительных величин свойств материала труб

Свойства материала труб Полиэфирное связующее (стеклопластик) ПВХ Полиэтилен низкого давления (ПЭ)
Температура эксплуатации, °С до +70 +30 до +60
Морозостойкость Применение при минусовых температурах нежелательно, значительно сокращается срок эксплуатации -10 -40, пo некоторым литературным данным до -70. Допускается многократное замораживание, размораживание без изменения свойств
Номинальное рабочее давление, атм. 4-10* до 10, в отдельных случаях до 16 до 10, в отдельных случаях до 16
Влагопоглощение 0,2-0,8 0,1 0,01
Относительное удлинение, % 3,7 - 6 5,0-50 300 -800
Долговечность, лет 15-20 до 50 50
Способ соединения Не сваривается, соединение фланцевое с резиновыми прокладками Плохая свариваемость, используется клей или резиновые прокладки Все виды сварки
Область применения В системах канализации, вентиляции, при давлении 25 кг/см2 и высоких температурах в химических производствах Отличаются от труб из ПЭ прочностью, ставят при бурении на воду, в системах водоснабжения и канализации - только как альтернатива ПЭ Трубопроводы для хозяйственно-питьевого водоснабжения, технологические трубопроводы ТЭЦ, ГРЭС, системы охлаждения бетона, плотин, бальнеотехника (добыча и транспортировка минеральной воды), для подпочвенного обогрева теплиц, для газификации, трубопроводы для химических веществ, к которым стоек полиэтилен, в дренажных системах

Сравнительный абразивный износ труб из различных материалов

Сравнение износостойкости пластиков

Сравнительная характеристика труб ПВХ и ПНД

Наименование ПВХ ПНД
Упоры (СН 478-80 п. 3.13) + Не требуется
Угол поворота (п. 3.12) Не > 2*(300Д) > 2*(30Д)
Слабые грунты Не применяются Применяются
Ширина траншей (СНИП-3.02.01.87) > Д+0,5 до D    0,5 > Д+0,8 > D 0,5 Д+0,3
Приямки 0,6 Д+0,5 0,2 Нет
Основание в слабых грунтах Специальное Нет
Уплотнение грунта Обязательно Нет
Эластичность Стык Вся плеть
Линейное расширение В стыке За счет змейки
Монтаж в зимних условиях До -10°С До -20°С
Прокладка на переходах и дюкерах Сталь ГШД
Испытательные участки Не > 0,5км До 1,5 км
Потери при гидравлическом испытании 2,2 - 2,3 л/мин 1,1 - 1,15 л/мин
Относительное увеличение напряжения в зависимости от абразивного износа 3% 0,3%
Скорость распространения волны давления (гидроудар) 362 м/с 246 м/с
Стоимость фасонных изделий Дороже Дешевле
Стоимость труб Договорная Договорная
Стоимость СМР (итоговая) Дороже Дешевле
Согласно пост. СМ № 652 +25% 0%
Пост. СМ № 860

-

Изготовление труб из ПЭ 100

Таблица сравнительных величин свойств

Свойства материала труб Полиэфирное связующее(стеклопластик) Полиэтилен низкого давления
Температура эксплуатации, °С До +70 До +60
Морозостойкость Применение приминусовых температурах нежелательно, значительно сокращается срок эксплуатации -40, по некоторым литературным данным до -70. Допускается многократное замораживание, размораживание без изменения свойств
Влагопоглощение, % 3,7-6 300 - 800
Долговечность, лет 15-20 50

Выводы:

       1. Существенным недостатком стеклопластиковых труб является гигроскопичность и влагопоглощение (0,2-0,8%), что существенно снижает их работоспособность, особенно при эксплуатации в зонах с колебаниями температур в отрицательном диапазоне (замерзание воды в теле материала приводит к накоплению дефектов и разрастанию микротрещин, что снижает время эксплуатации трубопроводов). Для предотвращения образования трещин на поверхности трубопровода из стеклопластика требуется специальная защита внутренних и наружных поверхностей стенки трубы.

       2. Трубы из композиционно-волокнистых материалов нельзя испытывать на герметичность без промежуточной термической просушки стенок. Поэтому опрессовку следует осуществлять через эластичный материал, обеспечивающий герметичность внутренней полости трубы, что достаточно проблематично при проведении опрессовки в составе трубопровода.

       3. При изготовлении стеклопластиковых труб даже при соблюдении всех требований технологического процесса степень полимеризации различных связующих составляет от 94 до 98% (обычно до 80%). Неполная полимеризация повышает упругие свойства изделия, но ухудшает химическую стойкость.

       4. Как правило, избыточное применение отвердителя при получении стеклопластиковых труб в процессе их эксплуатации будет способствовать попаданию в поток воды (под давлением) остатков веществ, вредных для здоровья. Кроме того, недостаточная стойкость стеклопластиков (диаграмма) к истиранию обусловливает износ внутреннего слоя смолы, появление оголенного стекла, которое под действием потока воды будет подвергаться гидролизу, обламываться, попадая в воду.

       5. Полиэтиленовые трубы более стабильны по сравнению со стеклопластиковыми при динамической и циклической нагрузке.

Физико-механические показатели некоторых полимерных материалов, применяемых при производстве трб и соединительных деталей

Показатель Величина показателя для материала
ПНД ПВД ПВД ПП Сшитый полиэтилен Хлорированный
ПВХ
Стеклопластик
ПВП ПСП
Плотность г/см3 0,94-0,96 0,93-0,94 0,91-0,93 1,4 0,91 0,93-0,95 1,57 1,6-2,2
Предел текучести при растяжении, МПа 15-18 10-12 50-56 25-28 18-26 50-55 40—200*  
Удлинение при разрыве, % 800 800 600 50 >200 200-500 70-120 0,4-1,4
Модуль упругости, МПа 800 600 200 3000 1200 550-800 2900 5000-25000**
Коэффициент теплового линейного расширения, 10-4,(OC)-1 2 2 2 0,7 1,5 1,2-1,4 0,62 0,18-0,3
Расчетная прочность, МПа 5-6,3 5 2,5-3,2 10-12,5 5-6,3 6,3 10 10-30**
* Для фенолформальдегидных, полиэфирных и эпоксидных смол. ** В осевом направлении.

Литература:

Пластмассовые трубы в строительстве: Справочник / Под ред. B.C. Ромейко.-М.: Валанг - 1997 г.
Химическая стойкость полимерных материалов. Г.Я. Воробьева.- М.: Химия. - 1981г. - 296с.
Справочник по пластическим массам / Под ред. В.М. Катаева - М.: Химия.- 1975 г.
Конструирование изделий из композиционно-волокнистых материалов. Цыпланов О.Г. -Л.: Машиностроение, 1984 г. - 138 с.
Намотанные стеклопластики. Какинчев В.А., Макаров М.С.- М.: Машиностроение, 1990 г. - 286с.
Прочность и разрушение полимеров при воздействии жидких сред. Тынный А.Н.- Киев: Наукова думка, 1975.- 206 с.
Синтетические клеи. Кардашов Д.А. М., Химия, 1968 г.
Энциклопедия полимеров. В 3-х томах.- М.: СЭ, 1972 г.
Атмосферостойкость полимерных материалов. Корецкая Л.С.- Минск, 1993 г. - 206с.
Требования к матрицам ПКМ. Михайлин Ю.А., УГАТУ, Уфа, 1996, 70 с.

Анализ пластиков

Рейтинг@Mail.ru
© 2003-2015 Компания «ЛВ-Инжиниринг».
Оборотное водоснабжение. Очистка сточных вод.
Гальваническое производство. Гальваническое оборудование.
Сайт работает на системе управления «СКИФ». Вебск.
Rambler's Top100