Єдина Країна! Единая Страна!
Полипластик
RU   UA
     
Забыли пароль? -->
Вход         Регистрация
Прайс-листы Акции Продукция Документация Филиалы О нас

Популярные статьи

К АНАЛИЗУ ПРОИЗВОДСТВА И ПРИМЕНЕНИЯ ТРУБ ИЗ СШИТОГО ПОЛИЭТИЛЕНА

08 Мая 2006г.
Под понятием "сшитый полиэтилен" подразумевается трехмерная структура линейного полиэтиленаили сополимеров полиэтилена, в которых длинно-цепные молекулы полиэтилена соединены между собой химическими связями. Частота и расположение этих связей, а также их химическая природа определяется способом производства изделий из сшитого полиэтилена.

Существуют три способа производства труб из сшитого полиэтилена, масштабы промышленного производства которых различны. Приняты следующие условные обозначения способов производства и труб, получаемых при их при-менение: PEX-a; PEX-b и РЕХ-с.

Сразу следует оговорить, что трубы, получаемые посредством указанных трех способов, выпускаются по единому нормативному документу, независимо от его уровня: международный стандарт ISO 15875, европейский стандарт EN 12318 или страны разработчика Германия DIN 16892 и 16893, и полностью воспроизводящий в этой части ГОСТ Р 52134. В этих документах температурно-временные зависимости прочности труб приняты одинаковыми для всех типов труб и, как следствие одинаковые требования по контрольным параметрам испытания на стойкость к внутреннему давлению. Таким образом, трубы, полученные любым из трех способов, по своим свойствам и в первую очередь по длительной прочности должны быть не ниже предписанных требованиями стандартов. Естественно, что трубы, полученные разными способами, отличаются по своим свойствам, например, по реально достижимой степени сшивки полиэтилена. Так требования по степени сшивки, оцениваемой по содержанию гель-фракции, во всех стандартах различны и составляют для PEX-a -70%; для PEX-b - 65% и для РЕХ-с - 60%.
Рассматриваемые способы производства отличаются как по химизму образования поперечных связей, так и по технологическому процессу производства и используемому оборудованию.

 

Изображение

 

PEX-a
Образование поперечных связей происходит за счет возникновения активных радикалов под воздействием перекиси, вводимой в полиэтилен на стадии приготовления композиции.
Применяются два способа производства труб:
- со сшивкой полиэтилена в процессе экструзии при течении полимера в формующем инструменте;
- со сшивкой полиэтилена после экструзии под воздействием инфракрасного излучения с длинами волн, избирательно воздействующими на перекись и вызывающими ее активацию без существенного нагрева и размягчения полиэтилена.
В обоих случаях для производства используются трубная линия со стандартным набором агрегатов, Отличие заключается в том, что в первом случае используется поршневой экструдер с удлиненным формующим инструментом, а во втором обычный шнековый экструдер, после которого устанавливается нагревательная печь.


PEX-b
Сшивание молекул полиэтилена происходит путем прививки к полиэтилену групп силанольных соединений и последующей обработки водой с образованием силаксановых связей.
Существуют два способа производства силанольно сшитых труб:
- двух стадийный способ, при котором на первой стадии осуществляется прививка к полиэтилену силанольных соединений (осуществляется на предприятиях, производящих полиэтилен), а на второй стадии, представляющую обычную экструзии, в этот полиэтилен вводится катализатор сшивки;
- при одностадийном способе (модификации которого незначительно отличаются друг от друга) в экструдер подаются сразу полиэтилен, силан, активатор прививки и катализатор сшивки.
В обоих случаях для производства труб используются стандартных трубные линии на базе одношнековых экструдеров. После экструзии, при которой степень сшивки составляет не более 15%, необходимо производить дополнительную обработку водой при повышенной температуре для достижения степени сшивки, предписанной стандартом. При этом необходимо иметь в виду, что этот процесс достаточно длительный, например, для труб с толщиной стенки 10 мм при температуре 80О С время обработки составляет порядка 12 суток.

РЕХ-с
Под воздействием ускоренных электронов и вторичного гамма-излучения происходит разрыв химических связей, образование свободных радикалов, которые рекомбинируют создавая поперечные связи между макромолекулами.
Производство труб по этому способу разделяется на две самостоятельные, стадии: изготовление труб на обычных трубных линиях и последующая обработка высокими энергиями, главным образом, на ускорителях электронов.
Производство труб малых диаметров и соответственно толщин стенок не вызывает технологических трудностей, не снимая при этом проблемы технического, организационного и экономического характера, связанные с создание и эксплуатацией оборудования радиационной сшивки.
Увеличение толщины стенок свыше 3-4 мм требует принятия специальных мер.
Трубные марки полиэтилена высокой плотности для достижения требуемой степени сшивки требуют облучение дозой порядка 15-20 Мрад. При этом поглощенная доза в 1 Мрад разогревает полиэтилен на 5О С. Избежать перегрева возможно двумя путями:
- осуществить многократный прогон трубы через ускоритель, что требует дополнительные затраты на оборудование и снижает производительность процесса;
- использовать композиции полиэтилена, содержащие сенсибилизирующие добавки, снижающие требуемую дозу облучение до 10 Мрад, что в свою очередь существенно увеличивает стоимость исходного сырья.
Для получения равномерной сшивки трубы, как по толщине, так и по периметру, ускоритель должен иметь специальные развертки пучков электронов. Для труб толщиной стенки 10 мм требуются ускорители с энергией 3 Мев, для 15 мм - 5 Мев при мощности порядка 50-100 квт. Стоимость таких ускорителей достигает 1,5 - 2 млн. долларов США. Нельзя также забывать о необхо-димости создания дорогостоящей защиты ускорителя от проникающей радиации. Сравнительные достоинства и недостатки труб из различных видов сшитого полиэтилена.

Изображение


Краткое описание существующих методов производства труб из сшитого полиэтилена позволяет выявить их отличительные свойства.



Положительные стороны производства и применения РЕХ-а
1. Более надежное достижение равномерности сшивки.
2. Более высокая степень сшивки (более 80%), РЕХ-с обычно не намного превышает 60%.
С учетом п.1 и 2 можно говорить о более высоких или, по крайней мере, более надежных, долговременных параметров работоспособности трубы.
3. Значительно более высокая гибкость, по сравнению с другими видами РЕХ, особенно для труб диаметрами 63-160 мм с большими толщинами стенок.
4. Относительно низкая стоимость исходного сырья (по сравнению с РЕХ-в).
5. Отработанная технология и опыт производства труб диаметром 63-500 мм.
6. Наиболее дешевое и простое технологическое оборудование.
6. Максимальный опыт использования труб. Метод сшивки Энгеля был исторически первым, осуществленным более 30 лет назад, а трубы имеют практически подтвержденный срок службы более 25 лет.
7. Все европейские компании производящие предварительно изолированные трубы для внешних систем ГВС и отопления (UPONOR-WIRSBO, REHAU, BRUGG) используют исключительно РЕХ-а.
Недостатки РЕХ-а носят исключительно технологический характер:
1. Низкая производительность.
2. Необходимость освоение KNOW-HOW, в первую очередь, связанная со сложным ручным процессом обработки формующего инструмента.

Положительные стороны РЕХ-в.
1. Высокая скорость изготовления трубна этапе экструзии.
2. Стандартные технологические трубные линии, используемые в производстве..
3. Возможность достижения повышенных физико-механических свойств трубы на новых видах материалов (TUX-100).
Недостатки РЕХ-в.
1. Высокая стоимость сырья (вдвое больше РЕХ-а)
2. Необходимость дополнительного производственного этапа - сшивания труб под воздействием повышенных температур и влаги.
3. Проблемы при сшивании труб большой толщины (время, равномерность).
4. Самая низкая гибкость трубы (высокая плотность) - обратная сторона высоких физико-механических показателей.
5. Гигиенические свойства труб в результате использования силанольных добавок - под вопросом.

Положительные стороны РЕХ-с.
1. Высокая производительность первого этапа производства (экструзия труб).
2. Стандартные технологические линии, используемые на первом этапе производства.
3. Невысокая стоимость сырья при процессе без использования сенсиби-лизирующих добавок.
Недостатки РЕХ-с
1. Низкая степень сшивки.
2. Необходимость дополнительного капиталоемкого и ответственного производственного этапа - сшивания трубы облучением.
3. Проблемы при сшивании труб большой толщины (время, равномерность).
4. Капитальные вложения эффективны только при очень большой производственной программе.

Изображение



Таким образом, выбор типа РЕХ труб зависит от:
- диаметра и толщины стенки труб;
- параметров эксплуатации (температура, давление) трубопровода;
- планового объема в метраже производства и применения.

На основе изложенной информации можно сделать нижеизложенные вы-воды и рекомендации по рациональным областям применения различных типов труб из сшитого полиэтилена

Внешние системы ГВС и отопления - РЕХ-а вне конкуренции - большие диаметры, высокая гибкость, высокая степень и равномерность сшивки, высокие параметры эксплуатации, гигиена (ГВС), относительно низкий километраж.

Внутридомовое ГВС - РЕХ-а (РЕХ-с при большом объеме производства) - малые диаметры, низкая температура эксплуатации, гигиена.

Внутридомовое отопление - РЕХ-а (РЕХ-в при высоких давлениях - материалы с повышенной прочностью - и большом объеме производства) - малые диаметры, относительно высокая температура эксплуатации, нет требований к гигиене.

Теплые полы и обогреваемые площадки - РЕХ-в (РЕХ-с) - низкая температура, большой метраж, малые диаметры.

Технологические трубопроводы - для малых и средних диаметров -
РЕХ-в - высокие физико-механические показатели при отсутствии требований к гигиене; для больших диаметров - РЕХ-а - высокая степень и равномерность сшивки.

Европейская практика последних лет соответствует указанным приоритетам с учетом различного подхода по странам и наличия конкурентных труб для повышенных температур - металл-полимерных и из термостойкого полиэтилена (PE-RT).

Авторы: Гориловский М.И., Гвоздев И.В.
Источник: (Журнал "Полимерные трубы")



Нашли ошибку? Выделите мышкой текст, и нажмите Ctrl + Enter.
Нашли ошибку?
Выделите мышкой текст, и нажмите Ctrl + Enter
Выделенный текст
Комментарий