Высокая механическая прочность и стойкость к воздействию высоких температур — два ключевых фактора, которые определили широкое распространение гибких трубопроводов из сшитого полиэтилена PE-Xa, однако высокие производственные затраты на их изготовление сформировали заказ на дальнейшие научные исследования в области производства пластиковых труб.
Итогом научных работ стало появление полиэтиленов (ПЭ) повышенной термостойкости — PE-RT. Эти материалы по своему составу аналогичны обычным термопластам и в процессе производства не требуют дополнительных технологических процессов. При этом сама труба из PE-RT сохраняет высокую механическую прочность и продолжительную стойкость к воздействию высоких температур.
Краткая информация о способах изготовления труб из PE-Xa и PE-RT
Трубопроводы PE-Xa получают на основе классического полиэтилена низкого давления, с помощью процесса сшивки его молекул с органическими пероксидами, которые обеспечивают образование новых пространственных связей между собственными молекулами полимера. Процесс сшивания производится в экструдере после предварительного смешивания полиэтилена с пероксидами и выполняется под высоким давлением на стадии расплавленного состояния полимера.
Термостойкий полиэтилен PE-RT не требует процесса сшивки и поступает к производителю трубопроводной арматуры уже в готовом для изготовления труб состоянии. Термостойкость и прочность труб достигается использованием сополимера октен, который создает чрезвычайно разветвленную пространственную структуру вокруг молекулярных цепочек основного полимера.
Важные особенности материалов
Технология пероксидной сшивки PE-Xa обеспечивает трубопроводам максимальную гибкость, дополняя это качество эффектом памяти — при разматывании бухт труба приобретает исходную прямую форму. С этим эффектом связывают и возможность устранения заломов и перегибов с помощью обычного строительного фена. Со структурой сшитого полиэтилена связано и еще одно основное свойство труб PE-Xa — их нельзя сваривать, а все соединения выполняются с помощью пресс-фитингов. Такой материал используется, например, при изготовлении трубы Изопрофлекс-115А/1.6.
Состав трубы Изопрофлекс-115А
- Тонкостенная труба из сшитого полиэтилена PE-Xa
- Высокотемпературный адгезив
- Армирующие нити из высокомодульного волокн
- Наружный слой напорной трубы
- Слой теплоизоляции (полужесткий пенополиуретан)
- Барьерный слой
- Защитная оболочка из полиэтилена
- Идентификационные полосы белого цвета
Структура и полимерные связи изделий из термостойкого полиэтилена PE-RT обеспечивает хорошую гидростатическую прочность без применения технологического процесса сшивки. Это дает возможность производителям трубопроводной арматуры PE-RT получить ощутимые преимущества по сравнении с производителями трубопроводов из сшитого полиэтилена. К этому стоить добавить, что трубы и фитинги PE-RT отлично свариваются и могут использоваться во вторичной переработке.
Основные технические параметры труб PE-Xa и PE-RT
Долговременная термостатическая прочность при высоких температурах и максимальных давлениях до 1 МПа является основной характеристикой гибких трубопроводов PE-Xa и PE-RT, что позволяет использовать трубы данного типа практически во всех системах отопления или горячего водоснабжения.
Из других технических особенностей трубопроводов из термостойкого и сшитого полиэтилена отметим несколько основных факторов, которые определяют широкое распространение труб данного вида:
- гладкая внутренняя поверхность препятствует появлению отложений и обеспечивает высокую износостойкость;
- повышенная устойчивость к образованию трещин и отсутствие коррозии не требуют дополнительных расходов на ремонт;
- высокая стойкость к воздействию низких температур существенно расширяет географию применения трубопроводной арматуры;
- небольшие радиусы изгиба облегчают монтаж трубопроводов и компенсируют недостатки при производстве строительных работ;
- высокая стойкость к воздействию ультрафиолетового излучения не требует дополнительной защиты трубопроводов от прямых солнечных лучей.
Дополнительными преимуществами труб из термостойкого полиэтилена выступают возможность вторичной переработки и способность к многократному расплавлению и свариванию.
Области применения и особенности выбора полиэтиленовых труб
Основной областью применения трубопроводов из термостойкого или сшитого полиэтилена PE-RT и PE-Xa выступают системы центрального или индивидуального отопления, а также системы подачи горячей воды.
Конкурентным преимуществом трубопроводов из термостойкого полиэтилена является их более низкая стоимость, однако для этих изделий существуют ограничения по максимальной температуре теплоносителя, которая ограничена величиной 80°С. При более высоких температурах трубопроводы PE-RT теряют долговременную прочность уже через два года эксплуатации. При этом материал хорошо выдерживает кратковременные воздействия высоких температур теплоносителя величиной до 120°С.
Долговременная термостатическая прочность трубопроводов PE-RT тип I ниже чем у PE-RT тип II и по этой причине их основная сфера применения — низкотемпературные схемы отопления с теплыми полами. Такой материал используется, например, при изготовлении трубы Изопрофлекс-75А.
Состав трубы Изопрофлекс-75А
- Тонкостенная труба из полиэтилена повышенной термостойкости (PE-RT тип II)
- Армирующие нити из высокомодульного волокна
- Наружный слой напорной трубы (полиэтилен повышенной термостойкости)
- Слой теплоизоляции (полужесткий пенополиуретан)
- Барьерный слой
- Защитная оболочка из полиэтилена
- Идентификационные полосы фиолетового цвета
Трубопроводы из сшитого полиэтилена PE-Xa рассчитаны на работу в системах отопления с температурой теплоносителя до 95°С, что обеспечивает им максимально широкую область применения. Сдерживающим фактором пока выступает достаточно высокая цена, которая связана с особенностями технологических процессов производства трубопроводов данного вида.
Также необходимо отметить использование полимеров PE-RT и PE-Xa в качестве основы для проектирования и производства композитных трубных материалов, что выступает залогом еще более высоких параметров по термостойкости или воздействию высоких давлений и температур. Примером может послужить предварительно изолированная и армированная труба из сшитого полиэтилена Изопрофлекс-115А, рабочая температура теплоносителя которой увеличена до 115°С, а максимальное давление до 1,6 МПа (16 атмосфер).
Заключение
Основным сдерживающим фактором еще более широкого распространения трубопроводов из сшитого или термостойкого полиэтилена является крайне низкая информированность управленческого и технического персонала о параметрах и технических возможностях изделий данного типа.
Долговременная прочность при повышенных температурах носителя тепла для труб PE-Xa и PE-RT является ключевой характеристикой трубопроводной арматуры из материалов данного типа, своевременная информация о которой послужит залогом создания современных систем тепло и водоснабжения со сроком службы более 50 лет.
23.06.2021. Актуально 23.09.2023