Соответствие полипропиленовых и металлических труб: Соответствие при монтаже диаметров стальных и полипропиленовых труб

Содержание

Таблица соответствия стандартов размеров стальных труб

 

Таблица соответствия условного прохода стальных труб, дюймовой резьбы и наружных диаметров стальных и полимерных труб
Условный проход трубы Dy, мм Диаметр резьбы G», дюйм Наруженный диаметр трубы Dn, мм
ВГП ЭС, БШ Полимерная
10 3/8″ 17 16 16
15 1/2″ 21.3 20 20
20 3/4″ 26.8 26 25
25 1″ 33.5 32 32
32 1 1/4″ 42.3 42 40
40 1 1/2″ 48 45 50
50 2″ 60 57 63
65 2 1/2″ 75.5 76 75
80 3″ 88.5 89 90
90 3 1/2″ 101.3 - -
100 4″ 114 108 110
125 5″ 140 133 125
150 6″ 165 159 160
160 6 1/2″ - 180 180
200 - - 219 225
225 - - 245 250
250 - - 273 280
300 - - 325 315
400 - - 426 400
500 - - 530 500
600 - - 630 630
800 - - 820 800
1000 - - 1020 1000
1200 - - 1220 1200


ВГП — трубы стальные водоводогазопроводные ГОСТ 3263-75 
ЭС — трубы стальные электросварные прямошовные ГОСТ 10704-91 
БШ — трубы стальные бесшовные горячедеформированные ГОСТ 8732-78, ГОСТ 8731-74 (от 20 до 530 мм)

 

ISO дюйм ISO мм SMS мм DIN мм Ду
1/8 10,30     5
1/4 13,70 6,35   8
3/8 17,20 9,54 12,00 10
1/2 21,30 12,70 18,00 15
3/4 26,90 19,05 22 (23) 20
1/2 33,70 25,00 28,00 25
1 1/4 42,40 31,75 34 (35) 32
1 1/2 48,30 38,00 40 (43) 40
2 60,30 50,80 52 (53) 50
2 1/2 76,10 63,50 70,00 65
3 88,90 76,10 84 (85) 80
4 114,30 101,60 104,00 100
5 139,70 129,00 129,00 125
6 168,30 154,00 154,00 150
8 219,10 204,00 204,00 200
10 273,00 254,00 254,00 250

Таблица соответствия наружных диаметров и условных проходов стальных и полимерных труб

Таблица соответствия наружных диаметров и условных проходов стальных и полимерных труб
Строительство — Инженерное оборудование.
Автор: Administrator   
23.06.2010 09:57
  Наружный диаметр трубы, Dн (мм) 

Условный проход, Dу (мм)

Диаметр резьбы, G (мм)

Трубы ВГП(водогазопроводные)

Трубы электросварные Трубы полимерные (ПВХ, ПНД, ПП)
 10  3/8”  17 16  16 
 15  1/2”  21,3 20 20
 20  3/4″  26,8 26 25
 25  1”  33,5 32 32
 32  1·1/4″  42,3 42 40
 40  1·1/2″  48 45 50
 50  2″  60 57 63
 65  2·1/2″  75,5 76 75
 80  3″  88,5 89 90
 90  3·1/2″  101,3    
 100  4″  114  108  110
 125  5″  140  133  125*
 150  6”  165  159  160
 200      219  225
 225      245  250
 250      273  280
 300      325  315
 400      426  400*
 500      530  500*
 600      630  630
 800      820  800*
 1000      1020  1000*
 1200      1220  1200*

* — Полимерные трубы этих наружных диаметров имеют нестандартный диаметр условного прохода.

Например — Наружный диаметр 125 мм соответствует напорным трубам ПНД (полиэтилен) и трубам из ПП (полипропилена). У первых толщина стенки будет 6 мм (соответственно диаметр условного прохода — 113 мм), у вторых толщина стенки будет 11,4 мм (Dу=114 мм).

Dн=400 мм. ПВХ Dу=380 мм, ПНД Dу=362 мм.

Dн=500 мм. ПВХ Dу=475 мм, ПНД Dу=452 мм.

Dн=800 мм. ПНД Dу=724 мм. Dн=1000 мм. ПНД Dу=905 мм. Dн=1200 мм. ПНД Dу=1108 мм.

Диаметры стальных труб: таблица размеров и сортамент

При покупке продукции очень помогает таблица размеров труб стальных, содержащая информацию о внутренних и наружных диаметрах. Это способ ускорить покупку, а значит, и вашу работу. В промышленности, производстве и строительстве могут требоваться изделия с любыми параметрами. Мы привели основные  размеры стальных труб, выпускаемых в нашей стране, и доступных для заказа на сайте компании «Региональный дом металла».

Сортамент

Резьба, дюйм 

Наружный диаметр
Шовная водо/газопроводная Бесшовная
10 3/8 17 16
15 1/2 21,3 20
20 3/4 26,8 26
25 1 33,5 32
32 1 1/4 42,3 42
40 1 1/2 48 45
50 2 60 57
65 2 1/2 75,5 76
80 3 88,5 89
90 3 1/2 101,3 102
100 4 114 108
125 5 140 133
150 6 165 159


Диаметры стальных труб

Если вас интересует сортамент стальных труб по диаметрам, изучите государственные стандарты, определяющие параметры во время производства. К примеру:

  • Горячедеформированные, бесшовные – ГОСТ 8732-78;
  • Холоднодеформированные, бесшовные – ГОСТ 8734-75;
  • Электросварные прямошовные – ГОСТ 10704-91;
  • Водогазопроводные — ГОСТ 3262-75.

Как можно заметить, на каждый тип изделий имеется уникальный стандарт. Если вам требуется выяснить, какие габариты по норме может иметь труба стальная, таблица диаметров приведена непосредственно в тексте ГОСТа. Все эти документы доступны в интернете, и вы можете ознакомиться с их текстом. Соблюдение этих норм, в т.ч. по размерам (D, условный проход, толщина стенки) – требования, проверяемые специалистами. Их соблюдение обязательно для сертификации.

Таблица толщины стенок и диаметров стальной трубы


В наличии и под заказ все ключевые размеры, производимые российскими и зарубежными предприятиями. Если вам, к примеру, нужна труба стальная диаметром 60 мм в СПб, обратитесь к менеджерам «РДМ». Наши сотрудники легко подберут требуемые образцы, уточнят кол-во и наличие по складам, расскажут вам, как оформить заказ, оплатить его, решить вопрос с доставкой со склада на ваш объект.


В ассортименте имеются трубы большого диаметра стальные. Они используются для прокладки нефтепроводов, газопроводов. Также их применяют для защиты различных коммуникаций от повреждений. Используются как для внешней, так и для подземной укладки. Обладают хорошей свариваемостью с высокой надёжностью сварного шва.

Любой внутренний диаметр стальных труб, требуемый вам для создания каких-либо инженерных конструкций, доступен в продаже на нашем сайте. Всё, что вам требуется – уточните параметры, сообщите тип изделия. Консультант проверит наличие в базе, сообщит вам стоимость. Далее останется только принять ваш заказ. Отправка осуществляется оперативно, и возможна не только по Санкт-Петербургу, но и в любой город России.

Соответствие при монтаже диаметров стальных и полипропиленовых труб krani.su

Производство полипропиленовых труб осуществляется по ГОСТам, которые строго регламентируют параметры продукции. Наружный диаметр может варьироваться в диапазоне от 1 до 120 мм, различается и толщина стенки.

Для устройства бытовых коммуникаций обычно используются трубы не более 50 мм, но важно учитывать не только размеры. Значение имеют также рабочее давление и состав материала. Совокупность этих характеристик позволяет подобрать оптимальный вариант для отопительных и канализационных систем.

Полипропилен, используемый в производстве труб, в зависимости от химического состава придает готовому изделию определенные свойства. По маркировке производителя можно определить предназначение трубы:

Обратите внимание! Для бытовых коммуникаций обычно применяется продукция с маркировкой PPR, которая за счет технических характеристик подходит для самых разных целей.

По рабочему давлению

Еще один важный параметр, определяющий предназначение полипропиленовых труб – способность выдерживать давление. На изделиях обозначается латинскими буквами PN и цифрами, имеет несколько разновидностей:

  • PN10 – труба с такой маркировкой рассчитана на номинальное давление около 10 атмосфер (или 1 МПа). Используется только при температурах носителя не выше 20⁰С, то есть для устройства систем холодного водоснабжения;
  • PN16 – рабочее давление не должно превышать 16 атмосфер, а температура подаваемой воды — 60⁰С. Такие характеристики оптимальны для коммуникаций, подводящих как холодную, так и горячую воду;
  • PN20 – так обозначается номинальное давление в 2Мпа (или 20 атмосфер) на стенку трубы толщиной от 16 мм. Продукция с такой маркировкой чаще всего используется при устройстве коммуникаций водоснабжения. Максимальная температура носителя не должна превышать 80⁰С;
  • PN25 – трубы, маркированные таким образом, рассчитаны на номинальное давление около 25 атмосфер и выдерживают температуру до 95⁰С. Изделие армировано слоем алюминия, повышающим прочность. Применяется в системах отопления, а также горячего водоснабжения.

Обратите внимание! При периодическом превышении допустимых значений давления на стенку трубопровод не разгерметизируется, но срок его эксплуатации значительно сократится. Поэтому технические характеристики должны строго соответствовать условиям использования.

Диаметр и толщина стенки

Эти параметры определяют пропускную способность трубы и учитываются как при проектировании системы водоснабжения в новом доме, так и при замене старых трубопроводов. Маркировка на изделии выглядит как 20х2,8, например. Первое число обозначает диаметр, а второе – толщину стенки.

Разобраться в соответствии полипропиленовых и металлических труб поможет приведенная ниже таблица. Пользуясь данными из нее, можно быстро определиться с требуемыми параметрами нового трубопровода из полипропилена.

Обратите внимание! В таблице используется понятие «условный проход», характерное для водопроводов, которое не соответствует реальному внутреннему диаметру, а только приближено к нему и обозначает пропускную способность.

Условный проход, мм Резьба, ø в дюймах Наружный ø, мм
ПП-трубы БШ1,ЭС2 ВГП3
10 3̸4 16 17
15 ½ 20 21,3
20 ¾ 25 26 26,8
25 1 32 33,5
32 1 ¼ 40 42 42,3
40 1 ½ 50 45 48
50 2 63 57 60
65 2 ½ 75 76 75,5
80 3 90 89 88,5
90 3 ½   101,3
100 4 110 108 114
125 5 125 133 140
150 6 160 159 165
160 6 ½ 180  
200   225 219  
225   250 245  
250   280 273  
300   315 325  
400   400 426  

Стальные трубы, примечание:

  • БШ1 – трубы бесшовные, горячедеформированные;
  • ЭС2 – электросварные прямошовные;
  • ВГП3 – водогазопроводные.

По материалам информационного сайта Энциклопедия труб infotruby.ru

видео-инструкция по монтажу своими руками, особенности изделий для отопления, внутренние размеры, таблица соответствия, цена, фото

При установке водопроводных систем очень важно правильно подобрать материал, из которого будут изготовлены трубы. При этом особое внимание нужно уделить их параметрам, чтобы они соответствовали эксплуатационным характеристикам и правилам монтажа. Именно поэтому очень важно знать соответствие диаметров стальных и полипропиленовых труб, чтобы иметь детальное представление об этих материалах и их классификации.

Любительское фото изделий данного вида из полипропилена вместе с фитингами разного диаметра

Классификация и размеры

Для начала необходимо сказать о том, что бывают различные диаметры у подобных изделий. При этом они измеряются весьма специфически, поскольку каждый тип материала имеет свою маркировку и даже систему измерения. Учитывая это сначала нужно определиться с тем, какие трубы будут использоваться и что необходимо получить в итоге.

Таблица диаметров различных видов подобных труб от известного производителя

Особенности маркировок

  • Прежде всего, необходимо упомянуть о том, что диаметр полипропиленовых труб для отопления, как и других пластиковых изделий, указывается в миллиметрах. В то же время конструкции из металла обычно используют дюймовую систему измерений.

Наглядный пример, показывающий использованием материалов различного диаметра на определенных участках водопроводной системы

  • Стоит отметить, что внутренний диаметр полипропиленовых труб 25 рассчитывается исходя из толщины стенок. Сама же цифра указывает только на наружные параметры. Поэтому очень важно знать все технические данные о выбранном изделии.
  • Учитывая такие особенности задавать вопрос о том, какой внутренний диаметр полипропиленовой трубы 32 будет не совсем корректно, поскольку каждый производитель имеет свои критерии изготовления. Именно из-за этого металлическая система рассчитывается в дюймах, и то со своеобразным округлением.

Таблица с указанием размеров, толщины стенок и водоемкости полипропиленовых материалов, которая показывает разницу между изделиями для горячей и холодной воды

  • Порой, чтобы определить внутренний диаметр полипропиленовых труб 32 намного проще обратиться к спецификации производителя. В ней обязательно должны быть указаны эти параметры или хотя бы сообщена толщина стенок.
  • Также существует специальная таблица соответствия диаметров полипропиленовых труб и стальных, которая очень сильно облегчает работу при проектировании, но она не может отобразить всех разновидностей этих изделий.

Совет!
Чтобы не испытывать сложностей во время монтажа лучше всего приобретать все элементы системы у одного производителя.
При этом места перехода металла и пластика подбирают отдельно, сопоставляя оба материала.

Использование материалов с тремя разными диаметрами при произведении разводки не требуется, но в системах ввода или при создании стояков с таким техническим заданием приходится сталкиваться

Процесс подбора и область применения

Обычно полипропиленовая труба с внутренним диаметром 20 используется для внутренней разводки водопроводных систем. Считается, что это самый оптимальный тип материала для данного вида работ.

Обычно вся подобная продукция стандартизирована, чтобы не усложнять процесс пайки, но встречаются производители, которые пользуются своими ГОСТами и выпускают соответствующий инструмент

Для создания стояков инструкция по монтажу рекомендует применять материал диаметром 32 и даже более. Это зависит от количества потребителей и высотой подачи. Однако в некоторых случаях на данный параметр может влиять напор в системе.

Наружный диаметр изделий также имеет большое значение, поскольку от него зависит тип используемых при работе хомутов или ремонтных муфт

Для организации подвода или трубной разводки в подвале многоквартирного дома используют трубы полипропиленовые больших диаметров. Фактически от момента выхода из водохранилища и до потребителя, этот параметр постоянно уменьшается при разделении или отводе. Если же напора не хватает, то проектировщики планируют установку дополнительного оборудования для решения этой проблемы.

Совет!
Стоит отметить, что рекомендации по области применения в данной статье приведены условно.
Поэтому если производится замена труб, то нужно использовать материал с точно такими же параметрами.
В противном случае следует строго следовать всем указаниям заранее разработанного проекта, который создавали специалисты.

Чтобы избежать несоответствия в размерах труб и фитинга, специалисты рекомендуют использовать материалы от одного производителя, даже если это будет стоить на порядок дороже, чем при использовании сторонней фурнитуры

Рекомендации мастеров

  • Если работы производятся своими руками, то очень важно соблюдать все правила монтажа и строго следовать проекту. Самостоятельно изменять диаметр не рекомендуется. Порой даже незначительные перемены могут привести к нарушению эксплуатационных качеств. (См. также статью Как паять полипропиленовые трубы: особенности.)

Для того чтобы определить пропускную способность того или иного изделия можно воспользоваться специальной таблицей, но для этого необходимо знать площадь поперечного сечения, которая рассчитывается исходя из диаметра и толщины стенок

  • Следует помнить, что цена труб с большим диаметром значительно выше. Поэтому во избежание перерасхода средств не стоит использовать их там, где можно применять изделия с меньшими габаритами. Однако и не стоит сильно экономить, чтобы не нанести ущерб функциональности.
  • К толстостенным материалам необходим совершенно другой подход. Дело в том, что такие изделия имеют строго определенное назначение, и все их характеристики заранее просчитаны разработчиками.
  • Если конструкция будет собираться при помощи специального паяльника, то необходимо заранее проверить соответствие насадок с выбранным диаметром материала. Именно поэтому специалисты используют в работе несколько комплектов таких изделий.

Толстостенная продукция разрабатывается для конкретных нужд и нуждается в отдельном подходе, как при проектировании, так и при монтаже

Вывод

Изучив видео в этой статье можно получить дополнительные данные о пластиковых материалах подобного назначения и их параметрах. Также принимая во внимание статью, предложенную выше, стоит сделать вывод о том, что диаметры металлических и пластиковых труб отличаются друг от друга. Однако при детальном рассмотрении эта разница становится несущественной.

Таблица соответствия Ду (диаметров условных, условных проходов), DN (диаметров номинальных), резьб и наружных диаметров труб из чугуна GG (СЧ) и GGG (ВЧШГ), сталь, ПВХ (PVC) , ПЭ (PE). Наружный (внешний) диаметр в мм. Таблица для DN25-1200. DN трубы


Таблицы DPVA.ru — Инженерный Справочник



Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Оборудование / / Фланцы, резьбы, трубы, фитинги….Элементы трубопроводов. / / Трубы, трубопроводы. Диаметры труб и другие характеристики.  / / Таблица соответствия Ду (диаметров условных, условных проходов), DN (диаметров номинальных), резьб и наружных диаметров труб из чугуна GG (СЧ) и GGG (ВЧШГ), сталь, ПВХ (PVC) , ПЭ (PE). Наружный (внешний) диаметр в мм. Таблица для DN25-1200. DN трубы

Поделиться:   

Таблица соответствия Ду (диаметров условных, условных проходов), DN (диаметров номинальных), резьб и наружных диаметров труб из чугуна GG (СЧ) и GGG (ВЧШГ), сталь, ПВХ (PVC) , ПЭ (PE). Наружный (внешний) диаметр в мм. Таблица для Ду25-1200.

Наружный диаметр наиболее распространенных труб из различных материалов в мм.
условный, Ду, DN Чугун Сталь ПВХ ПЭ
GGG GG

Тип один («евро»)

Тип 2  («сортамент»)

25 39 31,8 30 или 32 32 32
32 46 42,4 42 40 40
40 56 56 48,3 48 50 50
50 66 66 60,3 57 63 63
65 82 76 76 75 75
80 98 98 88,9 89 90 90
100 118 118 114 108 110 110
125 144 144 139 139 140 140
150 170 170 159 159 160 160
175 196 193,7 практически не
используется
200 200
200 222 222 219,1 219 225 225
225 247 245 практически не
используется
250 250
250 274 274 273 273 280 280
300 326 326 323,9 325 315 315
350 378 378 355,6 377 355 355
400 429 429 406 426 400 400
450 480 480 457,2  — 450 450
500 532 532 508 530 500! 560!
600 635 635 610 630 630  630
700 738 738 711,2 720 710 710
800 842 842 812,8 820 800 800
900 945 945 914,4 920 900 900
1000 1048 1048 1016 1020 1000 1000
1100 1152  1152  —
1200  1255  1255 1220,8 1220 1200 1200
  • Обычно для маркировки размера труб / арматуры / насосов / фланцев в дюймах используют понятие NPS = Nominal Pipe Size или «Номинальный размер трубы «. Его метрический эквивалент называется DN = Diametre Nominel, по русски это — «условный проход» (русское обозначение Ду — устарело и теперь это тоже DN)
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста.
Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста.
Коды баннеров проекта DPVA.ru
Начинка: KJR Publisiers

Консультации и техническая
поддержка сайта: Zavarka Team

Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса. Free xml sitemap generator

CE Center — Полипропиленовые полипропиленовые (PP-R) трубопроводные системы для различных применений

Зеленый трубопровод для питьевой воды

Поскольку труба PP-R не содержит тяжелых металлов и токсичных химикатов, труба одного производителя из полипропилена прошла испытания и внесена в список на соответствие требованиям ASTM F2389, NSF 61 и NSF 372, обеспечивая безопасный вариант для систем питьевого водоснабжения, необходимых для питьевой воды. Для пищевой промышленности требуется включение в список NSF 51. В отличие от других материалов для трубопроводов, которые могут позволить следовым количествам химикатов попасть со стенок или соединений трубы в воду, гидрофобная полипропиленовая зеленая труба предотвращает выщелачивание.

Фото предоставлено Aquatherm

В исправительном учреждении на Аляске использовались трубы из PP-R размером от ½ дюйма. до 12 дюймов в диаметре для: питьевой воды, очистки воды, сточных вод, гидравлических систем и систем сжатого воздуха.

Один из ведущих производителей разработал смолу, которая на 97% состоит из чистого полипропилена и содержит менее 3% добавок. Добавки включают зеленую пигментацию для придания непрозрачности для предотвращения микробиологического роста, дезактиваторы ионов (для защиты PP-R от свободных ионов металлов) и термостабилизаторы.Термостабилизаторы защищают PP-R от кратковременного воздействия высоких температур (200+°F) в случае неисправности оборудования, а также от длительного воздействия номинальных повышенных температур. Этот конкретный продукт трубы также может использоваться для многоцелевых бытовых спринклерных систем (в соответствии с NFPA 13D) и доступен с защитой от УФ-излучения для наружной установки и многослойной технологией faser, которая уменьшает линейное расширение. Производитель предлагает более 400 фитингов, переходов и клапанов для установки в самые разные системы.

Зеленая труба из PP-R одного производителя сертифицирована для питьевой воды (NSF 61), прямого контакта с пищевыми продуктами и обработки пищевых продуктов при температуре до 212°F (NSF 51), IPC, UPC, NFPA, FM и соответствует CSA B137. 11.

Несмотря на то, что зеленая труба PP-R может использоваться практически во всех обсуждаемых системах, она лучше всего подходит для следующих применений, для которых она предназначена:

Питьевая вода. Одобрен для прямого контакта с пищевыми продуктами и питьевой водой и может использоваться в качестве основной системы распределения в больницах, школах, высотных зданиях, гостиницах, судостроении, спортивных сооружениях, жилых домах и многих других проектах.

Системы сжатого воздуха. С более толстыми стенками SDR (например, 7,4) зеленая труба PP-R может обеспечить превосходные номинальные значения давления и устойчивость к разрушению. Кроме того, поскольку системы трубопроводов из PP-R не подвержены коррозии, навесное оборудование защищено от ржавчины и мусора.

Многоцелевые пожарные спринклеры (NFPA 13D). В жилых домах на одну и две семьи зеленая труба может быть интегрирована в систему питьевой воды для обеспечения противопожарной защиты. Высокая скорость потока позволяет прокладывать магистрали и ответвления через здание, а не через множество отдельных труб, что делает систему простой и эффективной.

Морские приложения. Поскольку зеленая труба изготовлена ​​из гидрофобного материала с низким коэффициентом трения, на нее не влияют растворенные минералы, содержащиеся в морской, пресной воде и рассоле.

Фото предоставлено Aquatherm

На бумажной фабрике Midwestern более 19 000 футов труб PP-R, соединенных примерно 4250 фитингами и клапанами, обеспечили решение из одного материала.

Синие трубы средней толщины для гидроники и промышленного применения

Для применений, не требующих пригодности для питья, синие трубы PP-R разработаны с термостабилизацией и могут служить более прочной и долговечной альтернативой стали, нержавеющей стали и некоторым пластикам для отопления, охлаждения и промышленного применения.Он предлагает более высокие объемные скорости потока благодаря более тонким стенкам, а с MF такое же улучшение теплового расширения по сравнению с неармированными пластиками. В то время как другие материалы для трубопроводов со временем теряют свои характеристики из-за образования накипи и коррозии, этот разработанный материал PP-R может противостоять любым формам изменения стенки материала, а также устойчив к ударам и сейсмическим нагрузкам.

Изображение предоставлено Aquatherm

Коррозия и образование накипи могут уменьшить внутреннюю поверхность стальных труб в среднем на 3 процента в год.

Было обнаружено, что даже после десятилетий использования трубы PP-R сохраняют свои первоначальные характеристики текучести. Это предотвращает потерю эффективности, возникающую из-за образования накипи и коррозии при использовании трубы, которая может образовывать накипь или коррозию, и позволяет экономить энергию в течение срока службы системы. Коррозия и образование накипи могут уменьшать внутреннюю поверхность стальных труб в среднем на 3 процента в год, что приводит к снижению эффективности и до 10 процентов увеличению энергии перекачивания в год. Это может составить до тысяч долларов скрытых затрат на электроэнергию в течение срока службы системы.

Фото предоставлено Aquatherm

Коллекторные системы высокой пропускной способности, изготовленные из специального полипропилена с многослойной технологией Faser, могут использоваться для распределения тепла.

Полипропиленовая труба может похвастаться впечатляющими улучшениями по сравнению с медной или стальной трубой (химически инертна, не подвержена коррозии, выдерживает экстремальные температуры и просто потрясающе выглядит)

Полипропиленовая труба: она легкая, долговечная, с ней легко работать, она выглядит стильно в зелено-голубых тонах.

Как и все производители напитков, крафтовые пивоварни требуют большого количества оборудования.В дополнение к типичным бизнес-проблемам, связанным с конкуренцией, укомплектованием персоналом, регулированием, соблюдением нормативных требований и COVID-19, крафтовые пивовары также должны создать значительную внутреннюю инфраструктуру для создания и доставки своей продукции. Это означает приобретение (среди прочего) котлов, бочонков, бойлеров, линий розлива и консервирования, конвейеров, систем охлаждения, резервуаров для хранения, резервуаров для ферментации, холодильного оборудования и операций по очистке сточных вод. В этой статье мы обсудим, как пивоварни могут эффективно соединить все эти системы с идеальной инфраструктурой трубопроводов.

Трансформация трубопровода

В то время как многие элементы процесса пивоварения существовали веками, производство труб изменило эффективность и надежность систем, используемых для производства и транспортировки продуктов. Подобно тому, как многие владельцы пивоварен производят эксклюзивные, уникальные продукты, полипропиленовые трубы революционизируют способы подачи труб на крафтовые пивоварни. Применение полипропилена включает линии гликоля, хозяйственно-питьевую воду, сжатый воздух, системы отопления и охлаждения, а также линии CO2.Некоторые полипропиленовые трубы, внесенные в список NSF/ANSI 51 для применения в пищевой промышленности, могут использоваться даже для транспортировки готовой продукции. Будучи химически инертным материалом, полипропилен не впитывается и не влияет на вкус или запах жидкостей, которые он транспортирует.

Значительное обновление

Во многих крафтовых пивоварнях полипропилен представляет собой значительное улучшение по сравнению с металлическими трубами, такими как медь или сталь. Полипропилен не вступает в реакцию с водой, гликолем или другими продуктами и ингредиентами, используемыми на пивоваренных заводах.Он никогда не подвергается накипи или коррозии, не становится хрупким со временем и не выходит из строя при воздействии экстремальных температур.

Традиционные материалы для трубопроводов либо требуют сварки, которая может занимать много времени, дорого и может выделять вредные летучие органические соединения в окружающую среду, либо для соединения используются посторонние вещества (такие как клей или припой) или механические соединения (такие как прокладки и резьба). труба и фитинги. Полипропиленовые трубы, с другой стороны, соединяются с помощью термической сварки, быстрого и надежного процесса, обеспечивающего бесшовные соединения.Для образования соединения материал нагревают, соединяют под давлением, а затем дают остыть. Соединяемые материалы становятся одним цельным и однородным куском без путей утечки. При правильной установке, эксплуатации и обслуживании полипропиленовая труба имеет ожидаемый срок службы более 50 лет.

Дополнительные преимущества

Сварка в раструб (на самом верхнем фото) и сварка встык (вверху) — это два метода, используемые для неразъемного соединения полипропиленовых труб без сварки, клея, растворителей или припоя. Полипропилен

до 70% легче стальной трубы (в зависимости от размера и толщины стенки трубы) и, при наличии надлежащих инструментов для термоплавки, может быть легко установлен в верхних местах, обычных для пивоваренных заводов с бродильными чанами.

Чтобы приспособиться к расширению системы по мере роста крафтовых пивоварен, полипропилен предлагает выпускные отверстия для сварки, которые можно добавить, просверлив отверстие в трубе и вплавив фитинг непосредственно в стенку трубы. Многие марки полипропиленовых труб устойчивы как к высоким, так и к низким температурам и безопасны для использования практически в любой части системы. Кроме того, присущее трубе значение R, равное 1 или выше (в зависимости от толщины стенки трубы), может устранить необходимость в изоляции или уменьшить количество требуемой изоляции, особенно на линиях с гликолем.

Для справки, некоторые этапы процесса пивоварения требуют температуры до 24°F. Это требует от пивоваров использования гликоля в линиях, соединяющих технологические охладители с чанами для брожения. Ключевым моментом является поиск материала, который может транспортировать охлажденную жидкость без использования флюсов или клеев. Флюс, используемый при пайке меди, может привести к загрязнению трубопровода, а гликоль может разрушить клей, используемый для соединения некоторых других материалов для трубопроводов (таких как ХПВХ). Это делает термоплавкую полипропиленовую трубу идеальной.

Кроме того, процесс термоплавления полипропилена можно обучить всего за несколько часов практически любого, кто имеет механические способности и разбирается в системах трубопроводов. Наряду с квалифицированной поддержкой и надзором это может позволить пивоварням обучать собственный персонал установкам или ремонту термоядерной сварки.

Наконец, поскольку многие крафтовые пивоварни и их клиенты заботятся об окружающей среде, они могут оценить тот факт, что полипропиленовые трубы чище в производстве, чем стальные трубы, а также на 100% пригодны для вторичной переработки по истечении срока их службы.

Реальные результаты

Полипропилен не вступает в реакцию с водой, гликолем или другими продуктами и ингредиентами, используемыми на пивоваренных заводах. Полипропиленовая труба

была выбрана крафтовыми пивоварами Северной Америки. Комментарии самих пивоваров свидетельствуют об эффективности полипропилена в пивоварении.

«Будучи стартапом, вы должны экономить деньги, когда можете, и работа — это область, в которой мы могли бы это сделать», — сказал Адлер Ленц, партнер Smith & Lentz Brewing Co., Нэшвилл, где для гликолевой системы охлаждения пивоварни была выбрана полипропиленовая труба. «Цитата на медь составляла около 20 000 долларов, а для стартапа это большая сумма. Итак, когда мы получили эту цитату, мы рассмотрели другие варианты. И именно тогда стало понятно, что мы должны использовать [полипропилен] и производить монтаж самостоятельно. Благодаря этому мы сэкономили около 12 000 долларов».

Компания Eventide Brewing, Атланта, выбрала полипропилен для своей системы гликолевого охлаждения.

«У нас не было ни одной утечки, даже небольшой, — сказал Натан Коуэн, генеральный директор.«Наш следующий проект будет в 10 раз больше того, что у нас есть сейчас, и мы планируем использовать [полипропилен] при расширении».

Эпическая сага

Компания Epic Brewing Co. была основана в Солт-Лейк-Сити в 2009 году. В 2012 году Epic открыла новое предприятие в Денвере, а в 2019 году расширила производство в Денвере, в результате чего количество бродильных чанов в этом месте увеличилось более чем в три раза. Полипропиленовая труба была на каждом этапе пивоваренного завода.

«Для нас это был полностью полипропилен с тех пор, как мы установили его в Солт-Лейк-Сити», — сказал Джордан Шупбах, директор пивоваренного производства.«Это продукт, с которым мы знакомы и полностью довольны, поэтому нет причин что-то менять».

Компания

Major Heating & Air Conditioning, Денвер, установила 100 футов полипропиленовой трубы при расширении производства Epic в Денвере. В компании работают пять техников, прошедших обучение по термоядерной сварке.

Тодд Рамер, менеджер по обслуживанию компании Major, сказал, что полипропиленовая труба предлагает множество преимуществ не только для пивоваров, но и для монтажников, включая малый вес и экономию времени на установку.

«С точки зрения подрядчика, это действительно лучше, чем работа со сталью или медью, — сказал Рамер. «Он настолько легкий, что я могу изготовить и повесить 3-дюймовый. сеть сам. Но самое главное — это сэкономленное время. Это астрономически по сравнению со сваркой и пайкой. Я выбил последнее расширение на Эпике за полторы недели. Если бы я занимался сваркой стали, это заняло бы три или четыре недели».

Рамер также отметил, что с полипропиленом легко подключиться к существующим линиям.Во время недавнего расширения, в дополнение к раструбным и стыковым соединениям труб, по оценкам Рамера, он установил около 200 сварных соединений.

«Гораздо проще расширять существующие [полипропиленовые] линии, чем стальные», — отметил он.

Другие крафтовые пивоварни выбрали полипропиленовые трубы для систем геотермального отопления (Arbor Brewing Co., Ипсиланти, Мичиган), бытовых систем горячего и холодного водоснабжения (Main Street Brewing Co., Ванкувер, Британская Колумбия) или, в компании Founder’s Brewing Co.в Гранд-Рапидс, штат Мичиган, инновационная система рекуперации тепла, которая позволяет пивоварне использовать тепло, выделяемое в процессе пивоварения, для обогрева помещений пивоварни площадью 75 000 кв. футов.

«Мы выбрали [полипропилен] из-за его уникальной способности работать с жидкостью при температуре 80-120°F с минимальным расширением и сжатием», — сказал Брэд Страус, менеджер по работе с клиентами компании Seaman’s Mechanical, Гранд-Рапидс, штат Мичиган, из системы Founder. «Процесс сплавления также был важным фактором, поскольку он обеспечивает структурную целостность по экологически чистой цене.

Заключение

В конце концов, многие крафтовые пивоварни создаются опытными новаторами, страстно желающими создавать продукты, отличающиеся своей уникальностью и исключительно высоким качеством. Хотя они основаны любителями пива, а не экспертами по трубам, среди крафтовых пивоваров растет осознание того, что полипропиленовые трубы можно использовать по-разному на пивоварне, чтобы помочь владельцам достичь своих целей в области совершенства. Это просто может помочь пивоварам приготовить лучший напиток.

Рон Раецки — специалист по связям с общественностью и маркетингу компании Aquatherm.

Трубы полипропиленовые для транспортировки питьевой воды

Полипропиленовые трубы

имеют самое разнообразное применение: главное их преимущество – легкость , что облегчает транспортировку и монтаж. Полипропиленовые трубопроводные системы Aquatechnik поставляются с фитингами и дополнительными аксессуарами, доступными для каждого диаметра трубы. В настоящее время они используются во всем мире и являются лучшим выбором, когда речь идет о трубопроводных системах питьевой воды.

Преимущества использования полипропиленовых труб для водопровода

По сравнению с другими видами материалов полипропиленовые трубы имеют очень гладкую внутреннюю стенку , что значительно снижает трение и, как следствие, уменьшает падение давления при распределении жидкости. В отличие от металлических труб трубы PP-R не подвержены коррозии, поэтому не выделяют остатков, которые могут закупорить проходное сечение. Полипропиленовые трубопроводные системы адаптируются и подходят для гражданского и промышленного применения, включая больницы и гостиницы.Они имеют высокую термостойкость (которая может достигать даже 80 ° C при непрерывном использовании), а также поддерживают жесткие температуры.

В последние годы полипропиленовые трубы Aquatechnik были усовершенствованы благодаря использованию сырья последнего поколения ( PP-RCT ) и добавлению пакета добавок под названием WOR (белая стойкость к окислению) с двойным функция улучшения работы при высоких температурах и значительного замедления процесса окисления пластмасс, за счет агрессивного воздействия веществ, которые могут растворяться в перекачиваемой воде.

Ниже приведены основные характеристики многослойных армированных волокном труб (с внутренним слоем из PP-RCT и WOR):

  • повышенная стойкость к окислению
  • уменьшенная толщина стенок с увеличенным расходом
  • высокая устойчивость к давлению
  • повышение рабочих температур
  • значительное снижение теплового расширения.

Кроме того, используемый материал на 100 % пригоден для повторного использования, а цикл жизненного цикла продукта оказывает минимальное воздействие на окружающую среду.

Лучшие трубы для питьевой воды

Широкое использование полимерных материалов для сантехнических систем обусловлено их безопасностью при транспортировке жидкостей, предназначенных для потребления человеком. Однако крайне важно использовать трубопроводные системы, изготовленные из материала отличного качества и соответствующие стандартам для транспортировки питьевой воды.

По сравнению с другими материалами, например, ХПВХ выделяет в воду мономеры в виде винилхлорида, оказывающего негативное воздействие на здоровье.В этом случае необходимо провести специальные оценки совместимости для питьевого использования, что не требуется для полипропиленовых труб.

Фактически, полипропиленовые трубы и фитинги Aquatechnik не вступают в реакцию с большинством химических веществ, обычно присутствующих в воде, и сохраняют свои характеристики.

Обработка материалов также может влиять на выделение веществ в транспортируемых жидкостях: стыки между трубами из ПВХ и фитингами обычно требуют использования герметиков на основе растворителей.В системе fusio-technik соединение между деталями осуществляется методом горячего сплавления , который превращает трубу и фитинг в единое целое из полипропилена без использования химикатов.

Сертификат безопасности полипропиленовых труб Aquatechnik

Ассортимент Fusio-technik выделяется своей безопасностью и надежностью при транспортировке питьевой воды (за исключением систем Rain-water и Fires, предназначенных для особых целей) и абсолютным соответствием правилам, регулирующим ее транспортировку.Полученные сертификаты, такие как сертификат продукта ICC-ES PMG для рынка Северной Америки и DVGW — CSTB и IIP для европейского рынка, подтверждают нашу приверженность безопасности в повседневных применениях, таких как водопроводные системы для питьевой воды и водяного отопления / охлаждения. системы.

Если у вас есть вопросы о качестве трубопроводных систем Aquatechnik PP-R, звоните по номеру и обращайтесь к нашей команде экспертов .

Эволюция ПЭВП | WWD

Полиэтилен (ПЭ), термопластичная смола, впервые был произведен в 1933 году.В течение следующих 20 лет химики нефтехимической промышленности усовершенствовали производственный процесс, чтобы снизить затраты и получить более качественные сорта. В начале 1950-х годов химики компании Phillips Petroleum Co. разработали экономичный процесс и создали новый сорт полиэтилена, названный полиэтиленом высокой плотности (ПЭВП). В то время стало возможным создавать различные сорта полиэтилена, и вскоре смола стала использоваться в различных продуктах и ​​приложениях.

Первое использование HDPE было для детских бутылочек.Его использование вместо стекла положило начало замене ПЭВП традиционными материалами благодаря его улучшенным физическим свойствам. Он не бьется, как стекло, дешевле в производстве и безопасен. Сегодня HDPE заменил стекло для бутылок и металл для ведер, бочек и газовых баллонов, и он используется во многих других областях, включая упаковку и компоненты и системы трубопроводов. Согласно отчету Plastics News за декабрь 2016 года, продажи ПЭВП в Северной Америке и Мексике достигли почти 16 миллиардов фунтов, и в этом году будут введены дополнительные мощности.

История HDPE

Для труб используемый в настоящее время сорт ПЭВП отличается от материалов раннего поколения и даже сильно отличается от других материалов ПЭВП, используемых сегодня в потребительских целях. Трубный ПЭВП представляет собой высокотехнологичный компаунд, предназначенный для длительного использования в критических условиях. Он проходит ряд строгих процедур тестирования, прежде чем он будет доступен для производства.

Трубы из полиэтилена высокой плотности со сплошными стенками начали заменять металлические трубы в системах сбора нефти и газа в конце 1950-х годов.В начале 1960-х газовые коммунальные предприятия начали заменять вышедшие из строя железные трубы трубами из полиэтилена, и благодаря успешной истории их эксплуатации 95% всех новых газораспределительных систем, установленных сегодня, используют трубы из полиэтилена. Вскоре гофрированные трубы из ПНД стали заменять глиняные трубы в сельскохозяйственных дренажных системах. В конце 1980-х годов гофрированные трубы из ПНД большого диаметра стали заменять металл и бетон в водоводах для ливневых стоков. Материал продолжал развиваться, и теперь он представляет собой третье и четвертое поколение разработок, каждое из которых обладает улучшенными характеристиками.

Трубопроводные системы из термопластика являются устойчивыми и экологически безопасными при выборе труб. Они энергоэффективны при производстве и обеспечивают максимальную защиту от загрязнения во время эксплуатации. Они также требуют значительно меньше энергии для изготовления, транспортировки и установки, чем металлические или бетонные альтернативы. Обладая устойчивостью к коррозии и истиранию, системы пластиковых трубопроводов также обеспечивают длительный срок службы, обеспечивают отличные характеристики соединений и обеспечивают защиту от утечек, что делает их выгодными.

На протяжении веков фермеры знали, что надлежащий дренаж поля, наряду с орошением, является ключевым фактором повышения урожайности, поэтому они использовали глиняную черепицу. Исследования показывают, что урожайность сои увеличилась на 43%, а кукурузы — на 30%, когда поля были выложены плиткой. С появлением смолы HDPE и возможности производить гофрированные трубы сельскохозяйственный рынок стал отправной точкой для дальнейшего развития труб. Менее чем за одно поколение гофрированные трубы из ПЭВП вытеснили продукт, который использовался сотни лет.Вскоре последовали трубы большего диаметра, что обеспечило новые области применения, особенно в сфере транспорта и других общественных проектах по ливневой канализации.

Полимер для повышения производительности

Смола ПЭВП для труб представляет собой компаунд, состоящий из сополимера ПЭ, также известного как смола, в который добавлены красители, стабилизаторы, антиоксиданты и другие ингредиенты для улучшения свойств материала. В результате получается труба из полиэтилена высокой плотности, которая является жесткой, долговечной и прочной.

Материалы труб

HDPE почти исключительно классифицируются как термопласты, потому что они размягчаются и плавятся при достаточном нагревании, а затем затвердевают при охлаждении.Этот процесс также можно обратить вспять, что позволяет повторно использовать смолу для других целей в конце срока службы трубы.

Трубы из ПЭВП, являющиеся тщательно протестированным материалом, обладают эксплуатационными характеристиками, подтвержденными многочисленными документами и постоянно подтверждаемыми непрерывными лабораторными исследованиями и десятилетиями эксплуатации в полевых условиях. Инженеры-проектировщики других коммунальных предприятий продолжают открывать для себя преимущества и определять новые области применения продуктов из полиэтилена высокой плотности. Например, поскольку ПЭ, производимый для труб, представляет собой специальную смолу, он придает трубе благоприятное соотношение прочности и веса.Некоторые из причин широкого и разнообразного применения труб из ПЭВП включают простоту обращения с материалом и отсутствие воздействия почвы, химикатов, окружающей воды и влаги, а также тот факт, что он не подвергается коррозии или ржавчине. Поскольку ПЭВП не является проводником электричества, он невосприимчив к электрохимическому процессу коррозии, вызванному электролитами, такими как соли, кислоты и основания.

Труба из полиэтилена высокой плотности

не подвержена биологическому поражению или туберкулезу, устойчива к биологическому засорению и поддерживает высокую постоянную пропускную способность в течение всего срока службы каждой системы.Это приводит к меньшему износу и значительному сокращению эксплуатационных расходов.

Кроме того, мили гофрированных труб из ПЭВП могут быть быстро установлены, потому что диаметры менее 6 дюймов можно приобрести в больших бухтах с тысячами футов труб, особенно для плиточных полей фермы.

Коды соответствия

Помимо стандартов для материала, разработанного для изготовления гофрированных труб из ПЭВП, важно отметить, что трубы изготавливаются, сертифицируются и устанавливаются в соответствии с многочисленными отраслевыми стандартами таких организаций, как AASHTO, ASTM, CSA Group и American Railway Engineering and Техническое обслуживание пути Assn.(АРЕМА). Кроме того, он одобрен для использования Федеральным авиационным управлением, департаментами транспорта и другими федеральными и местными агентствами. Эти национальные стандарты регулярно пересматриваются различными отраслевыми организациями и их членами. Постоянно предпринимаются усилия, чтобы поддерживать стандарты в актуальном состоянии, улучшать и укреплять критерии испытаний, а также продвигать сырьевые материалы и трубы после изготовления. Протокол тестирования может быть обширным и экстремальным.

Например, один тест для железнодорожной отрасли был проведен Transportation Technology Center Inc.в Центре ускоренных испытаний в Пуэбло, штат Колорадо, где работает испытательный стенд для железнодорожного пути. Методология этого теста включала в себя повторный запуск поезда, состоящего из четырех локомотивов и 80 железнодорожных вагонов, весом 315 000 фунтов на протяжении 48 дюймов. гофрированная труба из полиэтилена высокой плотности с 4-футовым покрытием между верхней частью трубы и нижней частью рельса. В дополнение к оценке производительности, долгосрочное воздействие тяжелых статических нагрузок на трубу оценивалось путем стоянки автомобилей с одним комплектом колес на пути непосредственно над одной и той же трубой в течение шести недель.После этого испытания и анализа накопленных данных в руководство AREMA было добавлено одобренное использование труб из полиэтилена высокой плотности.

Представляя продукцию и проходя независимые испытания, производители уверяют потребителей, что их продукция соответствует требованиям стандартов, в том числе требованиям к физическим свойствам, методам соединения и монтажа.

Муфта уверенная

Первоначально единственными механизмами соединения гофрированных труб из полиэтилена высокой плотности были соединительные муфты, которые соединяли две трубы с гладкими концами, образуя непроницаемое для грунта соединение.Этот тип муфты до сих пор широко используется в сельском хозяйстве, при выполнении фитинговых соединений в полевых условиях и в других областях. Соединения с более высокой степенью целостности между секциями труб были разработаны в 1980-х годах с помощью соединительных систем раструб-раструб, которые обычно использовались больше для канализационных систем, чем для систем ливневой канализации. Затем была усовершенствована интегральная муфта раструба и патрубка. Это остается наиболее часто используемым методом соединения двухстенных гофрированных труб из полиэтилена высокой плотности. Муфты следующего поколения имеют удлиненную внутреннюю втулку, обеспечивающую большее зацепление секций трубы.Это может помочь в ситуациях, когда требуется водонепроницаемость и когда на соединениях проводятся полевые проверочные испытания.

Хотя сегодня гофрированные трубы из термопласта доступны в размерах до 60 дюймов. диаметра, в настоящее время производители оборудования реализуют проекты по изготовлению труб диаметром 72 и 84 дюйма. диаметры.

Одной из последних разработок в США является наличие полипропиленовых труб диаметром до 60 дюймов со структурным сердечником, обеспечивающим более высокую жесткость и прочность балки.Специализированный полипропилен устойчив к химическим веществам, даже к серной кислоте, содержащейся в канализационных линиях.

Практичность систем труб из полиэтилена высокой плотности и полипропилена признана. Эти материалы в настоящее время используются в больших объемах для канализационных и дренажных проектов. Доступность смолы увеличивается, производители труб наращивают производственные мощности, а новые разработки как в области сырья, так и в конструкции трубных систем показывают, что использование термопластичных труб является разумным и надежным выбором.Отрасль будет продолжать развиваться — так же, как она делала это уже более полувека. Будучи тщательно проверенным и прогрессивным решением, системы труб из термопласта будут предоставлять услуги и удовлетворять мировые потребности для будущих поколений.

В конце 1980-х годов гофрированные трубы из ПНД большого диаметра стали заменять металл и бетон в водоводах для ливневых стоков.

Экспресс-определение механических свойств промышленных полипропиленовых многослойных труб

Реферат

Предложен простой и оперативный метод определения механических свойств промышленных многослойных экструзионных полипропиленовых труб для самотечной канализационной сети.Инженерные формулы, включенные для расчета допустимой толщины и взаимного расположения пенопластового сердечника в трубах, основаны на линейно-упругом приближении и правиле смесей. Применимость приближения была обоснована экспериментально при исследовании эффективных характеристик растяжения однослойных и многослойных труб и каждого слоя образцов с использованием традиционных испытаний и конечно-элементных расчетов. Полученные результаты были использованы для формулирования инженерных рекомендаций по расчетам такого типа.

Ключевые слова: полипропиленовые трубы, многослойные трубы, предел прочности, экспериментальные испытания, анализ КЭ

1. Введение

Полипропиленовые (ПП) полимеры имеют ряд преимуществ перед другими термопластами (полистирол и полиэтилен). ПП можно использовать при повышенных рабочих температурах; он обладает хорошей жесткостью и ударопрочностью, отличной химической стойкостью и длительным сроком службы [1,2,3]. Трубы ПП занимают видное место в перечне конструкционных элементов, выпускаемых промышленным способом.Оценки показывают, что в 2015 г. в мире в виде труб использовалось до 10 % из 53 млн т всего потребленного полипропилена [4]. К преимуществам труб ПП, способствующих завоеванию рынка, можно отнести легкие способы их обработки и монтажа, невысокую стоимость, простоту утилизации и приемлемый показатель влияния на показатель устойчивости. Изделия из ПП пользуются всеобщим спросом по сравнению со многими другими полимерами [5,6], а композиты ПП также используются для армирования стальных труб [7,8].

В производстве ПП труб наблюдается тенденция замены сплошных однослойных труб на многослойные [9,10], у которых наружный и внутренний слои выполнены из высокопрочного ПП, а промежуточный слой (сердцевина) — из ПП мыло.

Термопластичные пенопласты имеют ячеистую структуру, создаваемую расширяющимся вспенивающим агентом (обычно газообразной фазой), диспергированным в расплаве полимера. За счет повышенного отношения жесткости к весу пенопласты снижают количество используемого полипропилена и, соответственно, снижают себестоимость готовой продукции.Попытки улучшить пенообразование путем модификации или разработки новых полипропиленовых смол, а также улучшить процессы экструзии, ведущие к улучшению свойств материала, описаны в [1, 11, 12, 13, 14, 15, 16].

Защита соединений и кабелей является важным элементом в различных приложениях, например, в промышленных машинах, роботах, рельсовых транспортных средствах, автомобилях, кранах, авиации, электронике и электротехнике. Изделия, используемые для этой защиты, должны быть простыми по конструкции и монтажу и надежными в эксплуатации.Для производства гофрированных обсадных труб и комплектующих к ним используются материалы с высокой механической прочностью и химической стойкостью, в том числе полиамиды ПА6 и ПА12, полиэтилен (ПЭ), ПП, термопластичный полиэстер (ТПЭ), термопластичный полиуретан (ПУР). Преимущества ПП и ПУР как импульсно-нагруженных матриц ламинатов были продемонстрированы в [17,18].

Трубопроводы и шланги крепятся с помощью фитингов, которые должны иметь небольшой радиус изгиба. Кроме того, они должны выдерживать нагрузки от 90 до 850 Н на каждые 100 м длины и работать в диапазоне температур от −50 до +150 °С.В манипуляторах, робототехнике, автоматике и движущихся машинах применяют многоточечные сборки трубопроводов с различными крышками, соединениями, зажимными элементами, поворотными рукоятками, кабельными вводами. Они могут быть установлены на основаниях роботов и манипуляторов и должны иметь возможность вращения, шарнирного сочленения и автоматической регулировки длины с помощью пружин.

В системах промышленных приводов машин и аппаратов пневмосистемы широко используются как ключевые элементы автоматизации производственных процессов.Пневматические системы в настоящее время являются наиболее экологичными и экономичными средами для промышленности, но они используются в менее требовательных процессах. Сложность конструкций и многообразие применения пневматических систем обусловлены главным образом преимуществами сжатого воздуха, позволяющего создавать значительные усилия, и большим ассортиментом клапанов [19, 20, 21] и пневматических компонентов. В промышленности пневмоустановки для распределения сжатого воздуха обычно изготавливают из полипропилена ПП-Р или полипропилена ПП-Р с наружным алюминиевым слоем и на крепежных элементах, соединенных сваркой с термостойкостью до 60 °С и максимальным давлением 20 бар.

Гладкостенные полипропиленовые трубы широко применяются для самотечных канализационных систем и сетей. Хотя трубы составляют всего ~4% от общей стоимости строительства трубопроводной системы, они являются важным элементом системы [22,23]. На трубы действуют сложные нагрузки, в первую очередь механические напряжения, вызванные статическими нагрузками на грунт, и динамические транспортные нагрузки [24,25,26]. Гарантия высокого качества труб может противоречить финансовым соображениям. Серьезность противоречия иллюстрируют попытки удешевления производства (часто без информирования потребителя) за счет чрезмерного использования неорганических наполнителей и переработанных пластиков неизвестного происхождения [6].Большое количество конкурирующих производителей, замена традиционных поливинилхлорида и полиэтилена на ПП [4], широкий спектр используемого сырья и разнообразие выпускаемых труб – объективные тенденции рынка, обусловливающие оптимальный подбор свойств и конструкции. труб сложно.

Типичный пример – выбор между «дорогой» однослойной трубой из плотного материала и «дешевой» многослойной трубой с легким пенопластовым сердечником. Производители и потребители в равной степени сталкиваются с этим выбором в условиях ограниченного бюджета.Обе трубы имеют одинаковый внешний и внутренний материал. Это позволяет обеспечить одинаковые свойства кольцевой жесткости и гибкости и формально соответствовать одним и тем же стандартам (номинальному классу кольцевой жесткости труб (SN)). В свою очередь, испытания на растяжение, результаты которых традиционно используются для контроля качества материала, могут быть очень чувствительны к изменению состава и геометрии слоев труб.

Желание оптимизировать этот выбор послужило толчком для разработки концепции данного исследования.Это понятие включает в себя сравнительное исследование двух упомянутых типов труб, различающихся по цене, от одного производителя. Будут проведены испытания на изгиб и растяжение образцов полной толщины, анализы с использованием метода конечных элементов (МКЭ) и сопоставление результатов с общеизвестными данными. Аналитические инженерные расчеты геометрии слоев многослойной трубы будут предложены исходя из требуемых эффективных характеристик трубы с учетом характеристик ее слоев.Реализация концепции позволит достичь следующей цели: разработать оперативный и простой метод определения механических свойств промышленных многослойных экструзионных труб в зависимости от геометрии и свойств их слоев и наоборот.

2. Материалы и методы

2.1. Материалы и изготовление образцов

В работе рассмотрены три типа гладкостенных полипропиленовых труб для самотечной канализационной сети номинального класса кольцевой жесткости труб SN8. Трубы изготовлены SIA EVOPIPES, Елгава, Латвия (их соответствующая заявленная кольцевая жесткость должна быть ≥8 кН/м 2 ).

Были испытаны два типа труб, а именно:

  • ТРУБА ЖЕСТКАЯ МОНОПП однослойная со сплошной стенкой (обозначается как ППС), изготовленная из полипропиленового материала с однородным модулем изгиба;

  • Трубы ЖЕСТКИЕ МУЛЬТИПП (обозначаемые как ППМ), изготовленные по трехслойной технологии. Трубы имели наружный ( и ) и внутренний ( и ) слои из полипропилена с высоким модулем упругости. Промежуточный ( м ) слой выполнен из вспененного полипропилена.

Для испытаний на м -слоя трубы ППМ использовалась труба RIGID MULTI PP большего диаметра и, соответственно, большей толщины каждого слоя, обозначенная как 3ППМ. Его диаметр составил 315 мм, а толщина 11,5 ± 0,3 мм. Характеристики испытанных труб указаны в .

Таблица 1

8
Обозначение Диаметр
D (мм)
объявлена ​​стена
Толщина
E мин (мм)
Измеренная стена
Толщина
E (мм)
ППС 110 3.8 402 ± 0,06 4,02 ± 0,06
PPM 110 110 3,8 3,8 4,25 ± 0,07

Трубы PPS и PPM () были пилины на кусочки длины л ≈ 153 мм и обрабатываются наждачной бумагой . Они использовались для определения кольцевой жесткости, гибкости, модуля и плотности.

Для испытаний на растяжение использовали пять секторов, из труб ППС и ППМ в комплекте вырезали пять полос вдоль оси трубы согласно [27].Образцы для испытаний были изготовлены вырубным штампом из труб ППС и ППМ. Также было вырезано несколько образцов из трубы 3ППМ ().

Подготовка образцов для испытаний на растяжение из труб: ( а ) технология резки образцов из труб; ( b ) геометрия испытанных образцов.

Размеры приготовленных образцов для испытаний на растяжение гантелеобразного типа были следующими: общая длина 115 мм, длина узкой части с параллельными сторонами 40 мм, ширина 5,7 мм. Для определения свойств слоя м были изготовлены образцы для испытаний на растяжение путем ошкуривания наружного и внутреннего сплошных слоев образцов гантелевидного типа 3ППМ (такой образец, изготовленный из тонких труб ППМ с толщиной пенопластового слоя 2 мм, был невозможно).Эти образцы имели следующие размеры: общая длина 115 мм, длина узкой параллельной части 40 мм, ширина 4,97 ± 0,02 мм, толщина 6,4 ± 0,5 мм. Образцы кубовидной формы были распилены и отшлифованы для определения плотности слоя пены образцов PPM и 3PPM.

2.2. Механические испытания и определение плотности

В соответствии с концепцией сравнительного исследования двух труб одного производителя при проведении испытаний на кольцевую жесткость и гибкость и на растяжение применялись более простые и оперативные испытания на кольцевую жесткость и растяжение.Первое испытание заложило основу для классификации канализационных труб по международным и европейским стандартам — необходимо было определить или подтвердить их класс SN. Это напрямую зависело от модуля трубы в используемой схеме нагружения. Второе испытание (на растяжение) позволило получить информацию о свойствах материала трубы (модуль упругости, предел прочности и др.)

Испытания на кольцевую жесткость и гибкость проводились, согласно [28,29] соответственно, при 16–20 °C на механической испытательной машине Zwick Z100TEW (ZwickRoell, Вроцлав, Польша) со скоростью траверсы 12.5 мм/мин (а). Прогибы образцов были обнаружены от перемещений захвата. Для каждого типа полипропиленовых труб испытывали по шесть образцов, вырезанных из двух отрезков труб. Перед испытаниями образцы выдерживали при температуре 14–20 °С более 40 ч. При испытаниях кольцевые образцы нагружались до достижения прогиба не менее 30 % или до их разрушения.

Испытание образцов: ( a ) начальная стадия испытания кольцевой жесткости и гибкости образца ПФС; ( b ) Испытание на растяжение образца ПФС.

Испытания на растяжение образцов толщиной 4,02 и 4,25 мм, изготовленных из труб PPS и PPM соответственно, проводили в соответствии с ISO 6259-1 и 6259-3 при температуре 19–21 °C на механической испытательной машине Zwick 2.5 с скорость траверсы 100 мм/мин (б). Такую же скорость применяли и для образцов толщиной 11,5 и 7,25 мм, изготовленных из трубы 3ППМ и ее промежуточного пенопластового слоя соответственно (см. б). Удлинение испытуемых образцов определяли по смещению захвата. Перед испытаниями образцы выдерживали при температуре 17–21 °С более 40 ч.

Плотность ρ определяли как отношение веса м к объему V куска трубы/пласта с известной геометрией. Таким образом, плотность ρm слоя м (пенопласт ПП) определялась на прямоугольных образцах, вырезанных из слоев труб ППМ и 3ППМ. Эти плотности использовались для линейной интерполяции неизвестных характеристик растяжения м -слоя PPM.

3. Подходы к проблеме и численное моделирование

3.1. Допущения

Сочетание высокой жесткости и хорошей ударной вязкости обусловлено высококристаллической структурой ПП, обеспечивающей жесткость, и хорошо диспергированной упругой фазой, обусловливающей ударную вязкость трубы [30,31] . В процессах деформирования взаимно-однозначная связь между напряжениями и деформациями наблюдается только при малых деформациях. Когда растягивающее напряжение σ достигает некоторого предельного значения σ0, называемого пределом текучести при растяжении, возникают пластические деформации.Критерий пластичности имеет вид:

В случае чистого сдвига критерий пластичности касательного напряжения τ равен

где k — предел текучести при чистом сдвиге.

Предположим, что существует скалярная функция f , определенная на множестве тензоров T2S, называемая функцией течения, а условие текучести имеет вид: и IIIS девиатора напряжений S :

Пластификацию пластичных материалов можно описать с помощью критерия максимальной энергии сдвига — критерия Хубера—фон Мизеса—Хенки [32].

По этому критерию пластический переход материала определяется уровнем энергии сдвига. Этот критерий можно записать в виде:

(σI−σII)2+(σII−σIII)2+(σIII−σI)2=2σ02

(5)

где σI, σII, σIII — главные напряжения.

При использовании εp в качестве пластической деформации, k в качестве функциональной зависимости от напряженно-деформированного состояния и T в качестве температуры критерий текучести имеет вид:

Вектор напряжения определяется как

P=limΔS→0ΔPΔS=dPdS

(7)

где Δ S — элемент площади.

Перемещение u состоит из трех компонентов:

которые являются функциями координат и времени:

Тензор деформации Эйлера выражается как

eij=0,5(uij+uji−umi⋅umj)

(10)

Тензор eij=0,5(uij+uji) называется тензором малых деформаций. Определим интенсивность деформации как

Гипотезу о компоненте функции F на границе области, соответствующей упругому состоянию, можно записать в виде

где σij и εijp — компоненты тензоров напряжений и пластических деформаций соответственно, а k — функционал, зависящий от напряженно-деформированного состояния.

Для определения функции F из уравнения (12) используется критерий Хубера—фон Мизеса—Хенки, в котором переход в пластическое состояние определяется энергией деформации материала, т. е. вторым инвариантом девиатора напряжения. Таким образом, у нас есть

F=J2S-13Y2=13Sij·Sji-13Y2

(13)

где J2S и Sij — инвариант и девиатор тензора напряжений соответственно; Y — функция модели Джонсона-Кука (J-C), определяемая как

Y=[A+B(εp)n]·(1+Clnε˙*p)·[1−(T*)m]

(14)

Здесь A , B , C , n, и m — материальные константы; ε˙*p и T* — нормированные изменения интенсивности деформаций по скорости пластической деформации и температуре.

3.2. Численные модели

Численные расчеты выполнены в программе ABAQUS с использованием явного метода. Модели изготовленных образцов были проанализированы в соответствии с проведенными испытаниями. Пенное ядро ​​образца 3ППМ формировалось по мере реконструкции трехмерной модели пены методом технической микротомографии [33]. Полученные результаты реконструкции были сегментированы с использованием локально-адаптивного метода пороговой обработки данных. Объем полученной таким образом объемной модели аппроксимируется моделью поверхности (треугольной сеткой).Затем сетка треугольников была обработана, чтобы улучшить ее качество, устранить поверхностные помехи и уменьшить количество треугольников. Подготовленная таким образом поверхностная сетка была преобразована в трехмерную «тетра» сетку, что позволило загрузить ее в программу моделирования МКЭ.

Пример работы по моделированию показан на а, где труба расположена между двумя жесткими зажимами. Нижняя челюсть неподвижна, а верхняя челюсть квазистатически сжимает трубу. Точно так же было смоделировано испытание на растяжение (б).

Примеры конечно-элементного моделирования в коде ABAQUS: ( a ) сжатие трубы; ( b ) удлинение образца.

В целях моделирования труба и челюсти были смоделированы как четырехгранные и жесткие объекты соответственно. Шаг по времени составлял 0,01 с, а общее время моделирования — 100 с. Использовались элементы тетратипа размером 0,5–2 мм в зависимости от геометрического расположения. Кроме того, была введена предельная деформация, соответствующая разрыву структуры.

Следует отметить, что в данном случае анализируемые образцы с пенопластовым сердечником имеют пористую структуру и соответствующую геометрию, которая была импортирована из компьютерной томографии в виде сетки «тетра», в связи с чем было принято решение использовать тетраэлемент (C3D10M). В связи с тонкой настройкой численной модели и применением предельных деформаций для всего объема принимались одни и те же элементы и их размеры. Благодаря этому используемый элемент или его размер не влияли на неоднородность структуры элемента.

В соответствии с уравнением (14) конститутивная модель J-C была принята в виде: как упруго-вязкоупругая модель, где σy — эквивалентное напряжение, ε — эквивалентная пластическая деформация, A — предел текучести материала в стандартных условиях, B — константа деформационного упрочнения, n — коэффициент деформационного упрочнения, C — коэффициент упрочнения скорости деформации, ε˙ — отношение эквивалентной скорости пластической деформации, а ε˙0 — эталонная скорость деформации.

Модель контакта была основана на «жестких» контактных отношениях с коэффициентом трения, равным 0,1. Граничные условия задавались таким образом, чтобы численная модель максимально точно воспроизводила черты реального явления.

Константы материалов анализируемых труб приведены в .

Таблица 2

Свойства материалов труб.

Обозначение ρ
(кг / м 3 )
E
(MPA)
V
(-)
A
(MPA)
B
(МПа)
n
(-)
ППС 880 840 5.42 32 30 0,2
ЦБК 710 720 0,40 25 26 0,1
Пена ядро 700 620 0,03

4. Результаты испытаний и моделирования

4.1. Характеристики кольца

При испытаниях на жесткость и гибкость кольца нагрузка F (радиально приложенная сила F на длину трубы L ) – прогиб Δ y и диаграмма нагрузки – относительный прогиб Δy(D−e) были получены, где D−e — средний диаметр или диаметр срединной стенки.Начальный, практически линейный, участок диаграммы (до 3% деформации внутреннего диаметра трубы) может служить для определения жесткости трубы PS . На практике жесткость трубы определяли как наклон секущей начального участка кривой нагрузка-прогиб:

:

SR=0,0187·PS=Ep·e312D2

(17)

Соотношение (17) позволяет определить модуль упругости трубы Ep с учетом геометрических параметров образцов труб.Поскольку заявленные классы кольцевой жесткости были одинаковыми, а наружные слои обоих типов труб, определяющие свойства при изгибе, также были одинаковыми, ожидалось, что модуль упругости трубы Ep будет нечувствителен к различию конструкций труб PPS и PPM. . Диаграммы испытаний (см. ) обоих типов труб совпали, как и ожидалось, без какого-либо указания на изменение конструкции трубы с однослойной на многослойную. Результаты испытаний кольцевой гибкости при прогибе до 30% были тривиальными, и ни в одном из типов труб не произошло растрескивания, расслоения или разрыва.Более того, испытанные образцы вообще не разрушились. Количественные характеристики (со стандартными отклонениями и относительными стандартными отклонениями (%) в скобках), рассчитанные по диаграммам, указаны в . Также добавляется строка с различиями в характеристиках (отношениях разницы между значениями PPM и PPS к значению PPS). Сумма относительных стандартных отклонений жесткости кольца и нагрузки при 30%-ной гибкости ПФС и ППМ превышала соответствующие относительные изменения. Это не позволило признать изменения значений существенными.Только модули труб продемонстрировали небольшую разницу по сумме относительных стандартных отклонений. Эти процентные отклонения составили 2,7 % для выборки PPS и 4,2 % для выборки PPM. Причина такого различия заключалась в разной толщине e исследованных труб — модуль упругости зависит от e в третьей степени (см. уравнение (17)).

Характеристики жесткости и гибкости кольца.

Таблица 3

Результаты испытаний на кольцевую жесткость и гибкость труб из ПФС и ППМ с номинальным/внешним диаметром D = 110 мм.

9
)
Обозначение E
(мм)
(мм)
(мм)
L (мм) S R S R
(KN / M 2 )
E P
(GPA)
F / L / L / L
(KN / M) / L / M)
7,8 ± 0,2 (2,3)
млн-1 4.25 ± 0,07 153,44 ± 1,05 8,9 ± 0,3 (3.3) 1.66 ± 0,07 (4.2) 7,9 ± 0,1 (1.3)
Различия, (%) 6,0 −10,0 0,4 ​​

Как и ожидалось, можно сделать вывод, что испытания двух типов труб на кольцевую жесткость и гибкость подтвердили их заявленный класс SN, не выявили различий и не позволили сделать выбор между «дорогая» однослойная труба из плотного материала и «дешевая» многослойная труба с пенопластом, как показано на рис.

4.2. Кольцевая жесткость и гибкость в численном моделировании

Численные испытания на сжатие труб PPS и PPM проводились, как описано в разделе 3.2. Условия сжатия были идентичны условиям испытания на жесткость трубы. Полученные результаты представлены в .

Численный анализ кольцевой жесткости и нагрузки при 30% гибкости исследуемой трубы: ( a , b ) выбранные временные интервалы сжатия образца PPM; ( c , d ) выбранные временные шаги сжатия образца PPS.

Видно, что в тех же заявленных пределах жесткости труба из ПФС имеет меньшую жесткость, чем труба из ППМ. Это объясняется различиями в их строении. Труба ППМ имела сэндвич-структуру с пенопластовым заполнителем, поэтому она была более подвержена деформациям, что видно из распределения значений напряжений по гипотезе Хубера-фон Мизеса. Средняя жесткость трубы из ППМ составила примерно 9,98 кПа, а трубы из ПФС – 8,75 кПа. Эти результаты соответствуют уже известным из литературы данным [36,37].

4.3. Характеристики растяжения

Диаграммы растяжения-деформации шести образцов PPS и шести образцов PPM, показанные на , демонстрируют поведение при растяжении, обычное для полипропилена [2]. Сначала диаграммы PPS и PPM показали почти линейный рост примерно до 23 и 19 МПа соответственно. Модуль «падает», затем резко уменьшается до нулевого значения. В это время сужение образцов распространяется по всей их длине. Шейка была более выражена в образце PPS. В результате средние удлинения при разрыве (деформации разрушения) составили около 112 % и 47 % для образцов ППС и ППМ соответственно (менее 200 % по стандарту [38]), но это удлинение сильно различалось (см. .Это обстоятельство мешало нам принять эту характеристику за искомую, чувствительную к изменению структуры от ППС к ПРМ.

Кривые деформации σ ε образцов ПФС и ППМ.

Выделим начальные участки двух типичных кривых деформации ПФС и ППМ (). Увеличенный вид разрезов показывает, что для каждого типа труб кривая заметно отличается. Это контрастирует с диаграммами кольцевых тестов, рассмотренными выше. Различие наклона начальных почти линейных участков диаграмм указывает на потенциальную важность модуля упругости при растяжении E для изучения реализации нашей концепции.Поскольку диаграммы обоих типов труб отклоняются от закона Гука (что обычно для многих пластиков), E рассчитывали как наклон секущей начального участка кривой растяжения при изменении деформации на 0,3–1,5 %. ε .

Увеличенный вид начального участка кривых растяжения-деформации типичных образцов ПФС и ППМ. Наклонные прямые являются секущими при удлинении 0,3–1,5 %, а горизонтальные прямые определяют значение σ max .

На участке переменной кривизны кривой σ ε образцы деформировались пластически. Предел прочности при растяжении соответствует максимальным напряжениям в и [39]. Легко выявляемые и стабильные точки σ max на диаграммах также потенциально важны как характеристики, чувствительные к изменениям в структуре композитов.

Результаты испытаний на растяжение обобщены в . Анализируя важные количественные характеристики, рассчитанные по результатам испытаний на растяжение — модуль упругости E и предел прочности σ max , мы пришли к следующим выводам.

Таблица 4

Результаты испытаний на растяжение образцов PPS и PPM со стандартными отклонениями в абсолютных значениях.

Параметры E
(мм)
(мм)
B
(мм)
ρ
(G / см 3 )
ε B
(%)
E
(МПа)
σ макс.93 ± 0,08 5,70 ± 0,09 0,9 ± 0,01 112,0 ± 47,0 880 ± 0,02 32,3 ± 1,0
ЦБК 4,16 ± 0,11 5,70 ± 0,05 0,7 ± 0,02 47,2 ± 9.6 720 ± 0,01 720 ± 0,01 24,3 ± 0,3
-22.2 -24 -57.7 -18.8 -24.7

Эти два характеристики заметно почувствовали разницу между конструкциями труб.Сумма относительных стандартных отклонений была значительно меньше выявленного относительного изменения значений этих характеристик.

Кроме того, при анализе стандартного отклонения по конкретным параметрам было установлено, что для деформации при разрыве его значение составляет 42 % для образцов из ПФС и 20 % для образцов из ППМ. Для модуля растяжения он составил 2,3 % для образцов из ПФС и только 1,4 % для образцов из ППМ. Незначительные различия зафиксированы и по пределу прочности при растяжении – его значение составило 3.1% для образцов PPS и 1,2% для образцов PPM. Несмотря на большую разницу (57,7%) в среднем значении деформации при разрыве, ее стандартное отклонение также было достаточно высоким, что свидетельствует о высокой дисперсии фактического значения (и могло зависеть от других факторов, не учитываемых в текущих испытаниях). . Таким образом, этот параметр недостаточно надежен для оптимизации выбора материалов труб и не позволяет различать качество материалов, из которых изготовлены трубы, в объеме испытаний в инженерной практике.

4.4. Численные характеристики растяжения

Численное моделирование растяжения образцов, изготовленных из труб PPS и PPM, было выполнено с использованием программного обеспечения ABAQUS, приняв структурную модель, описанную уравнением (15). Значения материальных констант были взяты в соответствии с , которые отражают результаты, полученные из испытаний на прочность при растяжении (см. ).

Результаты численных экспериментов получены в виде изолиний напряжений на основе гипотезы Хубера–фон Мизеса.Результаты для образцов суммированы в .

Отдельные численные результаты испытания образцов на растяжение: ( a ) распределение напряжения по Мизесу в образцах ПФС; ( b ) распределение напряжения–фон Мизеса в образцах PPM.

Полученные результаты показывают, что данные МКЭ немного отличаются, что является следствием принятых идеальных начальных граничных условий. Для образца ППС усредненный предел прочности при растяжении составил 30,8 МПа (см. а), а для образца ППМ — 26.7 МПа (см. б). Композитные материалы являются вязкими [40,41,42], что привело к некоторому разбросу экспериментальных результатов, которые представлены в .

Сравнение результатов МКЭ и экспериментов по растяжению образцов труб PPS и PPM.

Как видно из , полученные данные МКЭ являются результатом положительного соответствия подгонки модели материала результатам испытаний на прочность. Уровень соответствия полученных результатов находится в диапазоне хорошего соответствия (Δe ≤ 10%) [43].

4.5. Свойства слоев

Основываясь на информации производителя, мы предположили, что свойства слоев e и i труб PPM были такими же, как и у однослойных труб PPS. Таким образом, плотность, модуль упругости и предел прочности образца трубы из ПФС () были использованы как соответствующие значения слоев и и и . Средние толщины ee и ei этих слоев трубы из ППМ были измерены с помощью оптического микроскопа во многих местах различных образцов каждого типа, и было установлено, что ee=1.08 ± 0,10 и ei = 0,81 ± 0,09 мм. По этим данным соответствующие объемные доли слоев в трубе ППМ составили ve=0,266 и vi=0,189. Средняя толщина м -слоя трубы ППМ составила em = 2,3 ± 0,2 мм, откуда следует, что vm = 0,54, т. е.

При попытке экспериментального определения прочностных свойств м -слоя труб ППМ оказалось, что он слишком тонок для изготовления образцов гантелеобразного типа. Напротив, слой м из труб 3ППМ был достаточно толстым для этой цели, хотя он имел более крупные пустоты и меньшую плотность, чем слой м из ППМ, и не мог быть использован для экспериментального определения свойств на растяжение труб. более плотная пена труб PPM.Поэтому мы предположили, что для аппроксимации неизвестных характеристик труб ППМ можно использовать линейную интерполяцию свойств м слоев.

Модуль упругости при растяжении м -слоя рассмотрим как линейно возрастающую функцию плотности пены ρm. Неизвестный модуль упругости E1m м -слоя PPM будет между двумя известными: E2m и E3m при наименьшей плотности ρ2m и наибольшей плотности ρm, определяемых как ρ3 соответственно. Здесь однородному материалу ППС соответствует «пена» с нулевой фракцией.

Интерполяционная формула, полученная для расчета модуля упругости м -слоя ППМ, имеет вид

E1m=E2m+(ρ1m−ρ2m)·E3m−E2mρ3−ρ2m

(19)

где E1m, E2m, E3m — модули упругости труб из ППМ, 3ППМ и ППС соответственно; ρ1m, ρ2m, ρ3 – плотности труб из PPM, 3PPM и PPS соответственно.

Таким же образом можно интерполировать предел прочности трубы из ППМ, если везде в уравнении (19) заменить E1m следующим образом:

(20)

где σ1mmax — предел прочности трубы из ППМ, σ2mmax — предел прочности трубы 3ППМ, σ3mmax — предел прочности трубы из ПФС.

Таким образом, интерполяционные формулы позволяют любому оценить недостающие данные пенопластового слоя труб ППМ, используя экспериментальные характеристики пенопластового слоя труб 3ППМ. Все экспериментальные и интерполированные (без стандартного отклонения) характеристики 90 281 м 90 282 слоев пены для труб PPM и 3 PPM приведены на рис. Эти результаты существенно не отличаются от результатов, полученных другими исследователями [44,45,46].

Таблица 5

Экспериментальные и интерполированные свойства пены толщиной м для различных труб.

Обозначение Толщина
E м (мм)
(мм) плотность
ρ м (г / см 3 )
Растягивающая среда
E м (МПа )
Предельная прочность на растяжение
σmmax (МПа)
PPM PPM 2,3 ± 0,2 0,700 ± 0,020 620 (интерполяция) 20.4 (интерполяция)
6, 6.4 ± 0,5 0,614 ± 0,004 510 ± 0,03 15,3 ± 0,7

4.6. Рекомендации по инженерному обоснованию

Объекты данного исследования достаточно просты — многослойная труба, состоящая из трех изотропных слоев, где промежуточный слой пенопласта более податлив, чем внутренний и внешний слои. Плотность и прочностные свойства последних двух слоев такие же, как и у однослойного (PPS) материала трубы. Все три слоя экструдируются одновременно из одного базового компонента ПП, поэтому ожидается, что они одинаково деформируются при растяжении вплоть до разрушения.Для формирования инженерных оценок воспользуемся простейшим линейно-упругим приближением (σ=Eε) и правилом смесей (RoM).

Поскольку диаграммы растяжения образцов ПФС или ППМ квазилинейны только на начальном интервале растяжения, заменим постепенно изгибающийся начальный участок диаграммы секущей (синяя и розовая линия) вверх по пределу прочности σмакс (). Тогда мы получим простые аналитические выражения для эффективной плотности ρ и модуля упругости E в зависимости от свойств слоя в виде: )

Предположим, что реальный материал ППМ достигает предела прочности σmax, когда наиболее жесткие e — и i -слои достигают предела прочности σemax, как и в случае деформирования линейно-упругого материала.Используя эффективное напряжение:

σ=σeve+σivi+σmvm=σe(ve+vi)+σmvm

(23)

и отношение предела прочности к модулю для одинаково деформированных слоев:

то получим простое аналитическое выражение для эффективного предела прочности ППМ:

σmax=σemax(ve+vi+EmEevm)

(25)

Остается только сравнить результаты эксперимента с расчетами по формулам и выяснить, применима ли эта простая модель к изучаемым объектам.Это предусмотрено в . Видно, что ожидаемая эффективная плотность данных показывает совпадение экспериментальных и расчетных результатов. Экспериментальное значение эффективного модуля упругости совпадает (с относительной разницей менее 3%) с расчетным, хотя в уравнении (22) использовались результаты интерполяции для модуля м -слойной пены. Этот факт подтверждает правомерность использования интерполяционного подхода и выбранной модели для исследуемых материалов. Предел прочности при растяжении образцов ППМ отличался более заметно из-за явного несоответствия пластического течения ПП простому линейно-упругому приближению.Тем не менее, по нашему мнению, наблюдаемая относительная разница (около 12%) все еще приемлема при использовании предложенного упрощенного подхода.

Таблица 6

Экспериментальные и расчетные свойства трубы ППМ и ее слоев.

92 ± 1,0
Параметры и характеристики Толщина
E (мм)
(мм) (мм) . фракция
V (-)
Плотность
ρ м (г / см 3 )
Модуль упругости при растяжении
E m (МПа)
Предел прочности при растяжении
σmmax (МПа)
3.2 1902 3.2 19092 4-слойный эксперимент

8 ± 0,10

0,266 0,90 ± 0,01 880 ± 0,02 32 ± 1,0
я слойной эксперимент 0,81 ± 0,09 0,189 0,90 ± 0,01 880 ± 0,02 32 ± 1.0
M -layer Experient 2,30 ± 0.545 0.545 0.545 0,70 ± 0,02 620 (интерполяция) не требуется
PPM Experient 4.20 ± 0,10 1,000 0,79 ± 0,02 720 ± 0,01 24,3 ± 0,3
моделирование ЦБК 0,79 740 27,1
Формула (21) (22) (25)

Рассмотрим важную ситуацию, когда модули упругости слоев ППМ Ee=Ei и Em и ожидаемый эффективный модуль равны E известна заранее, и необходимо определить толщину em пенопластового сердечника.Исходя из того очевидного факта, что объемная доля vm слоя м — это отношение площади его поперечного сечения к площади поперечного сечения всей трубы и из геометрических соображений, объемная доля vm слоя м может быть выражается как

vm=(0,5D-ee)2-(0,5D-e+ei)2(0,5D)2-(0,5D-e)2=emDmmeanDmmean

(26)

где em=e-ee-ei, Dmean=D-e и Dmmean=D-e-ee+ei — толщина -метрового -слоя, средний диаметр трубы и диаметр трубы в середине слой м м соответственно.Выражая vm из уравнения (22) и подставляя его в уравнение (26), мы получаем выражение, связывающее упомянутые геометрические параметры с ожидаемыми модулями растяжения как

emDmmeaneDmean=Ee-EEe-Em

(27)

Таким образом, уравнения (22), (25) и (27) предложены для оперативного и простого определения характеристик однослойных или многослойных полипропиленовых труб для машиностроения. расчеты. Эти уравнения обеспечивают приемлемый уровень экспериментально подтвержденной точности.

5.Выводы

Работа адресована производителям и потребителям экструдированных многослойных полипропиленовых труб, заинтересованных в инженерных оценках их механических свойств. Несмотря на заметное неупругое поведение полипропилена, было показано, что известные аналитические формулы линейно-упругого приближения позволяют с приемлемой точностью оперативно и просто определять эффективные механические свойства многослойных труб. Их свойства зависят от толщины трубы и каждого ее слоя.Результаты работы позволили сделать следующие выводы:

  • ○ Гладкостенные одно- и многослойные (с вспененным сердечником) полипропиленовые трубы производства SIA EVOPIPES с номинальным/внешним диаметром трубы 110 мм продемонстрировали экспериментальное соответствие одному и тому же номинальному классу SN8 (в испытаниях на кольцевую жесткость и гибкость), но продемонстрировало заметно разные свойства при растяжении (модуль и предел прочности) их материалов;
  • ○ Использование простых аналитических формул линейной интерполяции, линейно-упругой аппроксимации и правила смесей (вместо более строгого трудоемкого подхода) позволяет с достаточной точностью прогнозировать эффективные свойства растяжения многослойной материала трубы на основе экспериментальных данных для каждого слоя.Упомянутые формулы могут быть использованы для оценки любой неизвестной характеристики слоев и всей трубы по другим известным трубам и геометрии трубы;
  • ○ Выражение, связывающее допустимую толщину многослойной полипропиленовой трубы и взаимное расположение пенопластового сердечника с ожидаемыми модулями растяжения всей трубы, и каждый слой может применяться для планирования процесса производства труб с целью минимизации производственных затрат за счет контроля изменение свойств трубы.

Судя по результатам расчетов МКЭ, предложенная упрощенная модель (J-C) правильно соответствовала характеристикам материала, определенным при испытаниях на прочность.Расхождения между МКЭ и результатами эксперимента по кольцевой жесткости составили 10,0% для труб из ППМ и 4,0% для труб из ПФС соответственно. Что касается характеристик растяжения, разница составила 4,6 % для труб из ПФС и 9,0 % для труб из ППМ. Принимая во внимание относительное стандартное отклонение экспериментальных результатов, следует подчеркнуть, что результаты FEM очень хорошо коррелируют для образцов PPS. Несколько худшие результаты были получены для образцов PPM, но это результат адаптации данных пеноматериала, полученных в результате интерполяции для многослойных труб.Если предположить, что предел прочности при растяжении образцов из ППМ различался больше (см. ) и эти результаты были учтены в численной модели, то различия будут больше.

Эти результаты можно считать подходящими, так как эти различия были вызваны многими переменными [47,48,49], а также результатами интерполяции м -слойной пены.

Вклад авторов

Концептуализация, С.В. и А.А.; методология, А.А. и Р.К.; программное обеспечение, KJ; Валидация, С.В., А.А. и Р.К.; формальный анализ, С.В. и К.Дж.; расследование, С.В. и Р.К.; ресурсов, А.А. и К.Дж.; курирование данных, С.В.; написание — черновая подготовка, С.В. и Р.К.; написание — обзор и редактирование, А.А. и К.Дж.; визуализация, RC; надзор, А.А.; администрация проекта, С.В.; приобретение финансирования, К.Дж. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Промышленность: изделия из пластиковых труб, экологичность и многое другое

Товары

Для получения конкретной информации о различных пластиковых трубах для сантехнических применений щелкните по ссылкам ниже:

ABS (акрилонитрил-бутадиен-стирол)
CPVC (хлорированный поливинилхлорид)
Спринклеры пожарные
Фитинги
PE (полиэтилен)
PEX (сшитый полиэтилен)
PP (полипропилен)
PVC (поливинилхлорид) (Термопластовые промышленные трубопроводные системы)

Загрузка видео: Современная окружающая среда. Роль пластиковых труб в защите окружающей среды (WMV / 6mb)

Основными преимуществами, связанными со всеми этими пластиковыми трубами, являются следующие:

Экологичность (зеленое строительство)

Существенным преимуществом пластиковых труб является их незначительное воздействие на окружающую среду по сравнению с другими материалами.Узнать больше

Коррозионная стойкость

Пластмассы не являются проводниками и поэтому невосприимчивы к гальванической или электролитической эрозии. Поскольку пластмассы устойчивы к коррозии, пластиковые трубы можно закапывать в кислые, щелочные, влажные или сухие почвы, при этом защитные покрытия не требуются.

Химическая стойкость

Разнообразие доступных материалов позволяет успешно обрабатывать широкий спектр химических растворов с помощью пластиковых труб.

Низкая теплопроводность

Все пластмассовые материалы для трубопроводов имеют низкую теплопроводность.Эта функция обеспечивает более равномерную температуру при транспортировке жидкостей по пластиковым трубам, чем по металлическим. Низкая теплопроводность стены пластиковых труб может устранить или значительно уменьшить потребность в изоляции труб для контроля запотевания.

Гибкость

В целом, термопластичные трубы относительно гибкие по сравнению с металлическими трубами. Это облегчает использование эффективных методов установки. Некоторые из более гибких материалов допускают скручивание, что позволяет длинные участки трубопровода с минимальным количеством стыков.Из более жестких материалов обычно изготавливают трубы длиной 10 или 20 футов. Размер трубы также является важным фактором при намотке и гибке как жестких, так и гибких материалов.

Водопроводные и канализационные трубы из пластиковых труб могут изгибаться в соответствии с изгибом улиц и полос отчуждения.

Низкие потери на трение

Поскольку внутренняя поверхность пластиковых трубопроводов, как правило, очень гладкая, для передачи жидкости по пластиковым трубопроводам может потребоваться меньшая мощность по сравнению с другими системами трубопроводов.Кроме того, превосходная коррозионная стойкость пластмасс означает, что характеристика низких потерь на трение не изменится с течением времени.

Долгосрочная производительность

Благодаря относительной химической инертности и минимальному воздействию внутренней и внешней коррозии физические характеристики пластиковых труб за десятки лет практически не изменились. Исследования образцов труб, взятых из некоторых систем, не показали заметной деградации после 25 лет эксплуатации.

Легкий вес

Вес большинства систем пластиковых трубопроводов составляет примерно одну шестую веса стальных трубопроводов. Эта особенность означает снижение затрат во многих отношениях: более низкие транспортные расходы, меньше рабочей силы, более простое подъемное и такелажное оборудование и т. д. Эта характеристика позволила использовать некоторые уникальные экономичные процедуры установки в нескольких приложениях.

Различные методы соединения

Пластиковые трубы можно соединять различными способами. Для каждого материала есть несколько подходящих методов.Некоторыми из наиболее распространенных являются цементирование растворителем, термическая сварка, резьбовые соединения, фланцы, уплотнительные кольца, накатанные канавки и механические компрессионные соединения. Такое разнообразие методов соединения позволяет легко адаптировать пластиковые трубы к большинству полевых условий.

Нетоксичный

Системы пластиковых трубопроводов одобрены для использования в системах питьевого водоснабжения. В подтверждение этого все материалы и изделия из пластиковых труб для питьевой воды проходят испытания и вносятся в список на соответствие стандартам ANSI/NSF 14 и 61.

Все стандарты ASTM и AWWA для пластиковых напорных трубопроводов, которые могут использоваться для питьевой воды, содержат положение, в соответствии с которым регулирующий орган или пользователь могут потребовать продукт, который был протестирован и признан соответствующим стандарту ANSI/NSF 61 — Компоненты системы питьевой воды. — Воздействие на здоровье. Если пластиковые трубы или фитинги внесены в список стандарта ANSI/NSF Standard 14 и имеют маркировку NSF pw (питьевая вода), они также соответствуют требованиям стандарта ANSI/NSF Standard 61.

Маркировка NSF-pw подтверждает установщикам, пользователям и регулирующим органам, что продукт соответствует требованиям стандарта ANSI/NSF Std 14 по производительности и стандарту ANSI/NSF STD 61 по воздействию на здоровье.

Биологическая устойчивость

На сегодняшний день нет задокументированных сообщений о каких-либо нападениях грибков, бактерий или термитов на какие-либо системы пластиковых трубопроводов. Фактически, из-за своей инертности пластиковые трубы являются предпочтительным материалом для деионизированной воды и других применений с водой высокой чистоты.

Стойкость к истиранию

Пластиковые материалы для трубопроводов отлично подходят для работы с шламами, такими как летучая зола, зольный остаток и другие абразивные растворы. Прочность материала и гладкое внутреннее отверстие пластиковых труб делают их идеальными для применений, где требуется стойкость к истиранию.

Простая идентификация

Пластиковые трубы доступны в различных цветах для облегчения идентификации. Ниже приведены обычно используемые цвета для различных приложений:

  • Газораспределение (ранее ярко-оранжевый или желто-коричневый; теперь желтый или черный) с желтыми полосками)
  • Распределение воды (черный, голубой, белый, прозрачный или серый)
  • Канализационные трубы (зеленый, белый, черный или серый)
  • DWV (черный, белый, коричневый или серый)
  • Распределение горячей и холодной воды (рыжевато-коричневый, красный, белый, синий, серебристый или прозрачный)
  • Кабельный канал (разные цвета)
  • Противопожарные спринклеры (оранжевые)
  • Промышленный процесс (темно-серый/ПВХ, светло-серый/ХПВХ)
  • Регенерированная вода (требования могут быть установлены местными юрисдикциями фиолетового или коричневого цвета)

Низкие эксплуатационные расходы

Правильно спроектированная и установленная система пластиковых трубопроводов требует минимального обслуживания, так как на ней нет ржавчины, точечной коррозии или образования накипи.Внутренние и наружные поверхности трубопроводов не подвергаются гальваническому воздействию. коррозии или электролиза. В подземных применениях пластиковые трубы, как правило, не подвержены влиянию химически агрессивной почвы. Однако следует избегать установки в почвах, загрязненных углеводородами (газ, нефть и т. д.).

Труба с термопластовым покрытием — Труба с пластиковым покрытием

ТРУБА С ТЕРМОПЛАСТИКОВОЙ ФУТЕРОВКОЙ ДЛЯ КОРРОЗИОННЫХ ХИМИЧЕСКИХ ПРИМЕНЕНИЙ

РЕЗЮМЕ

Труба с покрытием из термопластичных смол была успешно справляется с коррозионными проблемами широкого спектра приложений, встречающихся в химической, нефтехимической, и полупроводниковой промышленности.В этой статье обсуждается использование Трубы с покрытием из полипропилена, ПВДФ, ЭКТФЭ и ПТФЭ в этих отраслях промышленности. Приложения для этих материалов и их ограничения обсуждаются.

ВВЕДЕНИЕ

В У. появилась первая труба с пластиковой футеровкой. С. в конце 1940-х гг. Первым использованным материалом был Саран (ПВДХ). Поскольку более требовательные приложения разработаны с более высокими температурами и более агрессивные химические вещества, другие материалы, такие как хлорированный полиэфир, полипропилен (PP), поливинилиденфторид (PVDF), этилен-хлортрифторэтилен (ECTFE) и перфторалкокси (PFA) появились и нашли свое применение. область применения.

Преимущества труб с пластиковым покрытием

Футерованная труба

имеет следующие преимущества:

1. Труба с пластиковым покрытием представляет собой один из самых широко используются формы составной конструкции. Механические свойства и низкая стоимость углеродистой стали сочетаются с химическим сопротивление пластикового материала футеровки.

2. Свойства материала вкладыша, такие как химическая стойкость и постоянная рабочая температура могут быть легко адаптируется к конкретным условиям применения сохраняя при этом использование дешевой стали для механических и ударные свойства.

3. Отличные антиадгезионные свойства и отсутствие обрастания свойства некоторых пластиковых материалов уменьшают загрязнение, в результате чего потери энергии при перекачке и необходимое время простоя для очистки.

4. Труба с пластиковым покрытием безопаснее от механических повреждений. злоупотребление точки зрения, чем самонесущая пластиковая труба. Самостоятельный пластик не допускается в критических приложениях некоторыми химическими компании из соображений безопасности.

5. Пластмассовая труба, облицованная или самонесущая, приводит к повышению чистоты продукта из-за отсутствия металлических примесей. загрязнение.Это особенно важно для полупроводников, фармацевтической и тонкой химической промышленности.

6. Труба с пластиковым покрытием нечувствительна к изменениям в химической стойкости из-за изменения процесса от окислительного к восстановлению атмосферы, как некоторые металлы.

7. Пластмассовая труба, облицованная или самонесущая, не подвержены щелевой коррозии или хлоридной точечной коррозии, как некоторые из металлы есть.

8. Существуют значительные преимущества соотношения цены и качества для трубы с пластиковым покрытием по сравнению с коррозионностойким металлом трубы, особенно с учетом стоимости полной установки.

9. Большинство труб с пластиковым покрытием имеют встроенную прокладку. устранение необходимости в отдельной прокладке для предотвращения утечек, упрощение установки и обслуживания. Уплотненная поверхность имеет такую ​​же химическую стойкость, как и пластиковый вкладыш.

10. Труба с пластиковым покрытием может быть установлена ​​на месте. быстрее, чем металлическая труба с экипажами, которые должным образом обучены.

Недостатки труб с пластиковым покрытием

Недостатки футерованных пластиком труб: следует:

1. Текущая максимальная температура непрерывного использования из пластиковой футерованной трубы

2.Максимальная химическая стойкость пластика Футерованная труба находится на защищенной внутренней поверхности. Внешняя коррозия может возникнуть на плохо обслуживаемых растениях из-за плохого ухода за домом.

3. Факторы ползучести и проникновения при выборе материала пластикового вкладыша. Эти два фактора обычно не встречаются с металлическими трубами.

4.Стойкость к истиранию некоторых пластмасс уступает металлам. Температура и содержание твердых частиц в технологическая жидкость может существенно повлиять на производительность.

5. Труба с пластиковым покрытием более чувствительна к неравномерному обогрев (горячие точки), чем металлическая труба.

6. Обслуживающий персонал должен быть надлежащим образом обучен о надлежащих методах изготовления нестандартных изделий в полевых условиях. отрезки трубы с пластиковым покрытием.

Преимущества труб с пластиковой футеровкой значительно перевешивают недостатки

НЕОБХОДИМЫЕ СВОЙСТВА ПЛАСТИКОВОГО МАТЕРИАЛА ВКЛАДКИ

1. Легко перерабатывается в трубы с пластиковым покрытием, клапаны и фитинги с пластиковой футеровкой, позволяющие подавать полная коррозионностойкая система.

2. Широкий диапазон рабочих температур.

3. Отличная стойкость к проникновению.

4. Низкий коэффициент расширения.

5. Низкие характеристики ползучести.

6. Хорошая стойкость к истиранию.

7. Отличная стойкость к растрескиванию под напряжением.

8. Превосходная химическая стойкость и устойчивость к растворителям.

9.Низкая стоимость за кубический дюйм.

ТЕХНИЧЕСКИЕ СООБРАЖЕНИЯ

Труба с пластиковым покрытием изготовлена ​​в США в соответствии с ASTM F1545. Эта отраслевая спецификация в настоящее время распространяется на пластиковые футерованные трубы и фитинги с пластиковой футеровкой. Эта спецификация охватывает:

1. Свойства материала.

2. Характеристики труб и фитингов, включая Требования к сварным швам, отделке и прокладкам.

3. Размеры и допуски.

4. Испытания и проверки.

5. Требования к вентиляции.

6. Качество изготовления.

Промышленность труб с пластиковым покрытием в США, через эта спецификация и комитет, работающий над их пересмотром и обновления, пытается предоставить вам, конечному пользователю, надежный и экономичный продукт.Труба с пластиковым покрытием может быть изготавливается либо со свободным, либо с закрытым вкладышем. заблокирован в гильзе снижает влияние разницы коэффициентов расширения между металлом и пластиковым вкладышем. Свободный вкладыш, когда подвергается экстенсивному термическому циклированию, может привести к растрескиванию на фланце поверхности, так как это единственное место, где лайнер удерживается. Незакрепленные вкладыши имеют тенденцию скатываться вперед и назад по фланцам, когда нагревается до повышенной температуры из-за различий в расширение между металлическим и пластиковым вкладышем.Свободные вкладыши склонны разрушаться при работе в условиях высокого вакуума на повышенных температуры. Кроме того, свободные вкладыши обеспечивают пространство для скопление газа между гильзой и трубой, что приводит к коррозии и обрушение лайнера. Пропускные отверстия также могут создавать проблемы структурного характера. коррозия металлической трубы. С ПТФЭ требуются дренажные отверстия, FEP и PFA из-за их плохих характеристик проникновения.

ТОЛЩИНА ПРОКЛАДКИ

Толщина пластикового вкладыша обычно диапазон 0,1-0,3 дюйма. Толщина лайнера представляет собой компромисс между стоимостью, проницаемостью, текучестью на холоде, сроком службы и вакуумом спектакль. Более толстая прокладка приведет к более низкой проницаемости, более длительный срок службы и улучшенные характеристики вакуума.Холодный поток увеличивается с толщиной и поэтому, очевидно, стоит.

ДЛИНА И ДИАМЕТР

Стандартная труба с пластиковым покрытием доступна в США диаметром до 24 дюймов и длиной 10 и 20 ноги. Длина более 20 футов недоступна из-за изготовления и проблемы теплового расширения.

МАТЕРИАЛ ПОКРЫТИЯ

Труба с пластиковым покрытием обычно продается с углеродом. сталь в качестве материала кожуха.Однако ковкий чугун, 304SS и 316SS доступны в качестве средства контроля внешней коррозии. Использование углеродистой стали является причиной нижнего предела -20F. для использования трубы с пластиковой футеровкой. Как известно, углерод стальная труба становится хрупкой при температуре ниже -20F. использование кожухов труб из нержавеющей стали или других цветных металлов позволяет использовать трубы с пластиковым покрытием при более низких температурах.

ФИТИНГИ С ПЛАСТИКОВОЙ ФУТЕРОВКОЙ

Чтобы трубы с пластиковой футеровкой были привлекательными и жизнеспособными, требуется вся система, включая тройники, отводы, крестовины, стандартные редукторы и специальные конфигурации. Метод Изготовление фитингов с пластиковой футеровкой является ключом к общему надежность системы. ASTM указывает, что сварка запрещена. на фитинг с пластиковой футеровкой после того, как футеровка отформована в место.Некоторые фитинги с пластиковой футеровкой, представленные на рынке, не соответствуют этой части ASTM, что приводит к потере надежности.

ОГРАНИЧЕНИЯ ПО ДАВЛЕНИЮ И ВАКУУМУ

Труба с пластиковой футеровкой доступна в размерах 150 и 300 фунтов. труба с номинальным давлением. Труба более высокого давления доступна на специальном порядок.Труба с пластиковым покрытием может работать при полном вакууме. Способность вакуумного сжатия незакрепленной трубы с пластиковой футеровкой зависит по толщине лайнера.

7. Когда нагретый вкладыш мягкий и податливый к прикосновение готово вспыхнуть. Затем нагретая факельная головка помещают на нагретый хвостовик и прикладывают гидравлическую силу к расклешите пластиковый вкладыш.

Те же процедуры установки для обычных фланцевых стальные трубы и фитинги можно использовать для установки любого из материалов Fusibond. трубопроводные системы с пластиковым покрытием.Подвески для труб, опоры, анкеры, направляющие и компенсаторы или петли должны соответствовать общепринятая практика трубопроводов.

Торцевые крышки нельзя снимать до тех пор, пока пластик не Футерованная труба готова к закреплению болтами или герметизации лица могут быть повреждены или искажены. Если крышки сняты для осмотра, они должны быть заменены, как только после этого насколько это возможно.Никогда не используйте тепло или долото для удаления болтов, так как пластиковая поверхность может быть повреждена.

Прокладки не требуются для трубопроводов Fusibond за исключением случаев соединения с поверхностью фланца из другого материала. Прокладки эластомерного типа обычно являются наиболее подходящими. и всегда должен иметь примерно такой же ID, как и труба.

Болты следует затягивать с указанным моментом затяжки в качестве гида.Используйте показанный метод крест-накрест; никогда не часы или против часовой стрелки. Установка в холодную погоду может потребовать повышенный крутящий момент болтов.

При сборке трубопровода с пластиковым покрытием всегда используйте новые гайки и болты. Резьба должна быть очищена и смазана и шайбы предлагаются под точеным элементом (головкой или орех). Болты должны быть затянуты равномерно.

ЗАПРЕЩАЕТСЯ СВАРКЕ ИЛИ РЕЗКЕ ПЛАМЕНЕМ сделано близко к металлической трубе или фитингам, если не приняты надлежащие меры предосторожности. принимаются, чтобы предотвратить их подвергание чрезмерному нагреву. Вентиляция отверстия не должны быть забиты краской, цементом и т.п. отверстия необходимы только для PTFE/PFA для выпуска газов, которые может образоваться при повышенных температурах и попасть в ловушку между вкладышем и корпусом.Если их не выпустить, эти газы может сломать вкладыш. Вентиляционные отверстия расположены под фланцами для безопасности. Это важно при использовании фланцевых крышек. с опасными материалами.

Для сохранения уплотнительных поверхностей и их защиты от повреждений, когда они не используются, торцевых крышек или глухих фланцев всегда следует устанавливать сразу на все пластиковые футерованные элементы трубопроводов, выведенные из эксплуатации.

КОНСТРУКТИВНЫЕ И ИЗГОТОВИТЕЛЬНЫЕ ДЕФЕКТЫ

Как говорится в старой поговорке, «цепь сильным, как его самое слабое звено». Производительность и долговечность Система трубопроводов с пластиковой футеровкой настолько хороша, насколько хороша конструкция и детали изготовления, которые вошли в его конструкцию. Общий недостатки, встречающиеся в коммерчески доступных пластиковых футеровках трубы и фитинги с пластиковой футеровкой следующие с указанными эффекты:

1.Острые грани, нерадиусные поверхности-точки концентрация напряжения с последующей тенденцией к растрескиванию под напряжением по термоциклированию.

2. Сварка после вставки вкладыша — сильное повреждение к пластиковому вкладышу.

3. Плохое проплавление сварного шва, обычно 50% или менее. в плохой механической надежности соединения фитинга или трубы с термическим повреждением гильзы.

4. Тонкая или неравномерная проницаемость прокладки в самом тонком месте футеровки

5. Футеровка, подвергающаяся высоким нагрузкам, склонна либо к холоду, поток или трещина напряжения.

6. Посторонние частицы в пластиковом вкладыше – необходимо для текущий контроль качества.

7. Несклеенный вкладыш – имеет тенденцию к хладотекучести и разрушению. в условиях высокого вакуума или газового «вздутия» из-за проникновения.

8. Непроверенный лайнер-поставщик должен выполнять окончательный контроль качества для всех компонентов с футеровкой и не полагаться на статистические приемлемость.

9. «Механическая» рифленая футеровка — снижает эффективную толщина гильзы из-за металлических выступов, встроенных в лайнер.

10. Острые выступы, газовые пробоины в трубе или качество подгонки футерованной трубы или фитинга как металлическая часть, в которую он вставляется.

В случае повторных сбоев поля конец пользователь должен рассмотреть возможность разрезания неисправного фитинга, чтобы определить причина неудачи. Продолжительная замена не всегда ответ.

ПРОЦЕДУРЫ ИСПЫТАНИЙ И КК

Процедуры, используемые для обеспечения качества этой компанией:

1.Все трубы и фитинги проходят визуальный осмотр любые дефекты перед облицовкой.

2. Внутренняя поверхность труб и фитингов гладкая, чистыми и без заусенцев или любых других дефектов. Все углы в контакте с футеровкой закруглены, а сварные швы отшлифованы гладкий; плавный.

3. Все сварочные работы выполняются до к подкладке.

4. После облицовки все трубы и фитинги должны индивидуально пройти минимум 25000 вольт неразрушающий испытание на электростатическую искру.

5. Часть футеровки, образующая фланец уплотняющая поверхность прокладки не должна иметь царапин, вмятин или любой дефект размером более 10% толщины футеровки.

6.После тщательного осмотра все фитинги и катушки труб должны иметь пластиковый выступ, защищенный Торцевые крышки из фанеры минимальной толщины крепятся болтами. Крышки не следует снимать до тех пор, пока труба или фитинг не будут готовы к установка. Если защитные крышки сняты для осмотра, они должны быть заменены как можно скорее после этого.

ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ ТРУБ С ПЛАСТИКОВОЙ ФУТЕРОВКОЙ

PVDC (Saran) был первым трубопроводом с пластиковой футеровкой. материал, представленный на рынке.Он нашел свою нишу в сталелитейная промышленность при кислотном травлении обработка соляной и серные кислоты. Деионизированная вода для пищевых продуктов, фармацевтическая и полупроводниковая промышленность также были областями применения. Требования к температуре и производительности увеличилось, некоторые из этих приложений были отклонены.

PP был следующим материалом для труб с пластиковым покрытием. представил.Потребовалось несколько приложений для PVDC. В настоящее время он используется в сталелитейной промышленности для кислотного травления при температуры слишком высокие для PVDC. Пищевая промышленность, обработка материалов, таких как фруктоза и другие сиропы, является областью заявление на пп. Очистка воды и сточных вод является большой область применения ПП.

PVDF гораздо более химически устойчив, чем два предыдущих материала.ПВДФ широко используется для обработки агрессивные химические вещества, такие как сильные кислоты, хлор и бром. В настоящее время он широко используется в полупроводниковой промышленности. для обработки воды высокой чистоты и технологических химикатов, где оба химическая стойкость и незагрязняющие свойства важные. ПВДФ также широко используется в целлюлозно-бумажной промышленности. отрасли.

ECTFE используется в приложениях, подобных тем, у кого PVDF, где более высокие температуры или концентрации сделать ПВДФ маргинальным. ECTFE используется для обработки хлора, щелочи, гипохлорит и серная кислота. Он используется для этих применение в хлорной, целлюлозно-бумажной и химической отрасли.

PTFE и PFA используются для работы с широким диапазон химических веществ обычно выше 300 F.Отрасли, использующие эти материалы включают химические, нефтехимические, пищевые, целлюлозные и бумага, хлор и полупроводник.

РЕЗЮМЕ И ВЫВОДЫ

Доступна коммерческая труба с пластиковой футеровкой. в США с 1940 года. Теперь доступен ряд материалов покрывать температуры до 500 F, работающие с широким спектром химические вещества.Труба с пластиковой футеровкой конкурентоспособна по цене и производительности с нержавеющими сталями и сплавами с высоким содержанием никеля. Дополнительные преимущества для труб с пластиковой футеровкой включают повышенную чистоту продукта за счет отсутствие металлических примесей, что особенно значение в полупроводниковой, фармацевтической и тонкой химической промышленности. .

.