أنابيب PEX ، أنواع ، بولي إيثيلين متصالب ، تصنيف

I. البولي إيثيلين المتصالب

أدت الحاجة الملحة لاستخدام البولي إيثيلين في درجات حرارة وضغوط أعلى (للتدفئة وأنظمة الماء الساخن) إلى تطوير طرق لإنتاج بولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي. تم تحقيق ذلك من خلال ربط إضافي عالي الضغط للبوليمر. تسمى هذه العملية الربط المتقاطع ، والبولي إيثيلين الذي يتم الحصول عليه بهذه الطريقة هو البولي إيثيلين المتقاطع (أو PEX).

يُفهم التشابك البولي إيثيلين على أنه عملية ربط الوحدات الجزيئية بشبكة ثلاثية الأبعاد عريضة الشبكة بسبب تكوين روابط متقاطعة.

عند الارتباط المتقاطع في السلاسل الجزيئية التي تحتوي على ذرات الكربون والهيدروجين ، وتحت تأثير بعض العوامل ، يتم قطع ذرات الهيدروجين الفردية من روابط جزيئات البولي إيثيلين. يتم استخدام الرابطة الحرة المكونة لربط السلاسل ببعضها البعض.

أدى الطلب على أنابيب PEX إلى تطوير تقنيات مختلفة لإنتاجها ، والتي ، بطبيعة الحال ، تؤثر بشكل كبير على خصائص المستهلك للمنتج النهائي.

بادئ ذي بدء ، نلاحظ السمات المميزة التي تتواجد في جميع أنواع PEX:

• زيادة المقاومة لدرجة الحرارة والضغط.
• الذاكرة الجزيئية أو القدرة على استعادة الشكل بعد الانحناء المفرط أو التجميد للنظام ؛
• مقاومة تشكيل الشقوق "البطيئة" و "السريعة" ، أي قدرة المادة على الحفاظ على المرونة والخصائص الأخرى لفترة طويلة - طول عمر النظام.

هناك ثلاث طرق لتصنيع أنابيب PEX صناعيًا:

• بيروكسيد أو PEX-A
• silane أو PEX-B
• الإشعاع أو PEX-C

PEX-C: التشابك (عن طريق الأشعة السينية الصلبة) ليس موحدًا في السماكة. في السطح الخارجي ، لوحظ أكبر عملية للربط المتبادل للجزيئات. الداخل لديه أدنى. متوسط ​​النسبة المئوية للربط المتشابك هو 78٪.

PEX-B: عملية الربط المتقاطع (الطريقة الكيميائية باستخدام silane) تنطلق من سطحين - خارجي وداخلي عميق في جدار الأنبوب. في هذه الحالة ، يظهر كلا السطحين نسبة عالية من التشابك ، مع وجود أقل نسبة في منتصف سماكة الأنبوب. متوسط ​​النسبة المئوية للربط المتشابك حوالي 75٪.

PEX-A: خصائص هذه الطريقة الكيميائية هي أن البولي إيثيلين وبادئ التشابك - البيروكسيد يتم خلطهما بشكل متساوٍ. يتم إجراء الربط المتقاطع تحت ضغط عالٍ في الحالة المنصهرة. بهذه الطريقة ، يتم تحقيق نسبة عالية من الربط المتشابك ، بمتوسط ​​85٪.

تُستخدم أنابيب PEX-B و PEX-C للتدفئة وإمداد الماء الساخن ، ولكن نظرًا للهيكل غير المعتاد للمادة ، فإن لديهم عددًا من القيود المرتبطة باللدونة وقوة التحمل لهذه المادة.

تتميز أنابيب PEX-A بالقوة والخصائص الحرارية المثلى. توفر نسبة عالية من التشابك الخصائص الضرورية للاستخدام في أنظمة التدفئة والمياه الساخنة.

مباشرة عن الأسواق

ليس سراً أن هناك العديد من المقلدات الرخيصة للعلامات التجارية الجديرة بالثقة في السوق. إنها لا تتحمل اختبارات درجة الحرارة والضغط ، واختبارات مقاومة الشد ولا تتوافق مع خصائص المواد الخام المعلنة. كقاعدة عامة ، هذه منتجات مزيفة من جنوب شرق آسيا ، تم تحقيقها من خلال توفير المواد الخام والتكنولوجيا ، دون أي رقابة. لذلك لا يتلقى العميل أي شخص يعرف ماذا ، ومن ثم لا يستطيع تعويض خسائره. الوضع الحالي مقلق للغاية بسبب وجود عدد كبير من "المتخصصين" الذين يعملون في أسواق البناء ، يشترون الأنابيب ويقومون بالتركيب لعملاء من القطاع الخاص بأيديهم. من خلال العمل مع أنابيب البوليمر ، فإنهم يعرفون جيدًا ما الذي يتعاملون معه (خاصة الأنابيب المعدنية والبلاستيكية) ، ويعرفون عن عمليات التفريغ والتسريبات.

ثالثا. أنابيب معدنية - بوليمرية - بلاستيكية.

تتكون الطبقة الأولى من البولي إيثيلين المتصالب (PEX) وتتكون الأنابيب المعدنية البلاستيكية الحديثة (PEX-al-PEX) من خمس طبقات تؤثر كل منها على جودة وموثوقية ومتانة الأنبوب ككل.

يتم تقديم خصائص موجزة عن PEX في بداية هذا القسم من الموقع. كقاعدة عامة ، تحاول الشركة المصنعة اختيار النسبة المثلى لجودة السعر.

الطبقة الثانية والرابعة عبارة عن تركيبة لاصقة.

كما هو معروف ، يختلف معامل التمدد الحراري الخطي للبولي إيثيلين والألمنيوم ، وأثناء التشغيل ، تتوسع طبقات مختلفة من الأنبوب بشكل مختلف ، مما يؤدي إلى ضغوط كبيرة في الهيكل ، مما قد يؤدي إلى انتهاك السلامة والتدمير اللاحق من الأنبوب. يعد هذا أحد العيوب الرئيسية للأنابيب المعدنية والبلاستيكية ، والتي يحاول المصنعون تقليلها من خلال تحسين التركيب اللاصق المستخدم لربط الألومنيوم بالبوليمر.

يتم حل مشكلة صلابة وصلة "البوليمر والألمنيوم" فقط للأنابيب ، حيث يتم استخدام تركيبة لاصقة خاصة عالية الجودة لإصلاح الطبقات.

الطبقة الثالثة هي رقائق الألومنيوم.

حتى الآن ، يتم استخدام ثلاث طرق رئيسية لتلحيم طبقة الألمنيوم.عند اختيار الأنابيب ، يجب إيلاء اهتمام خاص لكل من طبقة الألومنيوم نفسها وطريقة اللحام. يستخدم مصنعو أنابيب البوليمر المعدنية كلاً من الألمنيوم النقي وسبائك أكثر موثوقية

يتم لحام طبقة الألمنيوم المتراكبة (الشكل 1 ، أ) باستخدام مسدس فوق صوتي يقوم بعملية "كي" الطبقات. هذه الطريقة لها عدد من العيوب المهمة: الأول هو عدم وجود لحام مستمر ، ونتيجة لذلك ، اتصال عالي الجودة ؛ الثاني - حواف رقائق الألومنيوم ، عندما تتغير درجة الحرارة والضغط ، تبدأ في التحرك وكسر البولي إيثيلين والطبقة اللاصقة ، مما ينتهك سلامة الأنبوب.

يعتبر اللحام بقضيب التنجستن في غاز خامل (الشكل 1 ، ب) أكثر موثوقية ، لكن هذه الطريقة تؤدي إلى ترقق طبقة الألومنيوم في موقع اللحام ، وهو انتهاك لخصائص وخصائص قوة الألومنيوم في موقع اللحام . الأكثر حداثة وموثوقية هو اللحام بعقب الليزر (الشكل 1 ، ج): لا تصبح طبقة الألمنيوم في موقع اللحام أرق ولا يتم انتهاك خصائصها الفيزيائية والكيميائية.

تعتبر موثوقية اللحام ذات أهمية كبيرة عند توسيع الأنبوب ، على سبيل المثال ، بسبب تجميد الماء بداخله ، وزيادة درجة الحرارة والضغط ، وتمديد الأنبوب بأداة (في حالة الوصلات باستخدام جلبة متحركة). نتيجة التمدد هي إزاحة طبقات البولي إيثيلين والألمنيوم ، وتلف الطبقة اللاصقة وخطر تمزق التماس في رقائق الألومنيوم. على عكس وصلات الأكمام المنقولة ، فإن تركيبات الضغط أسرع وأقل تعقيدًا وأرخص تكلفة ولا تتلف الأنبوب.

الطبقة الخامسة عبارة عن بولي إيثيلين متصالب (PEX).

كطبقة خارجية تؤدي وظائف الحماية ، إلى جانب PEX ، غالبًا ما يتم استخدام البولي إيثيلين عالي الكثافة REND مؤخرًا.

يجب إيلاء اهتمام خاص لأنابيب البوليمر المعدنية الواعدة المصنوعة من البولي إيثيلين المقاوم للحرارة PE-RT / AL / PE. من سمات هذه الأنابيب زيادة عدد ذرات الكربون الرابطة (حتى 6) مقارنة بأنابيب PEX

أنابيب البوليمر المعدنية المصنوعة من البولي إيثيلين المقاوم للحرارة مناسبة لكل من المبرد أو التدفئة الأرضية ، وأنظمة إذابة الثلج ، وكذلك لتزويد الماء البارد والساخن.

تكنولوجيا التركيب

يتم تركيب الأنابيب المصنوعة من البولي إيثيلين المتصالب عن طريق تركيبات ذات شكل - عناصر ربط معدنية. على عكس المنتجات البلاستيكية الأخرى ، التي يتم توصيلها بطريقة مماثلة ، تضمن مرونة PEX أقصى إحكام للمفاصل ، ويضمن معامل التمدد الخطي المنخفض عدم تسرب خط الأنابيب أثناء التشغيل.

يوجد خياران للاتصال:

• تركيبات الضغط - يحدث التثبيت بسبب العقص بالصمولة فوق تركيبات التمدد.الأداة المطلوبة هي مفتاح الربط.
• تركيبات الضغط - يتم ضغط الجزء بجلبة خاصة ، والتي تتطلب تركيب ملقط الضغط اليدوي أو الأداة الهيدروليكية.

يتم توصيل أنابيب PEX بتركيبات الضغط وفقًا للخوارزمية التالية:

1. يتم قطع المنتج بالحجم وتنظيفه من الحواف.
2. يتم تثبيت صمولة الضغط وحلقة الانقسام على الأنبوب ، والتي يتم تثبيتها على مسافة 1 سم من الحافة.
3. يتم دفع الأنبوب إلى الحلمة الملائمة.
4. باستخدام أداة - مفتاح ربط ، يتم تجعيد الأنبوب عن طريق شد الجوز على الوصلة.

أنابيب PEX والصحافة المناسبة

تقنية توصيل الأنابيب المصنوعة من البولي إيثيلين المتقاطع مع وصلات الضغط:

1. يتم قطع الأنبوب إلى فراغات من الطول المطلوب ، وتنظيفها من نتوءات.
2. يتم تثبيت جزأين في وصلة الضغط حتى تتوقف.
3. بمساعدة كماشة الضغط ، يتم الضغط على الحافة المعدنية للتركيبات حتى تجتمع يدا الكماشة معًا.

هناك أيضًا تركيبات تقليدية من البولي إيثيلين مصممة للحام. لمثل هذا التثبيت ، ستحتاج إلى أداة لحام الأنابيب ، ويكلف الحديد الصيني غير المكلف حوالي 2-3 آلاف روبل. تأتي الأداة مع عصابات رأس بأقطار مختلفة (16 ، 20 مم ، إلخ).

تسلسل اللحام كالتالي:

1. يتم قطع الأنبوب وإزالته.
2. يتم تسخين مكواة اللحام إلى درجة حرارة التشغيل.
3. يتم تثبيت أنبوب وتركيب على فوهات مكواة لحام ساخنة ، حيث يتم الاحتفاظ بها لمدة 5-10 ثوانٍ ، ثم تتم إزالة العناصر وربطها معًا. يستغرق ضغط الأنبوب والتركيب من 16 إلى 30 ثانية.

ثانيًا. بولى بروبلين

يتم الحصول على مادة البولي بروبيلين عن طريق بلمرة البروبيلين.
أصنافها:

• بوليمر متجانس (PP-C) ؛
• كتلة البوليمر المشترك (PP-B) ؛
• بوليمر عشوائي (PP-RC).

الخصائص المقارنة لخطوط الأنابيب المصنوعة من البولي إيثيلين المتصالب (PEX) والبولي بروبيلين (PP):

يوضح هذا الشكل التبعيات "الإجهاد المحيطي المسموح به اعتمادًا على عمر الخدمة" للبولي إيثيلين المتصالب (PEX) والبولي بروبيلين (PP-C) عند درجة حرارة التشغيل 95 درجة مئوية. يمكن ملاحظة أن معدل الانخفاض في القوة مع زيادة درجة الحرارة والأنابيب المصنوعة من البولي بروبلين أكبر بكثير من معدل تناقص البولي إيثيلين المتصالب.

دعونا نقارن أيضًا PEX و PP-RC ، مع الأخذ في كلتا الحالتين الأنابيب من النوع PN20 (النوع PN40 ، على سبيل المثال ، يعني ، بحكم التعريف ، أن هذا الأنبوب يمكنه تحمل ضغط 40 ضغط جوي. عند 20 درجة مئوية لمدة 50 عامًا) مع بأقطار خارجية مختلفة 20 و 110 مم وقارن بين سماكات الجدار:

دعونا الآن نقارن ضغوط العمل المسموح بها لأنابيب PN20 في درجات حرارة مختلفة ، ولكن تحت شرط عام واحد - عمر خدمة يبلغ 50 عامًا:

من هذه المقارنة ، يمكن ملاحظة أن أنابيب PEX قادرة على تحمل ضغوط أعلى في درجات الحرارة العالية من أنابيب PP-RC.

يتم تنفيذ تركيب أنابيب البولي بروبلين في ظروف وضع القوالب بواسطة أقسام مستقيمة تتطلب تقنيات خاصة للتوصيل (اللحام ، اللحام ، الغراء) ، على عكس أنابيب PEX (طرق التوصيل - الخيوط المضغوطة أو الأكمام ، توفر دائمًا البساطة والموثوقية ، لأن PEX الأنابيب لها ذاكرة جزيئية). تتطلب الضغوط القوية التي تحدث في أنابيب PP تركيب أجهزة تعويضية. تُحرم خطوط أنابيب PEX من كل هذه العيوب ، لأنها طرق مرنة وذاتية التعويض ، ويتم تركيبها بمساعدة الملفات. استبدال الأنابيب الفولاذية بـ PEX في المناطق الحضرية يفوز باستبدال أنابيب البروبيلين ، لأن. في هذه الحالة ، يتطلب الأمر وضعًا مبدعًا بشكل خاص للطريق ، مع الحفاظ على الهيكل الحالي للاتصالات الأخرى دون تغيير.