I. Polietileno reticulado
La necesidad urgente de usar polietileno a temperaturas y presiones más altas (para sistemas de calefacción y agua caliente) ha llevado al desarrollo de métodos para producir polietileno de alto peso molecular. Esto se logró mediante reticulación adicional a alta presión del polímero. Este proceso se denomina reticulación, y el polietileno obtenido de esta forma es polietileno reticulado (o PEX).
El entrecruzamiento de polietileno se entiende como el proceso de unir unidades moleculares en una red tridimensional de malla ancha debido a la formación de entrecruzamientos.
Cuando se reticulan cadenas moleculares que contienen átomos de carbono e hidrógeno, bajo la influencia de ciertos factores, los átomos de hidrógeno individuales se separan de los enlaces de las moléculas de polietileno. El enlace libre formado se usa para conectar las cadenas entre sí.
La demanda de tuberías PEX ha llevado al desarrollo de diversas tecnologías para su producción, que, naturalmente, afectan significativamente las propiedades de consumo del producto final.
Para empezar, señalamos las características distintivas que están presentes en todos los tipos de PEX:
- mayor resistencia a la temperatura y la presión;
- memoria molecular o la capacidad de restaurar la forma después de una flexión o congelación excesivas del sistema;
- resistencia a la formación de grietas "lentas" y "rápidas", es decir la capacidad del material para mantener la elasticidad y otras propiedades durante mucho tiempo: la longevidad del sistema.
Existen tres formas de fabricar industrialmente tuberías PEX:
- peróxido o PEX-A
- silano o PEX-B
- radiación o PEX-C
PEX-C: la reticulación (mediante rayos X duros) no tiene un espesor uniforme. En la superficie exterior, se observa el mayor proceso de entrecruzamiento de moléculas. El interior tiene el más bajo. El porcentaje medio de reticulación es del 78%.
PEX-B: el proceso de reticulación (método químico que utiliza silano) procede de dos superficies: exterior e interior profundamente en la pared de la tubería. En este caso, ambas superficies muestran un alto porcentaje de reticulación, con el menor porcentaje en la mitad del espesor de la tubería. El porcentaje medio de entrecruzamiento es de aproximadamente el 75%.
PEX-A: las peculiaridades de este método químico son que el polietileno y el iniciador de reticulación, el peróxido, se mezclan preliminarmente de manera uniforme. La reticulación se lleva a cabo a alta presión en estado fundido. Con este método se consigue un alto porcentaje de entrecruzamiento, con una media del 85%.
Las tuberías PEX-B y PEX-C se utilizan para calefacción y suministro de agua caliente, pero debido a la estructura inusual del material, tienen una serie de limitaciones asociadas con la plasticidad y la resistencia duradera de este material.
Las tuberías PEX-A tienen una resistencia y propiedades térmicas óptimas. Un alto porcentaje de reticulación proporciona las propiedades necesarias para su uso en sistemas de calefacción y agua caliente.
Directamente sobre los mercados
No es ningún secreto que hay muchas imitaciones baratas de marcas confiables en el mercado. No resisten pruebas de temperatura y presión, pruebas de resistencia a la tracción y no corresponden a las características de las materias primas declaradas. Por regla general, se trata de falsificaciones del sudeste asiático, realizadas con ahorros en materias primas y tecnología, sin ningún control. Por lo tanto, el cliente recibe no se sabe qué, y luego no puede compensar sus pérdidas. La situación actual es muy alarmante debido a la presencia de una gran cantidad de "especialistas" que trabajan en los mercados de la construcción, comprando tuberías y haciendo la instalación para clientes privados con sus propias manos. Trabajando con tuberías de polímeros, saben perfectamente a lo que se enfrentan (especialmente tuberías metal-plásticas), saben de delaminaciones y fugas.
tercero Tuberías de metal-polímero metal-plástico.
La primera capa es de polietileno reticulado (PEX).Las tuberías modernas de metal y plástico (PEX-al-PEX) constan de cinco capas, cada una de las cuales afecta la calidad, la confiabilidad y la durabilidad de la tubería en su conjunto.
Las características breves de PEX se presentan al comienzo de esta sección del sitio. Como regla general, el fabricante intenta elegir la relación calidad-precio más óptima.
La segunda y cuarta capa es la composición adhesiva.
Como se sabe, el coeficiente de expansión térmica lineal para el polietileno y el aluminio es diferente, y durante la operación, las diferentes capas de la tubería se expanden de manera diferente, lo que genera tensiones significativas en la estructura, lo que puede conducir a una violación de la integridad y posterior destrucción. de la pipa Esta es una de las principales desventajas de las tuberías de metal y plástico, que los fabricantes están tratando de minimizar mejorando la composición adhesiva utilizada para unir el aluminio al polímero.
El problema de la solidez de la conexión "polímero-aluminio" se resuelve solo para tuberías, en cuya producción se utiliza una composición adhesiva especial de alta calidad para fijar las capas.
La tercera capa es papel de aluminio.
Hasta la fecha, se utilizan tres métodos principales para soldar la capa de aluminio.Al elegir tuberías, se debe prestar especial atención tanto a la capa de aluminio como al método de soldadura. Los fabricantes de tuberías de metal y polímero utilizan aluminio puro y aleaciones más confiables.
La soldadura de la capa de aluminio con una superposición (Fig. 1, a) se lleva a cabo con una pistola ultrasónica que realiza la "cauterización" puntual de las capas. Este método tiene una serie de inconvenientes importantes: el primero es la ausencia de una soldadura continua y, como resultado, una conexión de alta calidad; el segundo: los bordes del papel de aluminio, cuando la temperatura y la presión cambian, comienzan a moverse y rompen el polietileno y la capa adhesiva, violando la integridad de la tubería.
La soldadura con una varilla de tungsteno en un gas inerte (Fig. 1,b) es más confiable, pero este método conduce a un adelgazamiento de la capa de aluminio en el sitio de soldadura, una violación de las propiedades y características de resistencia del aluminio en el sitio de soldadura. . La más moderna y confiable es la soldadura a tope con láser (Fig. 1, c): la capa de aluminio en el sitio de soldadura no se adelgaza y no se violan sus propiedades físicas y químicas.
La confiabilidad de la soldadura es de gran importancia cuando se expande la tubería, por ejemplo, debido a la congelación del agua en su interior, al aumento de la temperatura y la presión, al estirar la tubería con una herramienta (en el caso de conexiones que usan un manguito móvil). La consecuencia de la expansión es el desplazamiento de las capas de polietileno y aluminio, el daño de la capa adhesiva y el riesgo de rasgar la costura de la lámina de aluminio. A diferencia de las conexiones de manguito móvil, los accesorios a presión son más rápidos, menos engorrosos, más baratos y no dañan la tubería.
La quinta capa es de polietileno reticulado (PEX).
Como capa exterior que realiza funciones protectoras, junto con PEX, recientemente se suele utilizar el polietileno de alta densidad REND.
Se debe prestar especial atención a las prometedoras tuberías de metal-polímero hechas de polietileno resistente al calor PE-RT/AL/PE. Una característica de estas tuberías es un mayor número de átomos de carbono enlazantes (hasta 6) en comparación con las tuberías PEX.
Las tuberías de metal-polímero hechas de polietileno resistente al calor son adecuadas tanto para calefacción por radiadores o por suelo radiante, sistemas de derretimiento de nieve, así como para el suministro de agua fría y caliente.
Tecnología de montaje
La instalación de tuberías de polietileno reticulado se realiza mediante accesorios moldeados: elementos de conexión metálicos. A diferencia de otros productos de plástico, que se conectan de manera similar, la elasticidad de PEX asegura la máxima hermeticidad de las juntas, y el bajo coeficiente de expansión lineal asegura que la tubería no tenga fugas durante la operación.
Hay dos opciones de conexión:
- accesorios de compresión: la fijación se produce debido al engaste con una tuerca sobre el accesorio de expansión.La herramienta requerida es una llave inglesa;
- accesorios de presión: el segmento se presiona con un manguito especial, para cuya instalación se requieren pinzas de presión manuales o una herramienta hidráulica.
La conexión de tuberías PEX con accesorios de compresión se realiza de acuerdo con el siguiente algoritmo:
- El producto se corta a medida y se limpia de rebabas.
- Se instala una tuerca de compresión y un anillo partido en la tubería, que se fija a una distancia de 1 cm del borde.
- El tubo se empuja sobre la boquilla de conexión.
- Usando una herramienta, una llave inglesa, la tubería se engarza apretando la tuerca en el accesorio.
Tubería PEX y conexión a presión
Tecnología para conectar tuberías de polietileno reticulado con accesorios a presión:
- La tubería se corta en espacios en blanco de la longitud requerida, se limpia de rebabas.
- Se instalan dos segmentos en el accesorio a presión hasta que se detiene.
- Con la ayuda de unas pinzas de presión, se presiona el borde metálico del accesorio hasta que las manos de las pinzas se junten.
También hay accesorios de polietileno convencionales diseñados para soldar. Para tal instalación, necesitará una herramienta para soldar tuberías, un soldador chino económico cuesta alrededor de 2-3 mil rublos. La herramienta viene con cintas para la cabeza para diferentes diámetros (16, 20 mm, etc.).
La secuencia de soldadura es la siguiente:
- El tubo está cortado y desbarbado.
- El soldador se calienta a la temperatura de funcionamiento.
- Se monta una tubería y un accesorio en las boquillas de un soldador calentado, donde se mantienen durante 5 a 10 segundos, luego se retiran los elementos y se unen. Se tarda entre 16 y 30 segundos en apretar la tubería y el accesorio.
II. polipropileno
El polipropileno se obtiene por polimerización del propileno.
Sus variedades:
- homopolímero (PP-C);
- copolímero en bloque (PP-B);
- copolímero aleatorio (PP-RC).
Características comparativas de tuberías fabricadas en polietileno reticulado (PEX) y polipropileno (PP):
 |
Esta figura muestra la "tensión circunferencial admisible frente a la vida útil" para el polietileno reticulado (PEX) y el polipropileno (PP-C) a una temperatura de funcionamiento de 95 °C. Se puede ver que la tasa de disminución de la resistencia con el aumento de la temperatura y las tuberías hechas de polipropileno es mucho mayor que la del polietileno reticulado.
Comparemos aún más PEX y PP-RC, tomando en ambos casos tuberías de tipo PN20 (tipo PN40, por ejemplo, significa, por definición, que esta tubería puede soportar una presión de 40 atm. a 20 ° C durante 50 años) con diferentes diámetros exteriores de 20 y 110 mm y compare los espesores de pared:
 |
Comparemos ahora las presiones de trabajo permitidas para tuberías PN20 a diferentes temperaturas, pero bajo una condición general: una vida útil de 50 años:
 |
A partir de esta comparación, se puede ver que las tuberías de PEX pueden soportar presiones más altas a altas temperaturas que las tuberías de PP-RC.
La instalación de tuberías de polipropileno en condiciones de tendido sin canales se lleva a cabo mediante secciones rectas que requieren tecnologías especiales para la conexión (soldadura, soldadura blanda, pegamento), a diferencia de las tuberías PEX (métodos de conexión: roscado por compresión o manguito, siempre brindan simplicidad y confiabilidad, porque PEX las tuberías tienen memoria molecular). Las fuertes tensiones que se producen en las tuberías de PP requieren la instalación de dispositivos de compensación. Las tuberías PEX están privadas de todas estas deficiencias, ya que son rutas flexibles y autocompensantes, cuya instalación se realiza con la ayuda de bobinas. Sustituir las tuberías de acero por PEX en condiciones urbanas gana a la sustitución por las de propileno, porque. es en este caso que se requiere un trazado particularmente virtuoso de la vía, conservando inalterada la estructura existente de otras comunicaciones.
