I. Umreženi polietilen
Hitna potreba za korištenjem polietilena pri višim temperaturama i pritiscima (za sustave grijanja i tople vode) dovela je do razvoja metoda za proizvodnju polietilena visoke molekularne težine. To je postignuto dodatnim visokotlačnim umrežavanjem polimera. Taj se proces naziva umrežavanjem, a tako dobiveni polietilen je umreženi polietilen (ili PEX).
Poprečno umrežavanje polietilena podrazumijeva se kao proces povezivanja molekularnih jedinica u trodimenzionalnu mrežu široke mreže zbog stvaranja poprečnih veza.
Prilikom umrežavanja u molekularnim lancima koji sadrže atome ugljika i vodika, pod utjecajem određenih čimbenika, pojedinačni atomi vodika se otrgnu od karika molekula polietilena. Nastala slobodna veza koristi se za međusobno povezivanje lanaca.
Potražnja za PEX cijevima dovela je do razvoja različitih tehnologija za njihovu proizvodnju, što, naravno, značajno utječe na potrošačka svojstva konačnog proizvoda.
Za početak, napominjemo karakteristične značajke koje su prisutne u svim vrstama PEX-a:
- povećana otpornost na temperaturu i pritisak;
- molekularno pamćenje ili sposobnost vraćanja oblika nakon prekomjernog savijanja ili zamrzavanja sustava;
- otpornost na stvaranje "sporih" i "brzih" pukotina, tj. sposobnost materijala da dugo zadrži elastičnost i druga svojstva - dugovječnost sustava.
Postoje tri načina industrijske proizvodnje PEX cijevi:
- peroksid ili PEX-A
- silan ili PEX-B
- zračenja ili PEX-C
PEX-C: umrežavanje (tvrdim rendgenskim zrakama) nije ujednačeno u debljini. Na vanjskoj površini opaža se najveći proces umrežavanja molekula. Unutarnji ima najnižu. Prosječni postotak umrežavanja je 78%.
PEX-B: proces umrežavanja (kemijska metoda korištenjem silana) odvija se s dvije površine - vanjske i unutarnje duboko u stijenci cijevi. U ovom slučaju obje površine pokazuju visok postotak umrežavanja, s najmanjim postotkom u sredini debljine cijevi. Prosječni postotak umrežavanja je približno 75%.
PEX-A: osobitosti ove kemijske metode su da se polietilen i inicijator umrežavanja - peroksid prethodno ravnomjerno pomiješaju. Poprečno povezivanje se provodi pod visokim tlakom u rastaljenom stanju. Ovom metodom postiže se visok postotak umrežavanja, u prosjeku 85%.
PEX-B i PEX-C cijevi se koriste za grijanje i opskrbu toplom vodom, ali zbog neobične strukture materijala imaju niz ograničenja vezanih uz plastičnost i trajnu čvrstoću ovog materijala.
PEX-A cijevi imaju optimalnu čvrstoću i toplinska svojstva. Visok postotak umrežavanja osigurava potrebna svojstva za korištenje u sustavima grijanja i tople vode.
Izravno o tržištima
Nije tajna da na tržištu postoji mnogo jeftinih imitacija pouzdanih marki. Ne podnose temperaturna i tlačna ispitivanja, ispitivanja vlačne čvrstoće i ne odgovaraju karakteristikama deklariranih sirovina. U pravilu se radi o lažnjacima iz jugoistočne Azije, napravljenim uz uštedu na sirovinama i tehnologiji, bez ikakve kontrole. Stoga klijent prima nitko ne zna što, a onda ne može nadoknaditi svoje gubitke. Trenutna situacija je vrlo alarmantna zbog prisutnosti ogromnog broja "specijalaca" koji rade na građevinskim tržištima, otkupljuju cijevi i svojim rukama rade montažu za privatne kupce. Radeći s polimernim cijevima, oni savršeno znaju s čime imaju posla (osobito metalno-plastične cijevi), znaju za raslojavanje i curenje.
III. Metal-polimer metal-plastične cijevi.
Prvi sloj je umreženi polietilen (PEX) Moderne metalno-plastične cijevi (PEX-al-PEX) sastoje se od pet slojeva od kojih svaki utječe na kvalitetu, pouzdanost i trajnost cijevi u cjelini.
Kratke karakteristike PEX-a prikazane su na početku ovog dijela stranice. Proizvođač u pravilu pokušava odabrati najoptimalniji omjer cijene i kvalitete.
Drugi i četvrti sloj su ljepljivi sastav.
Kao što je poznato, koeficijent linearnog toplinskog širenja za polietilen i aluminij je različit, a tijekom rada različiti slojevi cijevi se različito šire, što dovodi do značajnih naprezanja u strukturi, što može dovesti do kršenja integriteta i naknadnog uništenja. cijevi. To je jedan od glavnih nedostataka metalno-plastičnih cijevi, koji proizvođači pokušavaju minimizirati poboljšanjem sastava ljepila koji se koristi za spajanje aluminija na polimer.
Problem čvrstoće spoja "polimer-aluminij" rješava se samo za cijevi, u čijoj se proizvodnji koristi posebna visokokvalitetna ljepljiva kompozicija za pričvršćivanje slojeva.
Treći sloj je aluminijska folija.
Do danas se koriste tri glavne metode zavarivanja aluminijskog sloja.Prilikom odabira cijevi posebnu pozornost treba obratiti i na sam aluminijski sloj i na način zavarivanja. Proizvođači metalno-polimernih cijevi koriste i čisti aluminij i pouzdanije legirane
Zavarivanje aluminijskog sloja s preklapanjem (slika 1, a) provodi se ultrazvučnim pištoljem koji vrši točkasto "cauterizaciju" slojeva. Ova metoda ima niz značajnih nedostataka: prvi je odsutnost kontinuiranog zavara i, kao rezultat, visokokvalitetna veza; drugi - rubovi aluminijske folije, kada se temperatura i tlak mijenjaju, počnu se pomicati i razbiti polietilen i ljepljivi sloj, narušavajući integritet cijevi.
Zavarivanje volframom u inertnom plinu (slika 1, b) je pouzdanije, ali ova metoda dovodi do stanjivanja aluminijskog sloja na mjestu zavarivanja, kršenja svojstava i karakteristika čvrstoće aluminija na mjestu zavarivanja. . Najmodernije i najpouzdanije je lasersko čeono zavarivanje (slika 1, c): aluminijski sloj na mjestu zavara ne postaje tanji i ne narušavaju se njegova fizikalna i kemijska svojstva.
Pouzdanost zavarivanja je od velike važnosti pri širenju cijevi, na primjer, zbog smrzavanja vode unutar nje, povećanja temperature i tlaka, istezanja cijevi alatom (u slučaju spajanja pomoću pomične čahure). Posljedica ekspanzije je pomicanje polietilenskog i aluminijskog sloja, oštećenje ljepljivog sloja i opasnost od kidanja šava aluminijske folije. Za razliku od spojeva s pomičnim rukavima, press fitinzi su brži, manje glomazni, jeftiniji i ne oštećuju cijev.
Peti sloj je umreženi polietilen (PEX).
Kao vanjski sloj koji obavlja zaštitne funkcije, uz PEX, u posljednje vrijeme često se koristi polietilen visoke gustoće REND.
Posebnu pozornost treba posvetiti obećavajućim metalno-polimernim cijevima od polietilena otpornog na toplinu PE-RT/AL/PE. Značajka ovih cijevi je povećan broj veznih atoma ugljika (do 6) u usporedbi s PEX cijevima
Metalno-polimerne cijevi od polietilena otpornog na toplinu prikladne su za radijatorsko ili podno grijanje, sustave za otapanje snijega, kao i za opskrbu hladnom i toplom vodom.
Tehnologija montaže
Ugradnja cijevi od umreženog polietilena izvodi se pomoću oblikovanih spojnica - metalnih spojnih elemenata. Za razliku od ostalih plastičnih proizvoda koji se spajaju na sličan način, elastičnost PEX-a osigurava maksimalnu nepropusnost spojeva, a nizak koeficijent linearne ekspanzije osigurava da cjevovod ne propušta tijekom rada.
Postoje dvije mogućnosti povezivanja:
- kompresioni fitinzi - fiksacija nastaje zbog stiskanja maticom preko ekspanzijskog spoja.Potreban alat je ključ;
- press spojnice - segment se preša posebnom čahurom, za čiju ugradnju su potrebne ručne klešta za prešanje ili hidraulički alat.
Spajanje PEX cijevi s kompresijskim spojnicama izvodi se prema sljedećem algoritmu:
- Proizvod je izrezan na veličinu i očišćen od neravnina.
- Na cijev se postavlja kompresijska matica i razdjelni prsten, koji je pričvršćen na udaljenosti od 1 cm od ruba.
- Cijev se gura na bradavicu fitinga.
- Pomoću alata - ključa, cijev se stisne zatezanjem matice na spojnici.
PEX cijev i prešani spoj
Tehnologija spajanja cijevi od umreženog polietilena s press spojnicama:
- Cijev je izrezana na praznine potrebne duljine, očišćena od neravnina.
- Dva segmenta se ugrađuju u press spojnicu do zaustavljanja.
- Uz pomoć kliješta za prešanje, metalni rub okova se pritisne sve dok se ruke kliješta ne spoje.
Postoje i konvencionalni polietilenski fitinzi dizajnirani za lemljenje. Za takvu instalaciju trebat će vam alat za lemljenje cijevi, jeftino kinesko lemilo košta oko 2-3 tisuće rubalja. Alat dolazi s trakama za glavu za različite promjere (16, 20 mm, itd.).
Redoslijed lemljenja je sljedeći:
- Cijev se reže i uklanja iglice.
- Lemilo za lemljenje se zagrijava na radnu temperaturu.
- Cijev i spojnica montiraju se na mlaznice zagrijanog lemilice, gdje se drže 5-10 sekundi, zatim se elementi uklanjaju i spajaju. Za stiskanje cijevi i fitinga potrebno je 16-30 sekundi.
II. Polipropilen
Polipropilen se dobiva polimerizacijom propilena.
Njegove sorte:
- homopolimer (PP-C);
- blok kopolimer (PP-B);
- slučajni kopolimer (PP-RC).
Usporedne karakteristike cjevovoda od umreženog polietilena (PEX) i polipropilena (PP):
 |
Ova slika prikazuje "dopušteno obodno naprezanje u odnosu na vijek trajanja" za umreženi polietilen (PEX) i polipropilen (PP-C) pri radnoj temperaturi od 95°C. Može se vidjeti da je stopa smanjenja čvrstoće s porastom temperature i cijevi od polipropilena mnogo veća od one od umreženog polietilena.
Usporedimo dalje PEX i PP-RC, uzimajući u oba slučaja cijevi tipa PN20 (tip PN40, na primjer, znači, po definiciji, da ova cijev može izdržati tlak od 40 atm. na 20 °C tijekom 50 godina) s različitih vanjskih promjera od 20 i 110 mm i usporedite debljine stijenki:
 |
Usporedimo sada dopuštene radne tlakove za cijevi PN20 pri različitim temperaturama, ali pod jednim općim uvjetom - vijek trajanja od 50 godina:
 |
Iz ove usporedbe može se vidjeti da PEX cijevi mogu izdržati veće pritiske na visokim temperaturama od PP-RC cijevi.
Montaža polipropilenskih cijevi u uvjetima bezkanalnog polaganja izvodi se u ravnim dijelovima koji zahtijevaju posebne tehnologije za spajanje (zavarivanje, lemljenje, ljepljenje), za razliku od PEX cijevi (metodi spajanja - kompresijski navoj ili rukav, uvijek osiguravaju jednostavnost i pouzdanost, jer PEX cijevi imaju molekularnu memoriju). Jaka naprezanja koja se javljaju u PP cijevima zahtijevaju ugradnju kompenzacijskih uređaja. PEX cjevovodi su lišeni svih ovih nedostataka, jer su fleksibilni i samokompenzirajući putevi, čija se instalacija provodi uz pomoć zaljeva. Zamjena čeličnih cijevi PEX-om u urbanim uvjetima pobjeđuje zamjenu propilenskim, jer. u tom je slučaju potrebno posebno virtuozno polaganje trase, uz očuvanje nepromijenjene postojeće strukture ostalih komunikacija.
