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I. Polietilene reticolato

L'urgenza di utilizzare il polietilene a temperature e pressioni più elevate (per impianti di riscaldamento e acqua calda) ha portato allo sviluppo di metodi per la produzione di polietilene ad alto peso molecolare. Ciò è stato ottenuto mediante un'ulteriore reticolazione ad alta pressione del polimero. Questo processo è chiamato reticolazione e il polietilene così ottenuto è polietilene reticolato (o PEX).

La reticolazione del polietilene è intesa come il processo di collegamento di unità molecolari in una rete tridimensionale a maglia larga a causa della formazione di legami incrociati.

Quando si reticolano in catene molecolari contenenti atomi di carbonio e idrogeno, sotto l'influenza di determinati fattori, i singoli atomi di idrogeno vengono strappati dai legami delle molecole di polietilene. Il legame libero formato viene utilizzato per collegare le catene tra loro.

La domanda di tubi PEX ha portato allo sviluppo di varie tecnologie per la sua produzione, che, naturalmente, influiscono in modo significativo sulle proprietà di consumo del prodotto finale.

Per cominciare, notiamo le caratteristiche distintive presenti in tutti i tipi di PEX:

• maggiore resistenza alla temperatura e alla pressione;
• memoria molecolare o capacità di ripristinare la forma dopo un'eccessiva flessione o congelamento del sistema;
• resistenza alla formazione di crepe "lente" e "veloci", ovvero la capacità del materiale di mantenere a lungo l'elasticità e altre proprietà: la longevità del sistema.

Esistono tre modi per produrre industrialmente tubi PEX:

• perossido o PEX-A
• silano o PEX-B
• radiazioni o PEX-C

PEX-C: la reticolazione (mediante raggi X duri) non ha uno spessore uniforme. Sulla superficie esterna si osserva il più grande processo di reticolazione delle molecole. Quello interiore ha il più basso. La percentuale media di reticolazione è del 78%.

PEX-B: il processo di reticolazione (metodo chimico con silano) procede da due superfici: esterna ed interna in profondità nella parete del tubo. In questo caso, entrambe le superfici presentano un'elevata percentuale di reticolazione, con la minima percentuale a metà dello spessore del tubo. La percentuale media di reticolazione è di circa il 75%.

PEX-A: le particolarità di questo metodo chimico sono che il polietilene e l'iniziatore di reticolazione - perossido sono preliminarmente miscelati in modo uniforme. La reticolazione viene eseguita ad alta pressione allo stato fuso. Con questo metodo si ottiene un'elevata percentuale di reticolazione, con una media dell'85%.

I tubi PEX-B e PEX-C sono utilizzati per il riscaldamento e la fornitura di acqua calda, ma a causa della struttura insolita del materiale, presentano una serie di limitazioni associate alla plasticità e alla resistenza duratura di questo materiale.

I tubi PEX-A hanno una resistenza e proprietà termiche ottimali. Un'elevata percentuale di reticolazione fornisce le proprietà necessarie per l'uso nei sistemi di riscaldamento e acqua calda.

Direttamente sui mercati

Non è un segreto che ci sono molte imitazioni a buon mercato di marchi affidabili sul mercato. Non resistono a prove di temperatura e pressione, prove di resistenza alla trazione e non corrispondono alle caratteristiche delle materie prime dichiarate. Di norma si tratta di fake del sud-est asiatico, realizzati risparmiando su materie prime e tecnologia, senza alcun controllo. Pertanto, il cliente non riceve nessuno sa cosa e quindi non può compensare le sue perdite. La situazione attuale è molto allarmante per la presenza di un numero enorme di "specialisti" che operano nel mercato delle costruzioni, acquistando tubi e realizzando con le proprie mani l'installazione per i clienti privati. Lavorando con tubi in polimero, sanno perfettamente con cosa hanno a che fare (soprattutto tubi metallo-plastica), conoscono delaminazioni e perdite.

III. Tubi metallo-polimero metallo-plastica.

Il primo strato è in polietilene reticolato (PEX) I moderni tubi metallo-plastica (PEX-al-PEX) sono costituiti da cinque strati, ciascuno dei quali influisce sulla qualità, affidabilità e durata del tubo nel suo insieme.

Brevi caratteristiche di PEX sono presentate all'inizio di questa sezione del sito. Di norma, il produttore cerca di scegliere il rapporto qualità-prezzo più ottimale.

Il secondo e il quarto strato sono la composizione adesiva.

Come è noto, il coefficiente di dilatazione termica lineare per polietilene e alluminio è diverso e, durante il funzionamento, diversi strati del tubo si espandono in modo diverso, il che porta a sollecitazioni significative nella struttura, che possono portare a una violazione dell'integrità e alla successiva distruzione del tubo. Questo è uno dei principali svantaggi dei tubi metallo-plastica, che i produttori stanno cercando di ridurre al minimo migliorando la composizione adesiva utilizzata per legare l'alluminio al polimero.

Il problema della solidità della connessione "polimero-alluminio" è risolto solo per i tubi, nella cui produzione viene utilizzata una speciale composizione adesiva di alta qualità per fissare gli strati.

Il terzo strato è un foglio di alluminio.

Ad oggi vengono utilizzati tre metodi principali per saldare lo strato di alluminio: nella scelta dei tubi, è necessario prestare particolare attenzione sia allo strato di alluminio stesso che al metodo di saldatura. I produttori di tubi in metallo-polimero utilizzano sia alluminio puro che leghe più affidabili

La saldatura dello strato di alluminio con sovrapposizione (Fig. 1, a) viene eseguita con una pistola ad ultrasuoni che esegue la "cauterizzazione" a punti degli strati. Questo metodo presenta una serie di inconvenienti significativi: il primo è l'assenza di una saldatura continua e, di conseguenza, di una connessione di alta qualità; il secondo: i bordi del foglio di alluminio, quando la temperatura e la pressione cambiano, iniziano a muoversi e rompere il polietilene e lo strato adesivo, violando l'integrità del tubo.

La saldatura con un'asta di tungsteno in un gas inerte (Fig. 1, b) è più affidabile, ma questo metodo porta ad un assottigliamento dello strato di alluminio nel sito di saldatura, una violazione delle proprietà e delle caratteristiche di resistenza dell'alluminio nel sito di saldatura . La più moderna e affidabile è la saldatura di testa laser (Fig. 1, c): lo strato di alluminio nel sito di saldatura non si assottiglia e le sue proprietà fisiche e chimiche non vengono violate.

L'affidabilità della saldatura è di grande importanza durante l'espansione del tubo, ad esempio a causa del congelamento dell'acqua al suo interno, dell'aumento della temperatura e della pressione, dell'allungamento del tubo con uno strumento (nel caso di collegamenti che utilizzano un manicotto mobile). La conseguenza dell'espansione è lo spostamento degli strati di polietilene e alluminio, il danneggiamento dello strato adesivo e il rischio di strappare la giuntura del foglio di alluminio. A differenza dei raccordi a manicotto mobile, i raccordi a pressare sono più veloci, meno ingombranti, più economici e non danneggiano il tubo.

Il quinto strato è polietilene reticolato (PEX).

Come strato esterno che svolge funzioni protettive, insieme al PEX, di recente viene spesso utilizzato il polietilene ad alta densità REND.

Particolare attenzione dovrebbe essere prestata ai promettenti tubi in metallo-polimero realizzati in polietilene resistente al calore PE-RT/AL/PE. Una caratteristica di questi tubi è un numero maggiore di atomi di carbonio di legame (fino a 6) rispetto ai tubi PEX

I tubi in metallo-polimero in polietilene resistente al calore sono adatti sia per radiatori o riscaldamento a pavimento, sistemi di scioglimento della neve, nonché per la fornitura di acqua fredda e calda.

Tecnologia di montaggio

L'installazione di tubi in polietilene reticolato viene eseguita mediante raccordi sagomati - elementi di collegamento metallici. A differenza di altri prodotti in plastica, che sono collegati in modo simile, l'elasticità del PEX garantisce la massima tenuta dei giunti e il basso coefficiente di dilatazione lineare assicura che la tubazione non perda durante il funzionamento.

Sono disponibili due opzioni di connessione:

• raccordi a compressione - il fissaggio avviene a causa della crimpatura con un dado sopra il raccordo di espansione.Lo strumento richiesto è una chiave inglese;
• raccordi a pressare: il segmento viene pressato con un manicotto speciale, per l'installazione di cui sono necessarie pinze a pressare manuali o uno strumento idraulico.

Il collegamento dei tubi PEX con raccordi a compressione viene eseguito secondo il seguente algoritmo:

1. Il prodotto viene tagliato a misura e pulito dalle sbavature.
2. Un dado di compressione e un anello diviso sono installati sul tubo, che è fissato a una distanza di 1 cm dal bordo.
3. Il tubo viene spinto sul nipplo di raccordo.
4. Usando uno strumento - una chiave inglese, il tubo viene crimpato serrando il dado sul raccordo.

Tubo PEX e raccordo a pressare

Tecnologia per il collegamento di tubi in polietilene reticolato con raccordi a pressare:

1. Il tubo viene tagliato in pezzi grezzi della lunghezza richiesta, puliti dalle sbavature.
2. Due segmenti sono installati nel raccordo a pressare fino all'arresto.
3. Con l'aiuto di pinze a pressare, il bordo metallico del raccordo viene premuto fino a quando le mani delle pinze si uniscono.

Esistono anche raccordi convenzionali in polietilene progettati per la saldatura. Per tale installazione, avrai bisogno di uno strumento per i tubi di saldatura, un saldatore cinese economico costa circa 2-3 mila rubli. Lo strumento viene fornito con archetti per diversi diametri (16, 20 mm, ecc.).

La sequenza di saldatura è la seguente:

1. Il tubo viene tagliato e sbavato.
2. Il saldatore viene riscaldato alla temperatura di esercizio.
3. Un tubo e un raccordo sono montati sugli ugelli di un saldatore riscaldato, dove vengono tenuti per 5-10 secondi, quindi gli elementi vengono rimossi e uniti tra loro. Occorrono 16-30 secondi per spremere il tubo e il raccordo.

II. Polipropilene

Il polipropilene si ottiene per polimerizzazione del propilene.
Le sue varietà:

• omopolimero (PP-C);
• copolimero a blocchi (PP-B);
• copolimero casuale (PP-RC).

Caratteristiche comparative delle tubazioni in polietilene reticolato (PEX) e polipropilene (PP):

Questa figura mostra le dipendenze "sollecitazione circonferenziale ammissibile in funzione della vita utile" per polietilene reticolato (PEX) e polipropilene (PP-C) a una temperatura di esercizio di 95°C. Si può vedere che il tasso di diminuzione della resistenza all'aumentare della temperatura e dei tubi in polipropilene è molto maggiore di quello del polietilene reticolato.

Confrontiamo ulteriormente PEX e PP-RC, prendendo in entrambi i casi tubi di tipo PN20 (tipo PN40, ad esempio, significa, per definizione, che tale tubo può sopportare una pressione di 40 atm. a 20°C per 50 anni) con diversi diametri esterni di 20 e 110 mm e confrontare gli spessori delle pareti:

Confrontiamo ora le pressioni di esercizio ammissibili per i tubi PN20 a diverse temperature, ma in una condizione generale: una durata di 50 anni:

Da questo confronto, si può vedere che i tubi in PEX sono in grado di sopportare pressioni più elevate ad alte temperature rispetto ai tubi in PP-RC.

L'installazione di tubi in polipropilene in condizioni di posa senza canali viene eseguita da sezioni rettilinee che richiedono tecnologie speciali per il collegamento (saldatura, saldatura, colla), a differenza dei tubi PEX (metodi di collegamento - filettatura a compressione o manicotto, garantiscono sempre semplicità e affidabilità, perché PEX tubi hanno memoria molecolare). Le forti sollecitazioni che si verificano nei tubi in PP richiedono l'installazione di dispositivi di compensazione. Le condotte PEX sono private di tutte queste carenze, perché sono percorsi flessibili e autocompensanti, la cui installazione viene effettuata con l'aiuto di bobine. Sostituire i tubi in acciaio con PEX in condizioni urbane vince sulla sostituzione con quelli in propilene, perché. è in questo caso che si richiede una posa particolarmente virtuosa del tracciato, conservando inalterata la struttura esistente delle altre comunicazioni.