I. פוליאתילן צולב
הצורך הדחוף בשימוש בפוליאתילן בטמפרטורות ולחצים גבוהים יותר (למערכות חימום ומים חמים) הוביל לפיתוח שיטות לייצור פוליאתילן במשקל מולקולרי גבוה. זה הושג על ידי הצלבה נוספת בלחץ גבוה של הפולימר. תהליך זה נקרא cross-linking, והפוליאתילן המתקבל בדרך זו הוא פוליאתילן צולב (או PEX).
הצלבת פוליאתילן מובנת כתהליך של קישור יחידות מולקולריות לרשת תלת מימדית רחבת רשת עקב היווצרות של קישורים צולבים.
בעת חיבור צולב בשרשראות מולקולריות המכילות אטומי פחמן ומימן, בהשפעת גורמים מסוימים, אטומי מימן בודדים נתלשים מהקישורים של מולקולות פוליאתילן. הקשר החופשי שנוצר משמש לחיבור השרשראות זו לזו.
הביקוש לצינורות PEX הוביל לפיתוח טכנולוגיות שונות לייצורו, אשר, באופן טבעי, משפיעות באופן משמעותי על תכונות הצרכן של המוצר הסופי.
מלכתחילה, נציין את המאפיינים הייחודיים הקיימים בכל סוגי ה-PEX:
- התנגדות מוגברת לטמפרטורה וללחץ;
- זיכרון מולקולרי או היכולת לשחזר צורה לאחר כיפוף או הקפאה מוגזמת של המערכת;
- התנגדות להיווצרות סדקים "איטיים" ו"מהירים", כלומר. יכולת החומר לשמור על גמישות ותכונות אחרות לאורך זמן - אורך החיים של המערכת.
ישנן שלוש דרכים לייצור תעשייתי של צינורות PEX:
- מי חמצן או PEX-A
- סילאן או PEX-B
- קרינה או PEX-C
PEX-C: קישור צולב (על ידי קרני רנטגן קשות) אינו אחיד בעובי. על פני השטח החיצוניים, נצפה התהליך הגדול ביותר של קישור צולב של מולקולות. הפנימי הוא בעל הנמוך ביותר. אחוז ההצלבה הממוצע הוא 78%.
PEX-B: תהליך ההצלבה (שיטה כימית באמצעות סילאן) יוצא משני משטחים - חיצוני ופנימי עמוק לתוך דופן הצינור. במקרה זה, שני המשטחים מראים אחוז גבוה של הצלבה, כאשר האחוז הקטן ביותר באמצע עובי הצינור. האחוז הממוצע של הצלבה הוא כ-75%.
PEX-A: המוזרויות של שיטה כימית זו הם שפוליאתילן ויוזם ההצלבה - פרוקסיד מעורבבים באופן שווה באופן ראשוני. קישור צולב מתבצע בלחץ גבוה במצב מותך. בשיטה זו משיגים אחוז גבוה של הצלבה, בממוצע של 85%.
צינורות PEX-B ו-PEX-C משמשים לחימום ואספקת מים חמים, אך בשל המבנה החריג של החומר, יש להם מספר מגבלות הקשורות לפלסטיות ולחוזק העמידות של חומר זה.
לצינורות PEX-A יש חוזק אופטימלי ותכונות תרמיות. אחוז גבוה של crosslinking מספק את המאפיינים הדרושים לשימוש במערכות חימום ומים חמים.
ישירות על השווקים
זה לא סוד שיש הרבה חיקויים זולים של מותגים אמינים בשוק. הם אינם עומדים במבחני טמפרטורה ולחץ, מבחני חוזק מתיחה ואינם תואמים את המאפיינים של חומרי הגלם המוצהרים. ככלל, מדובר בזיופים מדרום מזרח אסיה, שנעשו תוך חיסכון בחומרי גלם וטכנולוגיה, ללא כל שליטה. לכן, הלקוח לא מקבל אף אחד לא יודע מה, ואז לא יכול לפצות על ההפסדים שלו. המצב הנוכחי מדאיג מאוד בשל נוכחותם של מספר עצום של "מומחים" הפועלים בשווקי הבנייה, קונים צנרת ומבצעים במו ידיהם את ההתקנה ללקוחות פרטיים. בעבודה עם צינורות פולימרים, הם יודעים היטב עם מה הם מתמודדים (במיוחד צינורות מתכת-פלסטיק), הם יודעים על דלמינציה ודליפות.
III. צינורות מתכת-פולימר מתכת-פלסטיק.
השכבה הראשונה היא פוליאתילן צולב (PEX) צינורות מתכת-פלסטיק מודרניים (PEX-al-PEX) מורכבים מחמש שכבות שכל אחת מהן משפיעה על איכות, אמינות ועמידות הצינור בכללותו.
מאפיינים קצרים של PEX מוצגים בתחילת חלק זה של האתר. ככלל, היצרן מנסה לבחור את יחס המחיר והאיכות האופטימלי ביותר.
השכבה השנייה והרביעית היא הרכב הדבק.
כידוע, מקדם ההתפשטות התרמית ליניארית עבור פוליאתילן ואלומיניום שונה, ובמהלך הפעולה, שכבות שונות של הצינור מתרחבות בצורה שונה, מה שמוביל ללחצים משמעותיים במבנה, אשר עלולים להוביל להפרה של השלמות ולהרס לאחר מכן. של הצינור. זהו אחד החסרונות העיקריים של צינורות מתכת-פלסטיק, אותם מנסים היצרנים למזער על ידי שיפור הרכב הדבק המשמש לקשירת אלומיניום לפולימר.
בעיית המוצקות של חיבור "פולימר-אלומיניום" נפתרת רק עבור צינורות, בייצורם נעשה שימוש בהרכב דבק ואיכותי מיוחד לקיבוע השכבות.
השכבה השלישית היא רדיד אלומיניום.
נכון להיום נעשה שימוש בשלוש שיטות עיקריות לריתוך שכבת האלומיניום, בבחירת צינורות יש לשים לב במיוחד הן לשכבת האלומיניום עצמה והן לשיטת הריתוך. יצרנים של צינורות מתכת-פולימר משתמשים גם באלומיניום טהור וגם בסגסוגת אמינה יותר
ריתוך שכבת האלומיניום בחפיפה (איור 1, א) מתבצע באמצעות אקדח אולטראסוני המבצע "צריבה" נקודתית של השכבות. לשיטה זו יש מספר חסרונות משמעותיים: הראשון הוא היעדר ריתוך רציף וכתוצאה מכך חיבור איכותי; השני - הקצוות של רדיד האלומיניום, כאשר הטמפרטורה והלחץ משתנים, מתחילים לנוע ולשבור את הפוליאתילן ואת שכבת הדבק, תוך הפרה של שלמות הצינור.
ריתוך עם מוט טונגסטן בגז אינרטי (איור 1, ב) הוא אמין יותר, אך שיטה זו מובילה לדילול שכבת האלומיניום באתר הריתוך, הפרה של המאפיינים ומאפייני החוזק של אלומיניום באתר הריתוך. . המודרני והאמין ביותר הוא ריתוך קת בלייזר (איור 1, ג): שכבת האלומיניום באתר הריתוך אינה הופכת דקה יותר והתכונות הפיזיקליות והכימיות שלה אינן מופרות.
לאמינות הריתוך חשיבות רבה בעת הרחבת הצינור, למשל, עקב הקפאת מים בתוכו, עלייה בטמפרטורה ובלחץ, מתיחת הצינור בכלי (במקרה של חיבורים באמצעות שרוול מתנייד). התוצאה של ההתרחבות היא תזוזה של שכבות הפוליאתילן והאלומיניום, פגיעה בשכבת הדבק וסיכון לקריעת התפר של רדיד האלומיניום. שלא כמו חיבורי שרוול נעים, אביזרי לחץ מהירים יותר, פחות מסורבלים, זולים יותר ואינם פוגעים בצינור.
השכבה החמישית היא פוליאתילן צולב (PEX).
כשכבה חיצונית המבצעת פונקציות הגנה, יחד עם PEX, נעשה שימוש לאחרונה בפוליאתילן בצפיפות גבוהה REND.
יש להקדיש תשומת לב מיוחדת לצינורות מתכת-פולימר מבטיחים העשויים מפוליאתילן PE-RT/AL/PE עמיד בחום. תכונה של צינורות אלה היא מספר מוגבר של אטומי פחמן קושרים (עד 6) בהשוואה לצינורות PEX
צינורות מתכת-פולימר העשויים מפוליאתילן עמיד בחום מתאימים הן לחימום רדיאטור או לחימום הרצפה, למערכות הפשרת שלגים והן לאספקת מים קרים וחמים.
טכנולוגיית הרכבה
התקנת צינורות העשויים מפוליאתילן צולב מתבצעת באמצעות אביזרי צורה - אלמנטים מחברים ממתכת. בניגוד לשאר מוצרי הפלסטיק המחוברים בצורה דומה, הגמישות של PEX מבטיחה אטימות מקסימלית של המפרקים, ומקדם ההתפשטות הליניארי הנמוך מבטיח שהצינור לא ידלוף במהלך הפעולה.
ישנן שתי אפשרויות חיבור:
- אביזרי דחיסה - קיבוע מתרחש עקב כיווץ עם אום מעל אביזרי ההרחבה.הכלי הנדרש הוא מפתח ברגים;
- אביזרי לחץ - הפלח נלחץ עם שרוול מיוחד, אשר לצורך התקנתו נדרשים מלקחי לחץ ידני או כלי הידראולי.
החיבור של צינורות PEX עם אביזרי דחיסה מתבצע על פי האלגוריתם הבא:
- המוצר נחתך לפי גודל ומנקה מקוצים.
- על הצינור מותקנים אגוז דחיסה וטבעת מפוצלת, המקובעת במרחק של 1 ס"מ מהקצה.
- הצינור נדחף אל פטמת ההתאמה.
- באמצעות כלי - מפתח ברגים, הצינור מכווץ על ידי הידוק האום על האביזר.
חיבור צינור ולחץ PEX
טכנולוגיה לחיבור צינורות מפוליאתילן צולב עם אביזרי לחץ:
- הצינור נחתך לחסר באורך הנדרש, מנוקה מקוצים.
- שני מקטעים מותקנים בחיבור העיתונות עד שהוא נעצר.
- בעזרת מלקחיים לוחצים על קצה המתכת של האביזר עד שהידיים של המלקחיים מתאחדות.
ישנם גם אביזרי פוליאתילן קונבנציונליים המיועדים להלחמה. עבור התקנה כזו, תצטרך כלי להלחמת צינורות, מלחם סיני זול עולה כ 2-3 אלף רובל. הכלי מגיע עם סרטי ראש בקטרים שונים (16, 20 מ"מ וכו').
רצף ההלחמה הוא כדלקמן:
- הצינור נחתך ומפורר.
- המלחם מחומם לטמפרטורת הפעולה.
- צינור ואביזר מותקנים על חרירי מלחם מחומם, שם הם מוחזקים במשך 5-10 שניות, ואז האלמנטים מוסרים ומחוברים זה לזה. לוקח 16-30 שניות לסחוט את הצינור והאביזר.
II. פוליפרופילן
פוליפרופילן מתקבל על ידי פילמור של פרופילן.
הזנים שלו:
- הומופולימר (PP-C);
- בלוק קופולימר (PP-B);
- קופולימר אקראי (PP-RC).
מאפיינים השוואתיים של צינורות העשויים מפוליאתילן צולב (PEX) ופוליפרופילן (PP):
 |
איור זה מציג את "המתח ההיקפי המותר לעומת חיי השירות" עבור פוליאתילן צולב (PEX) ופוליפרופילן (PP-C) בטמפרטורת עבודה של 95°C. ניתן לראות שקצב הירידה בחוזק עם עליית הטמפרטורה וצינורות העשויים מפוליפרופילן גדול בהרבה מזה של פוליאתילן צולב.
הבה נשווה עוד יותר את PEX ו-PP-RC, ניקח בשני המקרים צינורות מסוג PN20 (סוג PN40, למשל, אומר, בהגדרה, שצינור זה יכול לעמוד בלחץ של 40 אטמוספירות ב-20 מעלות צלזיוס למשך 50 שנה) עם קטרים חיצוניים שונים של 20 ו-110 מ"מ והשוו את עובי הדופן:
 |
הבה נשווה כעת את לחצי העבודה המותרים עבור צינורות PN20 בטמפרטורות שונות, אך בתנאי כללי אחד - חיי שירות של 50 שנה:
 |
מהשוואה זו ניתן לראות שצינורות PEX מסוגלים לעמוד בלחצים גבוהים יותר בטמפרטורות גבוהות מצינורות PP-RC.
התקנת צינורות פוליפרופילן בתנאים של הנחה ללא תעלות מתבצעת בחתכים ישרים הדורשים טכנולוגיות מיוחדות לחיבור (ריתוך, הלחמה, דבק), בניגוד לצינורות PEX (שיטות חיבור - הברגה דחיסה או שרוול, תמיד מספקות פשטות ואמינות, כי PEX לצינורות יש זיכרון מולקולרי). מתחים חזקים המתרחשים בצינורות PP דורשים התקנה של התקני פיצוי. צינורות PEX משוללים מכל החסרונות הללו, מכיוון שהם מסלולים גמישים ומפצים את עצמם, שהתקנתם מתבצעת בעזרת מפרצים. החלפת צינורות פלדה ב-PEX בתנאים עירוניים מנצחת על החלפה בפרופילן, מכיוון. במקרה זה נדרשת הנחת תוואי וירטואוזית במיוחד, תוך שמירה על המבנה הקיים של תקשורת אחרת ללא שינוי.
