I. Polyetylen liên kết ngang
Nhu cầu cấp thiết sử dụng polyetylen ở nhiệt độ và áp suất cao hơn (cho hệ thống sưởi ấm và nước nóng) đã dẫn đến sự phát triển của các phương pháp sản xuất polyetylen trọng lượng phân tử cao. Điều này đạt được bằng cách hình thành các liên kết chéo polyme bổ sung dưới áp suất cao. Quá trình này được gọi là liên kết ngang và polyetylen thu được theo cách này là polyetylen liên kết ngang (hoặc PEX).
Liên kết chéo polyetylen được hiểu là quá trình liên kết các đơn vị phân tử thành một mạng lưới ba chiều có mắt lưới rộng do sự hình thành của các liên kết chéo.
Khi liên kết chéo trong chuỗi phân tử chứa nguyên tử cacbon và hydro, dưới tác động của các yếu tố nhất định, các nguyên tử hydro riêng lẻ bị xé ra khỏi liên kết của các phân tử polyetylen. Liên kết tự do hình thành được sử dụng để kết nối các chuỗi với nhau.
Nhu cầu về ống PEX đã dẫn đến sự phát triển của các công nghệ khác nhau để sản xuất, điều này ảnh hưởng đáng kể đến đặc tính tiêu dùng của sản phẩm cuối cùng.
Để bắt đầu, chúng tôi lưu ý các tính năng đặc biệt có trong tất cả các loại PEX:
- tăng khả năng chống nhiệt độ và áp suất;
- bộ nhớ phân tử hoặc khả năng khôi phục hình dạng sau khi uốn cong hoặc đóng băng quá mức của hệ thống;
- khả năng chống lại sự hình thành các vết nứt "chậm" và "nhanh", tức là khả năng của vật liệu để duy trì tính đàn hồi và các đặc tính khác trong một thời gian dài - tuổi thọ của hệ thống.
Có ba cách để sản xuất công nghiệp ống PEX:
- peroxide hoặc PEX-A
- silan hoặc PEX-B
- bức xạ hoặc PEX-C
PEX-C: liên kết chéo (bằng tia X cứng) không đồng đều về độ dày. Ở bề mặt ngoài, quá trình liên kết ngang lớn nhất của các phân tử được quan sát thấy. Cái bên trong có cái thấp nhất. Tỷ lệ liên kết chéo trung bình là 78%.
PEX-B: quá trình liên kết ngang (phương pháp hóa học sử dụng silan) tiến hành từ hai bề mặt - bên ngoài và bên trong sâu vào thành ống. Trong trường hợp này, cả hai bề mặt đều cho thấy tỷ lệ liên kết chéo cao, với tỷ lệ phần trăm nhỏ nhất ở giữa chiều dày ống. Tỷ lệ liên kết chéo trung bình là khoảng 75%.
PEX-A: điểm đặc biệt của phương pháp hóa học này là polyetylen và chất khơi mào liên kết chéo - peroxit được trộn đều sơ bộ. Liên kết ngang được thực hiện dưới áp suất cao ở trạng thái nóng chảy. Với phương pháp này, tỷ lệ liên kết chéo đạt được cao, trung bình là 85%.
Ống PEX-B và PEX-C được sử dụng để sưởi ấm và cấp nước nóng, nhưng do cấu trúc khác thường của vật liệu, chúng có một số hạn chế liên quan đến độ dẻo và độ bền của vật liệu này.
Ống PEX-A có độ bền và đặc tính nhiệt tối ưu. Tỷ lệ liên kết chéo cao cung cấp các đặc tính cần thiết để sử dụng trong hệ thống sưởi và nước nóng.
Trực tiếp về thị trường
Không có gì bí mật khi có rất nhiều sản phẩm nhái với giá rẻ của các thương hiệu đáng tin cậy trên thị trường. Chúng không chịu được các thử nghiệm nhiệt độ và áp suất, thử nghiệm độ bền kéo và không tương ứng với các đặc tính của nguyên liệu thô đã công bố. Theo quy định, đây là hàng giả từ Đông Nam Á, được sản xuất tiết kiệm nguyên liệu và công nghệ, không có bất kỳ sự kiểm soát nào. Vì vậy, khách hàng nhận được không ai biết gì, và sau đó không thể bù đắp cho những thiệt hại của mình. Tình hình hiện nay rất đáng báo động do có rất nhiều “chuyên gia” làm việc trên thị trường xây dựng, tự tay mua ống và lắp đặt cho khách hàng tư nhân. Làm việc với các đường ống polyme, họ hoàn toàn biết rõ họ đang xử lý những gì (đặc biệt là ống nhựa-kim loại), họ biết về sự phân tách và rò rỉ.
III. Ống kim loại-polyme kim loại-nhựa.
Lớp đầu tiên là polyethylene liên kết ngang (PEX). Ống nhựa kim loại hiện đại (PEX-al-PEX) bao gồm năm lớp, mỗi lớp ảnh hưởng đến chất lượng, độ tin cậy và độ bền của toàn bộ đường ống.
Các đặc điểm ngắn gọn của PEX được trình bày ở đầu phần này của trang web. Như một quy luật, nhà sản xuất cố gắng chọn tỷ lệ giá cả chất lượng tối ưu nhất.
Lớp thứ hai và thứ tư là thành phần kết dính.
Như đã biết, hệ số giãn nở nhiệt tuyến tính của polyetylen và nhôm là khác nhau, và trong quá trình vận hành, các lớp khác nhau của ống giãn nở khác nhau, điều này dẫn đến ứng suất đáng kể trong cấu trúc, có thể dẫn đến vi phạm tính toàn vẹn và phá hủy sau đó của đường ống. Đây là một trong những nhược điểm chính của ống nhựa kim loại, mà các nhà sản xuất đang cố gắng giảm thiểu bằng cách cải thiện thành phần chất kết dính được sử dụng để liên kết nhôm với polyme.
Vấn đề về độ vững chắc của kết nối "polyme-nhôm" chỉ được giải quyết đối với các đường ống, trong quá trình sản xuất, thành phần chất kết dính chất lượng cao đặc biệt được sử dụng để cố định các lớp.
Lớp thứ ba là lớp giấy nhôm.
Cho đến nay, ba phương pháp chính để hàn lớp nhôm được sử dụng, khi chọn ống phải đặc biệt chú ý đến cả bản thân lớp nhôm và phương pháp hàn. Các nhà sản xuất ống kim loại-polyme sử dụng cả nhôm nguyên chất và hợp kim đáng tin cậy hơn
Hàn lớp nhôm có lớp chồng lên nhau (Hình 1, a) được thực hiện bằng súng siêu âm thực hiện "cauterization" tại chỗ của các lớp. Phương pháp này có một số nhược điểm đáng kể: nhược điểm đầu tiên là không có mối hàn liên tục và kết quả là kết nối chất lượng cao; thứ hai - các cạnh của lá nhôm, khi nhiệt độ và áp suất thay đổi, bắt đầu di chuyển và phá vỡ polyetylen và lớp chất kết dính, vi phạm tính toàn vẹn của đường ống.
Hàn bằng que vonfram trong khí trơ (Hình 1, b) đáng tin cậy hơn, nhưng phương pháp này dẫn đến mỏng lớp nhôm tại vị trí hàn, vi phạm các đặc tính và đặc tính độ bền của nhôm tại vị trí hàn . Hiện đại và đáng tin cậy nhất là hàn đối đầu bằng laser (Hình 1, c): lớp nhôm tại vị trí hàn không trở nên mỏng hơn và các tính chất vật lý và hóa học của nó không bị vi phạm.
Độ tin cậy của hàn có tầm quan trọng lớn khi mở rộng đường ống, ví dụ như do nước bên trong đóng băng, nhiệt độ và áp suất tăng lên, kéo căng đường ống bằng dụng cụ (trong trường hợp kết nối sử dụng ống bọc có thể di chuyển được). Hậu quả của sự giãn nở là sự dịch chuyển của các lớp polyetylen và nhôm, làm hỏng lớp kết dính và có nguy cơ làm rách đường nối của lá nhôm. Không giống như các kết nối tay áo có thể di chuyển, phụ kiện ép nhanh hơn, ít cồng kềnh hơn, rẻ hơn và không làm hỏng đường ống.
Lớp thứ năm là polyethylene liên kết chéo (PEX).
Là lớp bên ngoài thực hiện chức năng bảo vệ, cùng với PEX, gần đây polyethylene REND mật độ cao thường được sử dụng.
Cần đặc biệt chú ý đến các ống polyme kim loại có triển vọng làm bằng polyetylen chịu nhiệt PE-RT / AL / PE. Một tính năng của các ống này là số lượng nguyên tử carbon liên kết tăng lên (lên đến 6) so với ống PEX
Ống kim loại-polyme làm bằng polyetylen chịu nhiệt thích hợp cho cả hệ thống tản nhiệt hoặc sưởi sàn, hệ thống làm tan tuyết, cũng như cấp nước lạnh và nóng.
Công nghệ gắn kết
Việc lắp đặt các đường ống làm bằng polyetylen liên kết ngang được thực hiện bằng các phụ kiện định hình - các phần tử kết nối bằng kim loại. Không giống như các sản phẩm nhựa khác được kết nối theo cách tương tự, độ đàn hồi của PEX đảm bảo độ kín tối đa của các mối nối, và hệ số giãn nở tuyến tính thấp đảm bảo đường ống không bị rò rỉ trong quá trình vận hành.
Có hai tùy chọn kết nối:
- phụ kiện nén - sự cố định xảy ra do đai ốc bị gấp khúc trên khớp nối giãn nở.Công cụ cần thiết là một cờ lê;
- phụ kiện máy ép - phân đoạn được ép bằng ống bọc đặc biệt, để lắp đặt cần kẹp máy ép bằng tay hoặc dụng cụ thủy lực.
Việc kết nối ống PEX với phụ kiện nén được thực hiện theo thuật toán sau:
- Sản phẩm được cắt theo kích thước và làm sạch các gờ.
- Trên đường ống có lắp đai ốc nén và vòng chia, được cố định cách mép 1 cm.
- Đường ống được đẩy vào núm vú vừa vặn.
- Sử dụng một công cụ - cờ lê, đường ống được uốn bằng cách siết chặt đai ốc trên ống nối.
Ống PEX và ống nối ép
Công nghệ nối ống làm bằng polyetylen liên kết ngang với phụ kiện ép:
- Ống được cắt thành các khoảng trống có chiều dài yêu cầu, làm sạch các gờ.
- Hai phân đoạn được lắp vào khớp nối báo chí cho đến khi nó dừng lại.
- Với sự trợ giúp của kẹp bấm, mép kim loại của khớp nối sẽ được ép cho đến khi tay của kẹp chặt vào nhau.
Ngoài ra còn có các phụ kiện polyetylen thông thường được thiết kế để hàn. Để lắp đặt như vậy, bạn sẽ cần một công cụ để hàn ống, một mỏ hàn rẻ tiền của Trung Quốc có giá khoảng 2-3 nghìn rúp. Công cụ đi kèm với băng đô cho các đường kính khác nhau (16, 20 mm, v.v.).
Trình tự hàn như sau:
- Đường ống bị cắt và vỡ vụn.
- Mỏ hàn được làm nóng đến nhiệt độ hoạt động.
- Một đường ống và một ống nối được gắn trên các đầu phun của một mỏ hàn được nung nóng, nơi chúng được giữ trong 5-10 giây, sau đó các phần tử được tháo ra và nối lại với nhau. Mất 16-30 giây để bóp ống và lắp.
II. Polypropylene
Polypropylene thu được bằng cách trùng hợp propylene.
Các giống của nó:
- homopolymer (PP-C);
- đồng trùng hợp khối (PP-B);
- đồng trùng hợp ngẫu nhiên (PP-RC).
Các đặc điểm so sánh của đường ống làm bằng polyethylene liên kết ngang (PEX) và polypropylene (PP):
 |
Hình này cho thấy "ứng suất chu vi cho phép so với tuổi thọ sử dụng" đối với polyethylene liên kết ngang (PEX) và polypropylene (PP-C) ở nhiệt độ hoạt động 95 ° C. Có thể thấy tốc độ giảm độ bền khi nhiệt độ tăng và ống làm bằng polypropylene lớn hơn nhiều so với ống polyethylene liên kết ngang.
Hãy để chúng tôi so sánh thêm PEX và PP-RC, trong cả hai trường hợp, ống thuộc loại PN20 (ví dụ: loại PN40, có nghĩa là, theo định nghĩa, ống này có thể chịu được áp suất 40 atm ở 20 ° C trong 50 năm) với các đường kính ngoài khác nhau của 20 và 110 mm và so sánh độ dày của tường:
 |
Bây giờ chúng ta hãy so sánh áp suất làm việc cho phép đối với ống PN20 ở các nhiệt độ khác nhau, nhưng trong một điều kiện chung - tuổi thọ 50 năm:
 |
Từ sự so sánh này có thể thấy rằng ống PEX có thể chịu được áp suất cao hơn ở nhiệt độ cao hơn so với ống PP-RC.
Việc lắp đặt ống polypropylene trong điều kiện đặt ống không có kênh được thực hiện bằng các đoạn thẳng đòi hỏi công nghệ kết nối đặc biệt (hàn, hàn, keo), không giống như ống PEX (phương pháp kết nối - ren nén hoặc ống bọc, luôn mang lại sự đơn giản và độ tin cậy, bởi vì PEX đường ống có bộ nhớ phân tử). Ứng suất mạnh xảy ra trong ống PP đòi hỏi phải lắp đặt các thiết bị bù. Các đường ống PEX được loại bỏ tất cả những thiếu sót này, bởi vì chúng là các tuyến linh hoạt và tự bù đắp, việc lắp đặt chúng được thực hiện với sự trợ giúp của các cuộn dây. Thay thế các ống thép bằng PEX trong điều kiện đô thị sẽ thắng hơn việc thay thế bằng các ống propylene, bởi vì. trong trường hợp này, cần phải bố trí tuyến đường đặc biệt điêu luyện, giữ nguyên cấu trúc hiện có của các thông tin liên lạc khác.
