Труба полиэтиленовая прочность на растяжение
Группа ПОЛИПЛАСТИК – это современное производство и продажа полиэтиленовых труб по всей России, а также в Белоруссии и Казахстане. Предприятия Группы оснащены новым оборудованием, собственный научно-исследовательский центр позволяет непрерывно совершенствовать качество продукции, строгая система контроля гарантирует соответствие изделий стандартам. В числе наших клиентов – государственные организации, коммерческие предприятия и частные заказчики.
На мощностях Группы выпускаются трубы полиэтиленовые для водо- и теплоснабжения, газоснабжения, канализации и дренажа. В ассортименте также представлены фитинги, комплектующие и оборудование для сварки. Продукция проходит добровольную сертификацию и отвечает требованиям промышленной и экологической безопасности.
Преимущества полиэтиленовых труб
Экологическая безопасность при производстве, транспортировке, монтаже и эксплуатации.
Химическая стабильность полиэтилена, отсутствие влияния на органолептические свойства воды.
Отсутствие коррозии, биообрастания и значительных отложений.
Экономическая эффективность — низкая стоимость монтажа и длительный срок эксплуатации (свыше 50 лет).
Высокая пропускная способность благодаря гладкой внутренней поверхности и отсутствию отложений.
Небольшое количество соединений и низкий вес труб упрощает монтаж.
Гибкость труб позволяет сократить количество отводов.
Прокладку труб можно вести при отрицательных температурах.
Возможность применения в разных климатических условиях при температурах окружающей среды от -45 до 40 °С.
Виды полиэтиленовых труб
Для производства трубы из полиэтилена Группа компаний ПОЛИПЛАСТИК использует композиции на основе ПНД. Данный материал характеризуется высоким уровнем физико-механических свойств и технологичностью переработки. Используется для производства труб напорного назначения для газораспределения и холодного водоснабжения, а также для изготовления труб безнапорного назначения для водоотведения.
Характеристики материала следующие:
| Характеристика | Единицы измерения | Величина |
|---|---|---|
| Плотность | г/см3 | 0,930 – 0,965 |
| Температура плавления | °С | 110 – 136 |
| Коэффициент теплопроводности | Вт/м×К | 0,40 – 0,49 |
| Модуль упругости | МПа | 400 – 1103 |
| Предел текучести при растяжении | МПа | 19 – 24 |
| Относительное удлинение при разрыве | % | 500 – 800 |
Выпускается полиэтилен низкого давления трех классов: ПЭ63, ПЭ80 и ПЭ100. Числовое значение в обозначении класса указывает на минимальную длительную прочность (MRS), выраженную в мегапаскалях и умноженную на 10.
MRS – напряжение, определяющее уровень эксплуатационных и технологических свойств материала, полученное путем экстраполяции на срок службы 50 лет (при температуре 20°С) данных испытаний труб на стойкость к внутреннему гидростатическому давлению с нижним доверительным интервалом 97,5% и округленное до ближайшего нижнего значения ряда R10 по ГОСТ 8032 «Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел». Чем выше показатель MRS, тем выше уровень прочностных свойств трубы.
Характеристики классов полиэтилена обусловлены молекулярным составом материала:
- ПЭ 63 – полиэтилен, классифицируемый по MRS 6,3 МПа гомополимер этилена высокой плотности. Чаще используется при производстве труб для водоотведения, так как имеет менее высокий уровень прочностных свойств при эксплуатации под давлением, по сравнению с ПЭ 80 и ПЭ 100.
- ПЭ 80 – классифицируемый по MRS 8,0 МПа сополимер этилена средней или высокой плотности. За счет улучшения структуры материала повышен, по сравнению с ПЭ 63, уровень прочностных свойств.
ПЭ 80 в отличие от ПЭ 63 имеет улучшенные показатели стойкости к медленному распространению трещин. В то же время значения скорости быстрого распространения трещин у этих двух классов полиэтилена близки. Улучшение в стойкости к растрескиванию обуславливается технологией производства полиэтилена, при котором проводится полимеризация (обычно по двухреакторной схеме). Такая организация технологического процесса обеспечивает эффективную сополимеризацию короткоцепных и длинноцепных молекул. В ходе охлаждения получаемого полимера образуется фазовая структура, характеризуемая увеличенной долей проходных молекул между кристаллитами. Повышение длительной и кратковременной прочности обусловлено образованием кристаллических областей, образующихся за счет низкомолекулярной части полимера. - ПЭ 100 – классифицируемый по MRS 10,0 МПа сополимер этилена высокой плотности. За счет особенностей структуры полимера уровень его прочностных свойств выше, чем у ПЭ 63 и ПЭ 80. Марки ПЭ 100 изначально разрабатывались для производства напорных труб газораспределения, из-за чего материал имеет оптимальное сочетание жесткости и стойкости к распространению трещин.
Характеристики полиэтиленовых труб
Максимальное давление, которое способна выдерживать труба из ПНД на протяжении срока эксплуатации, рассчитывается по формуле:
MOP =
2MRS
(SDR — 1) · k
, где
MRS – минимальная длительная прочность, указанная в маркировке материала;
SDR – отношение наружного диаметра трубы к толщине стенки. Показатель имеет обратную зависимость от толщины стенки, следовательно, чем меньше его значение, тем более толстостенной будет труба. При меньшем SDR устойчивость изделий к механическим воздействиям будет выше, но при неизменном внешнем диаметре снижается пропускная способность.
Современные трубы из полиэтилена от Группы ПОЛИПЛАСТИК
Трубопроводы из полиэтиленовых труб популярны не только в России, они с 80-х годов прошлого столетия широко применяются в Европе, что говорит о надежности и перспективности данного вида изделий. На базе собственного научно-исследовательского центра Группы компаний ПОЛИПЛАСТИК ведутся разработки, направленные на создание полимерных композиций, позволяющих придать специальные потребительские свойства изделиям и повысить качество выпускаемой продукции.
Купить полиэтиленовые трубы в Москве и других регионах можно любыми партиями в кратчайшие сроки. Складские запасы готовой продукции и высокие производственные мощности заводов позволяют работать без задержек с крупными заказчиками. В нашей зоне покрытия не только Россия. Часть предприятий находится в странах Таможенного союза, благодаря чему продукция представлена в Казахстане и Белоруссии.
Цена на трубы полиэтиленовые от Группы ПОЛИПЛАСТИК представлена в прайсах по каждому виду изделий. Уточнить подробности, получить информацию о сроках и условиях покупки можно у наших специалистов.
Источник
Автор Монтажник На чтение 7 мин. Просмотров 12.8k. Обновлено 05.12.2020
Свойства полиэтилена (ПЭ) имеют широкое многообразие, но особо можно выделить два: высокую химическую стойкость и неспособность вступать в электрохимические реакции, благодаря чему исключается возможность появления коррозии, присущей стали. Далее приведены Свойства полиэтилена, наиболее полно характеризующие полиэтилен как материал, применяемый для изготовления труб и соединительных деталей.
Свойства полиэтилена — Плотность
Свойства полиэтилена во многом определяются его плотностью. В российских и международных стандартах принята следующая классификация ПЭ по группам плотности, кг/м3:
— ПНП (ПВД) — полиэтилен низкой плотности (полиэтилен высокого давления) — 910-925;
— ПСП (ПСД) — полиэтилен средней плотности (полиэтилен среднего давления) — 926-940;
— ПВП (ПНД) — полиэтилен высокой плотности (поли-этилен низкого давления) — 941-965.
Полимеризацией при высоком давлении получают разветвленный ПНП. Полимеризацией при низком давлении различными методами (газофазный, суспензионный, в растворе) получают линейный полиэтилен. При этом за счет введения сополимеров может быть получен ПЭ различной плотности — от 920 до 960 кг/м3.
Гранулы полиэтилена
Отечественные трубные марки ПНД производятся газофазным методом с использованием бутена-1 в качестве сополимера. Полимеризацией при низком давлении может быть получен ПСП. Внешне трубы из ПНД и ПВД ничем не отличаются, поэтому при отсутствии маркировки или паспорта (документа о качестве) на трубы отличить их довольно трудно.
Если имеются два отрезка трубы — из ПНД и ПВД — одного наружного диаметра с одинаковой толщиной стенки, то при приложении равных нагрузок труба из ПНД сплющивается в меньшей степени. Труба из ПНД более твердая, чем труба из ПВД, при проведении по ней ногтем обычно остается малозаметная царапина, тогда как на поверхности трубы из ПВД она более заметна. При ударе о твердую поверхность детали из ПВД издают глухой звук, а детали из ПНД — относительно звонкий звук.
Высокая плотность и монолитность соединения могут быть получены только при сварке деталей из одного вида и марки термопласта. Трубы из ПЭ, ПП или ПБ, сваренные между собой, не образуют прочного соединения и легко разрушаются при механическом воздействии.
Стойкость к климатическому (атмосферному) старению
Полиэтилен чувствителен к ультрафиолетовым лучам и теплу. Под их воздействием изменяются его цвет и механические характеристики, т.е. он становится более твердым и хрупким. Эти изменения происходят не сразу и становятся заметными только после года хранения труб на открытом воздухе, на солнце и в неблагоприятных климатических условиях. Так как трубы укладываются в траншеи, то опасность атмосферного старения полиэтилена становится минимальной.
Свойства полиэтилена — Стойкость к температурным воздействиям
При температурном воздействии, особенно длительном, полиэтилен в изделии становится более «эластичным», т.е. легко поддающимся деформированию при приложении к нему механических нагрузок. Обычно ПЭ трубы рассчитываются исходя из прочности материала при температуре 20 °С. Если температура ниже этого значения, то проность, как правило, повышается. Это повышение прочности, чаще всего, не учитывается при назначении эксплуатационных параметров трубопровода, но сам факт повышения прочности ПЭ увеличивает коэффициент запаса прочности трубы.
Температура плавления полиэтилена, при которой он переходит из твердого состояния в расплавленное, составляет от 115 до 130 °С. Температура начала размягчения — 110 °С. Температура хрупкости — минус 70 °С.
Свойства полиэтилена — Прочность при растяжении
Значение предела текучести при одноосном растяжении является весьма важной характеристикой ПЭ, т.к. оно указывает о том предельном состоянии материала, по достижении которого в термопласте возникают необратимые деформации. Среднее значение предела текучести ПНП, ПСП и ПВП составляет от 11,0 до 28,0 МПа. Относительное удлинение полиэтилена при пределе текучести составляет 16 %. Разрушающее напряжение — предел прочности при растяжении, составляет более 30,0 МПа.
Относительное удлинение полиэтилена при разрыве
Свойства полиэтилена, значение относительного удлинения при разрыве полиэтилена составляет от 300 до 1000 % при скорости растяжения от 50 до 100 мм/мин и температуре 20 °С. Конкретное значение удлинения при разрыве зависит от скорости растяжения и температуры.
Линейное расширение
Коэффициент линейного расширения полиэтилена в десять раз превышает соответствующий коэффициент для стали. Для полиэтилена он составляет 0,12-0,20 мм/(м-°С), тогда как у стали — 0,011 мм/(м-°С). Это следует учитывать при прокладке трубопроводов из ПЭ труб и соблюдать меры предосторожности.
Релаксационные Свойства полиэтилена
Если ПЭ подвергнуть длительному внешнему воздействию, то со временем внутреннее напряжение ПЭ в изделии уменьшается, т.к. материал как бы адаптируется к новому состоянию — более равновесному.
Свойства полиэтилена — Диффузионная проницаемость
Полиэтилен не является абсолютно герметичным по отношению к диффузионной проницаемости, особенно газов, которая повышается с увеличением температуры. Однако диффузионная проницаемость ПЭ чрезвычайно мала и составляет для газа при давлении до 0,3 МПа — 0,6 м3 на один километр в течение года.
Теплоизоляционные свойства полиэтилена
ППолиэтилен обладает хорошими теплоизоляционными свойствами. Тем не менее, для подземных трубопроводов теплоизоляционные характеристики грунта не менее значимы, чем аналогичные свойства самой полиэтиленовой трубы. Коэффициент теплопроводности полиэтилена составляет в среднем 0,22-0,4 Вт/(м-°С).
Стойкость к химическим веществам полиэтилена
Полиэтилен в изделии обладает хорошей стойкостью к воздействию различных агрессивных химических веществ: азотной кислоты различной концентрации, аммиака (газообразного, сухого, 100%-го, чистого, водного раствора, насыщенного на холоде), технического ацетона, бензина, винной кислоты, любого вина, воды (дистиллированной, деминерализованной, обессоленной, минеральной, морской), солей калия, сжатого воздуха, содержащего масла, солей меди и магния, отходящих газов систем канализации и др., содержащих диоксид углерода, соляную кислоту, диоксид серы, ртуть, сероводород, серу, мочевину, мыльный раствор и пр.
Обладает относительной стойкостью в концентрированной (более 50%) азотной кислоте, бензоле и некоторых других ароматических углеводородах.
Свойства полиэтилена — Горючесть
Свойства полиэтилена при контакте с огнем полиэтилен быстро загорается, плавится и стекает каплями. Пламя при горении — синее, слабосветящееся, с запахом затухающей свечи.
Наиболее опасными токсичными газами, образующимися при сгорании полиэтилена, являются углерода оксид (СО), водорода хлорид (HCI) и углерода диоксид (СО2). Количество СО, выделяющегося при термическом разложении полиэтилена, составляет 9-12 %.
Диоксид углерода в малых концентрациях не представляет большой опасности: его концентрацию 1,5 % в воздухе человек переносит без вреда для организма, но при концентрациях 3,0-4,5 % этот газ становится опасным для жизни человека при получасовом вдыхании. В настоящее время в нашей стране отсутствуют нормативные документы, регламентирующие критические концентрации СО, СО2, HCI и О2 при пожаре. В связи с этим для оценки пожарной опасности пластмассовых трубопроводов литературными источниками рекомендуются следующие критические концентрации: СО — 0,1 %, СО2 — б %, HCI — 5 % и О2 — 17 %.
В качестве замедлителей горения полиэтилена применяются хлор- и бромсодержащие органические соединения. В качестве средств пожаротушения применяются: тонко распыленная вода, вода с добавками поверхностно-активных веществ, пена, огнетушащие порошки, асбестовое полотно и др.
Санитарно-гигиенические свойства
Из полиэтилена в воду могут выделяться некоторые химические вещества в концентрациях, не превышающих предельно допустимую (ПДК). Мигрирующие соединения, как правило, не придают воде привкусов и запахов, но могут вызывать образование быстроисчезающей пены при взбалтывании водных вытяжек.
Для светостабилизации полиэтилена применяют различные сорта сажи, содержащие до 0,5 мг/кг бензопирена. Количество сажи в полиэтилене не должно превышать 2,5 %. Исследования показали допустимость использования труб из ПЭ для транспортирования хлорированной воды. При этом не отмечено значительного увеличения хлоропоглощаемости.
ПНД может выделять в воду те же вещества, что и ПВД, но кроме того — остатки комплексных металлоорганических катализаторов и растворителей. Трубы из ПЭ, облученные дозами ускоренных электронов или лучами, не изменяют вкуса и запаха соприкасающейся с ними воды и не повышают ее окисляемость.
Установлено, что увеличение числа бактерий в стоячей воде, находящейся в ПЭ трубах, вызвано их размножением вследствие органических загрязнений, имеющихся в воде, а не влиянием полимерного материала. Посев бактериальных культур, выделенных из водопроводной воды, в минеральную среду с полиэтиленом порошками различной молекулярной массы в качестве единственного источника углерода доказал, что эти микроорганизмы не в состоянии употреблять полиэтилен. ПВД не влияет на выживаемость в воде кишечной палочки. Таким образом, основным ограничением при использовании полиэтилена в контакте с питьевой водой является опасность изменения ее органолептических Свойства полиэтилена, в основном запаха.
Источник
Большая часть современных трубопроводных систем изготавливается из полиэтилена – полимерного материала с уникальными свойствами, выгодно отличающими его от традиционных строительно-трубных изделий. Новейшие технологии производства позволили поставить прочностные характеристики труб из полиэтилена практически на один уровень со стальными, а по износостойкости и долговечности даже выше.
Основные свойства
Все полиэтиленовые трубы создаются из термопластичного продукта полимеризации низшего углеводорода – этилена, дающего изделиям из него сходные характеристики:
- Плотность материала трубы — 0,94-0,96 г/см3,
- Температура эксплуатации составляет диапазон от -60 до +90 0C, оптимальный режим – от 0 до 40 0C,
- Допустимое рабочее давление содержимого – до 16-ти атм,
- Диаметр полиэтиленовых труб может быть от 20-ти до 1600 мм,
- Толщина стенок делается от 2-х до 60-ти мм.
ВНИМАНИЕ! Указанные числовые показатели верны для большинства марок полиэтилена, но здесь есть исключения. Существуют такие виды полиэтиленовых материалов, изделия из которых способны выдерживать намного более высокие нагрузки – механические, химические и температурные.
Преимущества
Полиэтиленовые трубы имеют очень большой срок службы – более 60-ти лет в стандартных условиях, что объясняется следующими возможностями этого материала:
- Эластичностью, благодаря которой труба не портится даже при замерзании её содержимого. В этом случае она может лишь немного деформироваться – растянуться по диаметру.
- Стойкостью к часто встречающимся химическим реагентам – различным кислотам, спиртам и щелочам, а для некоторых видов даже к жирам и бензопродуктам. Полиэтилен не выдерживает контакта лишь с жидким фтором и хлором, но эти вещества в чистом виде встречаются крайне редко, поэтому такой контакт маловероятен.
- Неподверженностью биологическому разложению посредством гниения и грибка, а также разрушению насекомыми и грызунами.
- Периодом естественного разложения, составляющим более 100 лет.
- Абсолютным отсутствием токсичных выделений, что позволяет использовать их в непосредственных контактах с пищевыми продуктами и прокладывать без дополнительной защиты.
- Способностью быть отличным изолятором для жидкостей и газов, что позволяет не пропускать ничего лишнего ни внутрь, ни наружу.
- Гладкостью внутренних стенок. Этот фактор определяет малый процент их засоряемости и появления наростов.
- Малым весом изделий. Полиэтилен даже легче воды, благодаря чему устройство коммуникативных систем с участием полиэтиленовых труб не требует укрепления опор, особенно прочного крепежа и применения большой физической силы.
- Легкостью монтажных работ. Для соединения отдельных отрезков труб достаточно несильного нагревания либо крепления с помощью раструбов и муфт.
ИНТЕРЕСНО! Полимеризованный этилен может служить отличным звукоизолятором. Использование полиэтиленовых труб вместо их металлических аналогов способствует уменьшению в разы уровня шума, доносящегося из коммуникаций.
Недостатки
При всей универсальности ПЭ труб у них есть недостатки, связанные с особенностями строения материала:
- Изделия не выдерживают высоких температур, они предназначены в основном для транспортировки холодных жидкостей и газов.
- Чистый полиэтилен становится хрупким после продолжительного воздействия солнечных лучей. Для защиты от ультрафиолета трубы подвергают обработке по одной из следующих методик:
- покрывают краской (лучше акриловой),
- загораживают защитными материалами,
- ещё на этапе изготовления добавляют в полиэтилен специальные защитные вещества.
Особенности полиэтиленовых труб
Полиэтилен имеет множество разновидностей, являющихся результатом разных технологий его изготовления. В совокупности с различиями в конструкции мы получаем трубы с разными техническими характеристиками, которые могут быть использованы для самых разных потребностей.
Материалы
Материалом для изготовления ПЭ трубы может служить:
- ПВД – полиэтиленовый продукт малой плотности, изготавливаемый при высоком давлении,
- ПНД – полимер с высокой плотностью, получаемый при низком давлении,
- Сверхмолекулярный, или сшитый полиэтилен, имеющий очень высокую плотность и крепкие межмолекулярные связи, сходные с кристаллической решеткой наиболее прочных твердых веществ.
Чем выше плотность вещества, тем оно тверже, прочнее и тем более высокой температурой плавления обладает. Так, «сшитый» полиэтилен плавится лишь при температуре выше 170-ти 0C, а трубы из него легко принимают давление до 25-ти атм. Однако при этом теряются такие свойства, как эластичность материала и гибкость трубных изделий, которые в некоторых случаях могут оказаться даже полезнее прочности.
Конструкции
В зависимости от предназначения ПЭ трубы изготавливаются:
- Разного диаметра и толщины стенок. Изделия с более толстыми стенками выдерживают большее давление, то есть могут использоваться для напорных или безнапорных водопроводов, канализаций и т.п.,
- Одно-или многослойные, в производстве которых используются одинаковые или разные материалы для изготовления каждого слоя. Дают большую прочность на растяжение и разрыв при сохранении эластичности и гладкости внутренних поверхностей (например, гофрированные снаружи и гладкие внутри).
- Армированные, перфорированные и другие, имеющие более высокие показатели для тех характеристик, которые нужно улучшить для конкретного предназначения трубы.
Источник