Сшитый полиэтилен что такое: Сшитый полиэтилен | это… Что такое Сшитый полиэтилен?

характеристики, достоинства и правила монтажа

Современные химические технологии позволяют из газа этилена получать материал для производства труб – сшитый полиэтилен. Процесс производства многоступенчатый. Технические характеристики конечного продукта таковы, что позволяют использовать трубы из сшитого полиэтилена для монтажа не только водопроводов, но и систем индивидуального отопления.

Содержание

• Производство сшитого полиэтилена
• Особенности материала
• Достоинства и недостатки
• Сфера применения
• Особенности монтажа

Производство сшитого полиэтилена

Первоначальным сырьем для производства сшитого полиэтилена является простейший газообразный углеводород этилен. Он состоит из 2 молекул углерода и 4 молекул водорода. Путем полимеризации (реакции, в ходе которой молекулы этилена соединяются между собой в длинные углеводородные цепочки с одинаковыми звеньями «Ch3») получают полиэтилен. Материал представляет собой прозрачное термопластичное вещество, которое широко используется для производства, например, бытовых полиэтиленовых пакетов.

Полиэтилен в промышленном производстве получают в гранулированном виде. Этот материал легко плавится, уже при 40 градусах становится мягким. Без дальнейшей обработки получить крепкие трубы для отопления из полиэтилена невозможно.

Для изготовления особо прочного материала (сшитого полиэтилена) простой полиэтилен подвергают дальнейшему химическому и физическому воздействию.

Сшитый полиэтилен — это материал, у которого длинные цепочки молекул одинаково ориентированы и соединены между собой дополнительными боковыми связями. Эти связи возникают вместо пары атомов водорода отобранных у полимерной углеводородной молекулы этилена. Чем больше подобных боковых связей, тем устойчивее сшитый полиэтилен к внешним воздействиям.

Обратите внимание! Количество образующихся сшивающих связей напрямую зависит от способа прошивки.

Существует множество способов отнять атомы водорода у полимерной молекулы этилена. Впервые реакцию осуществил шведский химик еще в прошлом веке, но посчитал, что полученному веществу нет практического применения. У автора технологию выкупила шведская компания, которая маркировала свой продукт как PEX-а. Под этой маркировкой сшитый полиэтилен потребители знают и сегодня.

Существует около 15 способов прошивки полиэтилена. На сегодняшний день в промышленных масштабах применяют 3 способа производства сшитого органического полимера:

1. PEX-A. Обработка полиэтилена пероксидом. Реакцию проводят при повышенном давлении и постоянном контроле температурного режима. Пероксид, являясь окислителем, при разложении отнимает у полимеров атомы водорода, заставляя атомы углерода образовывать связи между собой. В результате образуется трехмерная сетка из очень длинных цепочек-молекул, в которой до 85% атомов углерода имеют боковые связи с соседней молекулой. Сшивание полиэтилена пероксидом является наиболее эффективным методом. Однако особенности технологического процесса повышают стоимость материала на выходе.
2. PEX-B. Трубы этой марки производят в два этапа. На первом в полиэтилен внедряют силан. На втором проводят насыщение продукта водой в присутствии катализатора. Итогом является сшитый полиэтилен, с процентным выходом дополнительных связей от 65%.
3. PEX-C. Сшивка полиэтилена радиационным излучением. Здесь важно следить за пространственной ориентацией изделия относительно источника излучения. Доля образования связей около 60%.

До недавнего времени использовали для производства труб из сшитого полиэтилена сшивку азотом (PEX-D). Сейчас доля таких труб на рынке сошла на нет.

Обратите внимание! Трубы из сшитого полиэтилена отличаются не только ценой, но и эксплуатационными характеристиками, в зависимости от того, по какой технологии они были произведены.

Особенности материала

Сшитый полиэтилен имеет структуру трехмерной сетки с крупными ячейками. Этим уникальным строением объясняются его отличия от других полимерных материалов.

Обратите внимание! Лучшими характеристиками обладают трубы маркировки PEX-A. Альтернативные производственные технологии используют для снижения цены на готовую продукцию.

Особенности труб:

• Сохранение неизменности качеств при минусовой температуре. С трубами из сшитого полиэтилена можно работать при температуре до -20 градусов.
• Способность принимать первоначальную форму после деформирующего воздействия (наличие молекулярной структурной памяти).
• Устойчивость к органическим растворителям, кислотам и щелочам. Исключение составляет 50% азотная кислота.
• Плавится материал начинает при 200 градусах, для возгорания нужна температура в два раза выше.

Производители, для повышения эксплуатационных качеств труб отопления из сшитого полиэтилена, выпускают многослойные или армированные изделия:

• Многослойные трубы имеют дополнительный слой для защиты внутренней части трубопровода от проникновения атмосферного кислорода. В трехслойных изделиях он располагается снаружи и скрепляется с полиэтиленом клеевым слоем. В пятислойных трубных изделиях анти кислородная защита располагается в середине.
• Армированные изделия из сшитого полиэтилена формируются на каркасе из капроновой нити, алюминиевой фольги или кевлара (специального высокопрочного волокна). Они обладают повышенной прочностью к сгибанию, скручиванию, давлению (до 30 атм.), гидроударам.

Достоинства и недостатки

При выборе материалов для монтажа отопительной системы важно взвесить все достоинства и недостатки предлагаемых рынком трубных материалов. В сравнении с классическим металлом, в пользу полимерных труб говорит их цена, устойчивость к коррозии и легкость монтажа.

Достоинства:

• Высокая эластичность не позволит трубе лопнуть, даже если система перемерзнет наполненной водой.
• Вес трубы составляет от 1 до 1,5 кг на погонный метр, что делает транспортировку легкой, а монтаж удобным.
• Идеально выдерживают нагрузки индивидуального водяного отопления. Температура в 95 градусов и небольшое давление позволят вашей системе бесперебойно работать более 50 лет.
• Гладкость внутренней стенки защищает систему от образования накипи и отложений взвешенных частиц. Это значит, что трубы отопления не засорятся со временем.
• Гибкость и высокая эластичность позволяют монтировать систему «теплый пол» без применения фитингов. Это удешевляет монтаж и позволяет сохранить первоначальную целостность трубопровода, что является основным условием для закрытых систем отопления.
• Устойчивость к коррозии.
• Устойчивость к перепадам давления в пределах 10 атм.

К недостаткам относят:

• Быстрое разрушение материала при воздействии солнечных лучей.
• Способность полиэтилена пропускать атмосферный кислород сквозь стенки, что в разы увеличивает скорость разрушения металлических частей трубопровода.
• Жесткая вода способна со временем забить просвет труб отопления. Для предотвращения такого загрязнения на входе рекомендовано устанавливать минеральные фильтры. Особенно важно это для горячего водоснабжения. Для системы отопления достаточно ее заполнять смягченной, очищенной водой.
• Высокую цену труб большого диаметра.

Сфера применения

Промышленность выпускает трубы диаметром от 12 до 250 мм. Однако у потребителей пользуются спросом полдюймовые, три четверти дюйма и дюймовые трубы, которые используют для монтажа бытовых коммуникаций.

В промышленном строительстве трубопроводы их сшитого полиэтилена большого применения не находят, поскольку их стоимость достаточно высокая.

Особенности монтажа

Работать с трубами из сшитого полиэтилена достаточно просто, поскольку монтаж осуществляется посредством использования фитингов. Для работы не требуется специального оборудования или специфических навыков и умений.

Обратите внимание! Сварные соединения труб из сшитого полиэтилена возможны, но они не находят применения в индивидуальном строительстве, поскольку требуют дорогостоящего профессионального оборудования.

Для монтажа бытовых коммуникаций используют два вида фитингов:

• компрессионные – разборный вариант;
• напрессовочные – неразъемное соединение.

Оба вида фитингов имеют корпус со штуцером и герметизирующими прокладками, обжимное кольцо. В компрессионном фиксация осуществляется при помощи накручивания по резьбе обжимной гайки. В напрессовочном роль фиксатора выполняет обжимная гильза.

Последовательность работы:

1. Фитинг раскручивают.
2. В зависимости от типа детали на трубу надевают обжимную гайку или напрессовочную гильзу и разрезное кольцо.
3. Трубу надевают на штуцер, подвигают кольцо и фиксируют соединение.

При работе с компрессионными фитингами для затягивания гайки используют два разводных ключа. Одним удерживают корпус детали, другим аккуратно затягивают гайку. Для обжимания гильзы потребуются пресс-клещи соответствующего диаметра.

Трубы из сшитого полиэтилена: свойства и область применения

Рынок отопительных технологий за последние 20 лет претерпел достаточно серьезные изменения. Появилось большое количество новых материалов, оборудования, а также различных решений по отоплению малых и крупных объектов.

В России изменения эти связаны не только с нововведениями в системы центрального отопления, но и расширением сектора частного отопления. В прошлой статье мы рассмотрели полипропиленовые трубы. В этой речь пойдет о еще одном тип труб, который в РФ стал набирать популярность совсем недавно – трубы из сшитого полиэтилена.

Технические характеристики

Свойства труб из сшитого полиэтилена

Трубы из сшитого полиэтилена обладают высокими прочностными показателями. Благодаря свойствам материала они обладают отличными показателями растяжения на разрыв, а также износостойкости (к стиранию). Хоть материал и устойчив к изменениям условий эксплуатации, лучше не допускать резких и частых перепадов температур в системе. Наличие внутренней гладкой поверхности не допускает образование различных отложений. Поэтому на протяжении всего срока эксплуатации труб их пропускная способность, а значит и эффективность, снижаться не будет.

Стоит отметить высокую стойкость к коррозии, химическую и биологическую устойчивость (какие-либо действия на трубы могут оказывать лишь сильные растворители и тяжелолетучие соединения). Наличие малого линейного расширение достойно компенсируется эластичностью трубы. Особенностью труб из сшитого полиэтилена является эффект памяти. Он восстанавливает форму сам после незначительных деформаций. При сильных с помощью строительного фена: необходимо прогревать место излома. При этом после восстановления труба не теряет свои свойства.Необходимо отметить хороший уровень шумоизоляции, благодаря которому максимально снижается шумность проходящего по трубам теплоносителя.

Трубы из сшитого полиэтилена применяются в широком температурном диапазоне, сохраняя ударопрочность при -50 °C, и прекрасно себя чувствуют в системах отопления с температурой до 95 °C, и, в зависимости от производителя, выдерживая кратковременные нагрузки до 100-120 °C. К тому же, трубы обладают не большим весом, что позволяет их легко транспортировать и монтировать. Для защиты от ультрафиолета и проникновение кислорода и воздуха имеют специальные защищающие слои.

Условия эксплуатации и срок службы

Срок службы труб из сшитого полиэтилена (в прочем, как и всей системы), как и любых других, зависит от условий их эксплуатации. К ним можно отнести температуру теплоносителя, давление в системе, условия трубопрокладки.

Трубы из сшитого полиэтилена хорошо себя чувствуют в изменяющихся условиях. Однако, как и любой другой материал, благодаря этому они подвержены ускоренному «старению», хоть и в меньше степени, чем, например, полипропиленовые. Причем, чем выше температура, тем быстрее процесс старения происходит. С процессом старения связано и давление, которое может выдержать сама труба. Соответственно со временем такое максимально выдерживаемое давление снижается, при этом резкое изменение или аварийные температуры значительно влияют на этот показатель.

Многое зависит и от производства: каким методом трубы сшивались, какая степень сшивки и т.д. Например, точно не известно, какой процент сшивки является лучшим, но если показатель находится около 70% это очень хорошо.

Стоит сказать пару слов и об условиях трубопрокладки. Главное не повредить трубы при монтаже, изначально продумать и заложить в плане маршруты труб, исключить их перегибы и изломы и использовать различные дуги, пружины, гофры если того требуют условия. Для монтажа труб используйте только профессиональное оборудование. Это как минимум минимизирует или исключит возможное проблемы, которые могут быть на уровне монтажа.

Типы труб

Трубы разделяются из сшито полиэтилена разделяются по методу сшивки, а соответственно и по процентному уровню сшивки.

Говорить, что один метод сшивки лучше другого нельзя. Сшитые трубы даже одинаковым методом будут различаться как по прочности, так и по пластичности. Энергия связей так же различна. Равномерность сшивки, как и сама степень, будет различаться не только у разных производителей, но и у одного (значения могут колебаться в пределах нескольких процентов). Трубы, сшитые по одному методу, у одного производителя будут жесткие, у другого гибкие. Пероксидный способ самый дорогой в производстве, и получаемые трубы обладают наибольшей прочностью и устойчивостью к давлению и температурам. Стоит отметить, что трубы, полученные силановым способом, также обладают большой плотностью, и, как следствие, не лучшими показателями гибкости. Самым дешевым является радиационный способ, и благодаря степени сшивки трубы получаются достаточно гибкими и способными работать во всех системах отопления. Однако, не все производители реально могут гарантировать равномерную степень сшивки.

Сейчас также набирают популярность PERT трубы, которые близки по своим показателям трубам PEX, но при этом дешевле в производстве, а, следовательно, находятся в более выигрышном положении на рынке.

Сфера применения

Трубы из сшитого полиэтилена отвечают всем характеристикам, и могут применяться со всеми классами эксплуатации: холодное и горячее водоснабжение, напольное, низкотемпературное, радиаторное отопление. При этом обращайте внимание на рекомендации производителями по эксплуатации, чтобы ваши трубы прослужили вам верно долгий срок.

Сшитый полиэтилен высокой плотности (XLPE) | Poly Processing

Не все резервуары из полиэтилена высокой плотности одинаковы. Хотя они звучат почти одинаково, резервуары для хранения химикатов из линейного полиэтилена и сшитого полиэтилена (XLPE) имеют существенные различия. Эти различия могут повлиять на прибыль вашей организации, безопасность ваших людей и работу вашего предприятия.

Как линейные резервуары из полиэтилена, так и резервуары из сшитого полиэтилена изготавливаются из нагретой смолы для создания отвержденного пластика. Однако различия в их производстве создают очень разные полиэтилены с очень разной структурной прочностью.

Сшивание — это просто образование связей между полимерными цепями. Эти связи, равные по прочности и стабильности основным связям вдоль основной цепи полимера, связывают полимеры вместе, тем самым резко увеличивая молекулярную массу. На самом деле длина полимерных цепей и, следовательно, физические свойства намного лучше, чем можно было бы достичь без сшивания.

В результате получается пластик, обладающий ударопрочностью, прочностью на растяжение и устойчивостью к разрушению, с которыми линейный полиэтилен просто не может сравниться. Эти качества делают сшитый полиэтилен отличным выбором, когда важна целостность резервуара. Структурная целостность, термостойкость и срок службы в большинстве случаев не имеют себе равных.

Poly Processing имеет сертификацию NSF-61 для 38 химикатов на резервуарах из сшитого полиэтилена.

СПЭ СРАВН. Линейный полиэтилен (HDPE)

• XLPE обладает в 10-20 раз большей устойчивостью к растрескиванию под воздействием окружающей среды, чем HDPE.
• Его молекулярная масса в 10 раз превышает молекулярную массу HDPE.
• Прочность на удар и растяжение в 3-5 раз выше, чем у HDPE.

СПЭ СР. Пластик, армированный стекловолокном (FRP)

• XLPE предлагает бесшовную конструкцию для большей прочности.
• При использовании стеклопластика химические вещества могут проникать в волокно, что сокращает срок службы резервуара.
• XLPE может иметь более низкую стоимость владения из-за меньшего объема необходимого обслуживания по сравнению с FRP.
• FRP часто требует особого обращения, чтобы избежать растрескивания.

СПЭ СР. Углеродистая и нержавеющая сталь

• XLPE имеет бесшовную цельную конструкцию, что исключает возможность образования точек химического воздействия и плохих сварных швов.
• В отличие от углеродистой и нержавеющей стали, сшитый полиэтилен обладает очень широкими возможностями химической стойкости и не требует дорогостоящих покрытий.
• XLPE требует ограниченной регулярной проверки в соответствии с последним онлайн-руководством по установке, эксплуатации и техническому обслуживанию.
• XLPE — это экономичное решение для дорогостоящих сплавов.

Дополнительные ресурсы:

• Видео: сравнение сшитого полиэтилена и полиэтилена высокой плотности под давлением

Блог

• : Различия и сходства HDPE и XLPE

Блог

• : Объяснение стандартов испытаний сшитого полиэтилена высокой плотности

Блог

• : Ощутимая разница между резервуарами для хранения из полиэтилена высокой плотности и сшитого полиэтилена

Блог

• : 6 различий между резервуарами из сшитого полиэтилена и стеклопластика

Узнайте больше о преимуществах резервуаров из сшитого полиэтилена высокой плотности по сравнению с резервуарами из пластика, армированного стекловолокном, в нашем руководстве.

Сшитый полиэтилен — wikidoc

Информацию о функции однорангового протокола BitTorrent см. в разделе Пиринговый обмен.

Сшитый полиэтилен , обычно сокращенно PEX или XLPE — форма полиэтилена с поперечными связями. Он формуется в виде труб и используется преимущественно в водяных системах лучистого отопления, водопроводах бытового водоснабжения и изоляции электрических кабелей высокого напряжения. Он также используется для транспортировки природного газа и морской нефти, транспортировки химикатов и сточных вод и шламов. В последнее время он стал жизнеспособной альтернативой поливинилхлориду (ПВХ), хлорированному поливинилхлориду (ХПВХ) или медным трубам для использования в качестве бытовых водопроводных труб. Трубки PEX имеют размеры от 1/4 дюйма до 4 дюймов, но наиболее широко используются трубы 1/2 дюйма, 3/4 дюйма и 1 дюйм.[1]

Содержание

• 1 Свойства
• 2 История
• 3 Классификация
  • 3.1 РЕХ-А (РЕ-Ха, РЕХа)
  • 3.2 PEX-B (PE-Xb, PEXb)
  • 3.3 PEX-C (PE-Xc, PEXc)
• 4 варианта использования
• 5 PEX-AL-PEX
• 6 См. также
• 7 Примечания

Свойства

Почти все материалы PEX изготавливаются из полиэтилена высокой плотности (HDPE). PEX содержит поперечные связи, которые встраиваются в структуру полимера, превращая термопласт в дуромер. Сшивка осуществляется во время или после экструзии трубки. Требуемая степень сшивки, согласно стандарту ASTM F 876-93, находится в пределах 65-89%; более высокая степень привела бы к хрупкости и растрескиванию материала под напряжением.

Улучшены высокотемпературные свойства полимера. Достаточная прочность сохраняется до 120-150°С за счет снижения склонности к течению. Его химическая стойкость повышается за счет сопротивления растворению. Также улучшены его низкотемпературные свойства; повышается его ударопрочность и прочность на растяжение, стойкость к царапинам и сопротивление хрупкому разрушению.

Кабели с изоляцией PEX имеют расчетную максимальную температуру проводника 90°C и до 140°C в аварийном режиме, в зависимости от стандарта, используемого для оценки кабелей с изоляцией PEX. Кабели с изоляцией PEX также имеют номинал проводника при коротком замыкании 250°C. PEX обладает отличными диэлектрическими свойствами, что делает его пригодным для применения в широком диапазоне напряжений от 600 В до 500 кВ.

Можно внести многочисленные модификации в базовую структуру полимера, чтобы максимизировать производительность в процессе производства кабеля. В приложениях среднего напряжения реактивность может быть значительно увеличена. Это приводит к более высокой скорости линии в тех случаях, когда существуют ограничения либо в процессах отверждения, либо в процессах охлаждения в трубах непрерывной вулканизации (CV), используемых для поперечного сшивания изоляции. Изоляция PEX также может быть модифицирована для ограничения количества побочных газов, образующихся в процессе сшивания. Это особенно полезно для кабелей высокого и сверхвысокого напряжения, где требования к дегазации могут значительно увеличить время, необходимое для изготовления кабеля.

История

Первый материал PEX был получен в 1930-х годах путем облучения экструдированной трубы электронным лучом. Этот процесс стал возможным в 1970-х годах, но все еще был дорогим. В 1960-х годах сшивка Энгеля была усовершенствована. В этом методе пероксид смешивают с ПЭВП перед экструдированием, при этом сшивание происходит во время прохождения расплавленного полимера через длинную нагретую головку. В 1968 году был запатентован процесс Sioplas с использованием силана, за которым в 1919 году последовал другой процесс на основе силана, Monosil.74. В 1986 году последовал процесс с использованием винилсилана.[2]

Классификация

В европейских стандартах, адаптированных также для Северной Америки, эти три классификации обозначаются как PEX-A, PEX-B и PEX-C и не связаны с какой-либо рейтинговой системой. Все получаемые в результате трубные изделия из PEX соответствуют стандартам и оцениваются по стандартам ASTM, NSF International и Канадской ассоциации стандартов, по которым они проходят испытания и сертификацию. Списки и сертификаты, которым соответствует каждый продукт, напечатаны на линии печати трубки, чтобы гарантировать, что продукт используется в надлежащих областях, для которых он был разработан.

PEX-A (PE-Xa, PEXa)

PEX-A производится пероксидным методом (Engel). Этот метод выполняет «горячую» сшивку выше температуры плавления кристалла. Он обеспечивает более последовательное и равномерное сшивание с лучшим контролем над производственным процессом. Однако этот процесс занимает больше времени и имеет тенденцию быть более дорогим, чем два других метода, потому что полимер должен выдерживаться при высокой температуре и давлении в течение длительного времени в процессе экструзии. Сшитые связи находятся между атомами углерода. Степень сшивки выше 70%.

PEX-B (PE-Xb, PEXb)

Силановый метод, также называемый методом «отверждения влагой», дает PEX-B. В этом методе сшивка осуществляется во вторичном процессе после экструзии, в результате чего образуются сшивки между сшивающим агентом. Процесс ускоряется теплом и влагой. Сшитые связи образуются между атомами углерода и кремния.

PEX-C (PE-Xc, PEXc)

PEX-C производится методом электронного облучения в процессе «холодной» сшивки (ниже температуры плавления кристалла). Он обеспечивает менее однородное сшивание с более низкой степенью, чем метод Энгеля, особенно при диаметре труб более одного дюйма (2,5 см), и если процесс не контролируется должным образом, внешний слой трубок может стать хрупким. Тем не менее, это самый чистый и безвредный для окружающей среды метод из трех, поскольку в нем не используются другие химические вещества и используются только высокоэнергетические электроны для расщепления углерод-водородных связей и облегчения образования поперечных связей.

Использование

PEX стал претендентом на использование в бытовых водопроводах благодаря своей гибкости. Его можно повернуть на 90 градусов либо широким поворотом, либо с помощью переходника; ПВХ, ХПВХ и медь требуют угловых соединений. Он также имеет возможность непрерывной прокладки труб непосредственно от точки распределения до нужного выпускного устройства без резки или сращивания; это снижает потребность в потенциально слабых и дорогостоящих соединениях. Стоимость материала также может быть примерно на 20% меньше, чем у альтернатив, а установка намного менее трудоемка. ^[1]

Трубы PEX также стали самым популярным способом транспортировки воды в водяных системах лучистого отопления. В этих системах PEX используется для подачи горячей воды от источника тепла к плинтусу или радиаторам. Трубы PEX с кислородным барьером должны использоваться, когда в системе лучистого отопления присутствуют железосодержащие компоненты. Если в этих системах не используется кислородный барьер, железные компоненты будут ржаветь. Однако, если система лучистого отопления не содержит компонентов, содержащих железо, можно использовать стандартные трубы PEX.

Выгодные свойства РЕХ также делают его кандидатом на постепенную замену металлических и термопластичных труб, особенно в областях с длительным сроком службы, поскольку ожидаемый срок службы труб РЕХ достигает 50-200 лет.

Высокосшитый полиэтилен под торговой маркой Дюрасул используется в искусственных суставах как износостойкий материал.

Некоторые применения PEX также были замечены в реставрации зубов в качестве композитного пломбировочного материала.