Производство труб из сшитого полиэтилена с повышенной долговечностью при высоких температурах эксплуатации

• Автор: Кикель, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 144 с. : ил.

Оглавление

1. Введение.

2. Литературный обзор.

2.1. Состояние вопроса в области использования труб горячего

водоснабжения и отопления.

2.2. Структурные особенности и свойства сшитых полиэтиленов

2.3. Методы получения сшитого полиэтилена

2.3.1 Радиационное сшивание ПЭ.

2.3.2. Перекисное сшивание.

2.3.3. Силанольное сшивание

2.4. Технологическое оформление процессов получения силанольносшитого полиэтилена

2.5. Перспективы использования силанольного сшивания и его преимущества по сравнению с другими методами получения сшитого полиэтилена
3. Объекты и методы исследования.
4. Результаты эксперимента и их обсуждение.
4.1. Сравнительный анализ структуры и свойств сшитого различными методами полиэтиленов
4.2. Влияние температуры на механические характеристики образцов труб из полиэтилена, сшитого различными методами.
4.3. Релаксационные характеристики сшитого различными методами ПЭ
4.4. Влияние природы полимерной матрицы на эффективность силанольного сшивания, структуру и свойства сшитого ПЭ
5. Разработка эффективной технологии получения труб из силанольносшитого полиэтилена
6. Практическая реализация результатов исследования.
7. Выводы.
8. Литература.
9. Приложения.
1. Введение.
Актуальность


Некоторые производители полимеров начали изготавливать полиэтилен четвертого поколения РЕ-5, позволяющий выпускать трубы с меньшей толщиной стенки [4]. Таким образом, сополимеры этилена могут успешно использоваться для производства труб горячего водоснабжения, однако их долговечность не соответствует требованиям эксплуатации в системе ЖКХ России по применяемым давлениям и температурам (до °С). Трубопроводы бытового назначения в Европе обычно используются для подачи горячей и холодной воды по напорным сетям отопления и питьевого водоснабжения в зданиях. С. В России рабочая температура теплоносителя достигает °С, а аварийная - до 0°С. Компания Dow [] разработала специальные трубы из сополимера этилена с октеном - линейного полиэтилена низкой плотности Dowlex, впоследствии обозначенные как PE-RT (Polyethylene of Raised Temperature Resistance -трубы из полиэтилена с повышенной температуростойкостыо - PE-RT). Эти трубы по сравнению с трубами из сшитого полиэтилена более технологичны в производстве. Усовершенствование разработки технологического процесса и развитие катализаторов дают возможность управляемого введения и размещения сомо-номера в основной цепи полимера. При этом получают ПЭ, которые при заданной жесткости сочетают хорошие эксплуатационные показатели при высоких температурах с гибкостью и уменьшенной длительной ползучестью, что обеспечивается цепями - связками, т. Наиболее эффективно использование в качестве сомономера окте-на-1. PE-RT имеет великолепную длительную прочность без необходимой сшивки. Полиэтилены Dowlex успешно используются в системах горячего водоснабжения и отопления в течение почти лет. Расчетный срок службы труб при °С составляет около 6 лет. Они пригодны к использованию при отрицательных температурах. Граничные температуры применения труб из PE-RT при давлении 0,6 МПа от - до +°С, кратковременные +°С. Трубы применяют для стандартных систем отопления и водоснабжения, однако интервал рабочих температур ограничен, характеризуются более низкой стойкостью к давлениям. На его основе возможно получать трубы большого диаметра, в частности, промышленных и многослойных структурированных труб. Такие трубы рассчитаны на работу при более высоких температурах, чем применяемые в настоящее время трубы из HDPE. Из других полиолефинов для внутренних систем холодного и горячего водоснабжения используют также сополимер пропилена с этиленом - рандом сополимер (ПП-Р) [3, -] и полибутен (ПБ) []. Состояние и перспективы развития рынка ПП в России и странах СНГ освещены в []. Там же даны сравнительные свойства ПП и ПЭ. Основным изготовителем труб в России на основе рандом-сополимера является НПО «Стройполимер», г. Москва. В системах горячего водоснабжения при Т=°С расчетный срок службы не менее лет. На этом же предприятии освоено производство трубопроводов для тепловых сетей на основе РР-ІІ с теп-логидроизоляцией из пенополиуретана, что позволило уменьшить потери тепла с фактических -% до 2-3%, снизить капитальные затраты в 1,5 раза, а эксплуатационные - в 9 раз [ -]. Преимущество ПП-Р груб в том, что их можно сваривать, используя дешевые приварные соединительные изделия. В отличие от полиэтиленовых труб, которые поставляются в бухтах, РР-ІІС трубы выпускаются в виде мерных отрезков. Недостатком является недолговечность узла присоединения к металлическим частям трубопровода, из-за значительной разницы ТКЛР полимера и металла, что приводит к нарушению герметичности стыка; большая толщина стенок труб; проблемы контакта с хлором. Мало используется в Европе из-за большей толщины стенки труб. Кроме того, темп снижения прочности с ростом температуры у труб из ПП значительно больше, чем у сшитого ПЭ []. Допустимые рабочие давления при Т=°С для труб РЫ- из РР-ЛС составляет 5,7 атм. ПЭ при сроке эксплуатации лет 8,6 атм. В работе [] для напорных труб в системах водоснабжения и отопления рассматривается использование полибутена ПБ. ПБ обладает пониженной способностью к ползучести и слабо выраженной зависимостью механических свойств от температуры.