Przewodnik po materiałach rur PE: gatunki, właściwości, oceny SDR i wskazówki dotyczące wyboru

Cechą charakterystyczną materiału rurowego PE jest system łączenia na gorąco. Kiedy dwie powierzchnie PE zostaną podgrzane powyżej ich temperatury topnienia i ściśnięte razem, łańcuchy polimeru przeplatają się; po ochłodzeniu złącze tworzy jeden ciągły materiał. Ponieważ nie ma w nim żadnych uszczelek, gwintów ani cementu rozpuszczalnikowego, prawidłowo stopiony rurociąg PE jest w rzeczywistości monolityczny. Dlatego od lat 60. XX wieku polietylen jest standardowym materiałem w sieciach dystrybucji gazu ziemnego w Europie i Ameryce Północnej.

Materiał jest również wyjątkowo lekki. Żywica do rur PE ma gęstość 0,93–0,97 g/cm3, czyli mniej niż gęstość wody. Rura PE100 SDR17 o długości 12 metrów i średnicy 110 mm waży około 25 kg i jest wystarczająco lekka, aby mogło ją przenosić dwóch instalatorów. Już sam ten fakt skraca czas pracy dźwigów, paliwo transportowe i koszty pracy na placach budowy. Aby lepiej zrozumieć polimer, przeczytaj nasz artykuł czym jest rura PE .

Gatunki materiałów PE i typy rur

Materiały na rury z polietylenu są klasyfikowane według ich minimalnej wymaganej wytrzymałości (MRS), czyli naprężenia hydrostatycznego, jakie materiał może wytrzymać bezawaryjnie przez 50 lat w temperaturze 20°C, po zastosowaniu współczynnika bezpieczeństwa.

• PE80 : MRS = 8 MPa, naprężenie obliczeniowe ≈ 6,4 MPa
• PE100 : MRS = 10 MPa, naprężenie obliczeniowe ≈ 8,0 MPa

Wyższy MRS PE100 zapewnia o 25% wyższe naprężenia projektowe niż PE80. Przy tym samym ciśnieniu znamionowym PE100 może mieć cieńszą ściankę, co oznacza niższy koszt materiału i większą przepustowość. W Ameryce Północnej równoważny system oznaczeń wykorzystuje PE4710, który odpowiada żywicy klasy PE100 o zwiększonej odporności na powolny wzrost pęknięć.

W przypadku większości projektów wodno-gazowych PE100 jest obecnie wyborem domyślnym. produkuje Huada Plastics Rura HDPE zarówno w gatunkach PE80, jak i PE100, w średnicach od 20 mm do 1600 mm. Wybór pomiędzy gatunkami zależy od ciśnienia roboczego, agresywności środowiska instalacji i wymaganego projektowego okresu trwałości.

Producenci rur HDPE | Dostawcy Huada, fabryka Jiangyin Huada – doświadczony producent i dostawca rur HDPE. Dostarczanie wysokiej jakości rur PE100 HDPE do wodociągów i instalacji elektrycznych... Zobacz produkt →

Kluczowe właściwości materiału rur PE

Gęstość i waga

Przy masie około 0,95 g/cm3 PE100 jest najlżejszym materiałem konstrukcyjnym na rury na rynku. Waży około jednej czwartej PCV-U i jednej ósmej żeliwa sferoidalnego przy tej samej średnicy nominalnej i klasie ciśnienia. Poniższa tabela pokazuje porównanie PE z innymi popularnymi materiałami na rury.

Odporność chemiczna i korozyjna

PE nie koroduje, nie rdzewieje ani nie ulega atakom galwanicznym. Jest odporny na większość kwasów mineralnych, zasad i wodnych roztworów soli w temperaturze otoczenia. Ograniczeniem jest to, że silne kwasy utleniające, węglowodory aromatyczne i rozpuszczalniki naftowe mogą pęcznieć polimer lub powodować pękanie naprężeniowe w środowisku, dlatego należy zawsze sprawdzać zgodność chemiczną dla mediów przemysłowych.

Elastyczność i siła uderzenia

PE można zgiąć do około 20–25 razy większej średnicy zewnętrznej i nadal powrócić do swojego pierwotnego kształtu. Dzięki tej elastyczności rura może podążać za zakrzywionymi liniami rowów, pochłaniać osiadanie gruntu i wytrzymać obciążenie ruchem drogowym bez czynników zwiększających naprężenia. Odporność na uderzenia pozostaje wysoka w niskich temperaturach, co sprawia, że ​​PE nadaje się do instalacji w zimnym klimacie.

Długoterminowa trwałość

Systemy rur PE są projektowane na minimalny okres użytkowania wynoszący 50 lat przy ciśnieniu znamionowym. Dane regresji branżowej z PPI TR-3 i ISO 9080 pokazują, że PE100 zachowuje integralność przez ponad 100 lat w wielu warunkach glebowych. Pełzanie, powolny wzrost pęknięć i utlenianie są kontrolowane poprzez dobór żywicy i pakietu dodatków. Aby uzyskać głębsze spojrzenie na zachowania związane ze starzeniem się, zobacz naszą analizę długoterminowa trwałość rur PE .

SDR, wartości ciśnienia i wartości graniczne temperatury

SDR (Standard Dimension Ratio) to stosunek zewnętrznej średnicy rury do grubości ścianki: SDR = OD / np . Niższy SDR oznacza grubszą ściankę. Dla danego gatunku materiału maksymalne ciśnienie robocze odpowiada zależności określonej w normie ISO 4427:

P = 2 × σ / (SDR - 1) , gdzie σ jest naprężeniem obliczeniowym (MRS podzielony przez współczynnik bezpieczeństwa C = 1,25).

Temperatura wpływa również na zdolność ciśnieniową. Wartości znamionowe rur PE są określone dla temperatury 20°C; powyżej tego ciśnienia roboczego należy obniżyć stosując współczynniki z poniższej tabeli, które są standardem dla wody PE100 zgodnie z ISO 4427. W przypadku pracy ciągłej w temperaturze powyżej 60°C nie należy stosować standardowego PE; Zamiast tego brane są pod uwagę materiały takie jak PERT lub PVDF.

Fuzja cieplna: łączenie materiału rury PE

Fuzja cieplna jest powodem, dla którego systemy rur PE zapewniają szczelną pracę przez dziesięciolecia. Fuzja tyłków jest podstawową metodą łączenia rur o średnicy zewnętrznej około 90 mm i większej. Końce rur mocuje się w osłonie, przycina w celu uzyskania równoległych powierzchni, a następnie dociska do płyty lustrzanej nagrzanej do temperatury około 210°C. Po określonym czasie wygrzewania lustro jest usuwane, a stopione końce są ściskane razem z kontrolowaną siłą i utrzymywane podczas ostygnięcia. Prawidłowo wykonane złącze doczołowe ma wytrzymałość równą samej ściance rury. Huady Złączki do zgrzewania doczołowego PE — kolana, trójniki, redukcje, kołnierze i zaślepki — obejmują pełny zakres 20–1600 mm i są produkowane tak, aby odpowiadały SDR sąsiedniej rury.

Producenci niestandardowych złączy doczołowych i gniazdowych PE, Chiny Doczołowe i gniazdowe PE Fu Jiangyin Huada jest profesjonalnym producentem OEM złączy doczołowych i gniazdowych z PE oraz fabryką złączy doczołowych i gniazdowych PE,... Zobacz produkt →

Elektrofuzja wykorzystuje złączkę z wbudowanym drutem oporowym. Rura jest wkładana do złączki, a spawarka elektryczna podgrzewa cewkę; ciepło topi wewnętrzną powierzchnię złączki i zewnętrzną powierzchnię rury, które łączą się ze sobą. Elektrooporność jest odpowiednia dla linii o małej średnicy, napraw i zamkniętych przestrzeni, w których nie mieści się sprzęt do zgrzewania doczołowego. Na przykład: koszulka elektrooporowa tworzy odgałęzienie na istniejącej magistrali przy minimalnym wykopie, ponieważ złączka zaciska się wokół rury i wymaga jedynie miejsca na spawarkę. Elektrooporność jest również standardową metodą dla przewodów PE i przyłączy dystrybucji gazu.

Dostawcy trójników elektrooporowych HDPE, hurtownia firmy produkującej koszulki elektrooporowe HDPE - Jia Jako profesjonalni dostawcy OEM trójników elektrooporowych HDPE z Chin i trójniki elektrooporowe HDPE Jiangyin Huada specjalizuje się w hurtowej sprzedaży elektrooporów HDPE... Zobacz produkt →

Typowe zastosowania materiału rurowego PE

Zaopatrzenie w wodę i dystrybucja gazu

Rura PE jest materiałem wybieranym do budowy sieci wodociągowych w Europie, Azji i obu Amerykach. Jest zgodny z normami NSF/ANSI 61 i europejskimi przepisami dotyczącymi wody pitnej, jest odporny na przyleganie biofilmu i nie wprowadza do wody produktów korozji. W dystrybucji gazu ziemnego PE jest domyślnym materiałem na rury od lat 60. XX wieku, ponieważ jego złącza fuzyjne eliminują drogi wycieków typowe dla gwintowanych połączeń stalowych.

Usługi kanalizacyjne, nawadniające i przemysłowe

W kanałach grawitacyjnych i rurociągach wznoszących wykorzystuje się PE ze względu na jego duże długości, które można zwijać, odporność na chemikalia ściekowe i wysoką odporność na ścieranie. Systemy nawadniania w rolnictwie opierają się na rurach PE zapewniających odporność na promieniowanie UV i tolerancję na wodę zawierającą nawozy. W zakładach górniczych i chemicznych linie szlamu PE są trwalsze od stali w warunkach ściernych i wymagają znacznie mniej konserwacji.

Jak wybrać odpowiedni materiał rury PE

Dopasuj te pięć czynników do wymagań swojego projektu:

1. Ciśnienie robocze, w tym zdarzenia udarowe — o SDR decyduje najwyższe ciśnienie, jakiego doświadcza system, a nie tylko wartość nominalna.
2. Temperatura robocza — obniżyć ciśnienie znamionowe powyżej 20 °C; powyżej 60°C, wybierz zamiast tego PERT lub PVDF.
3. Chemia płynów — sprawdzić kompatybilność z transportowanym medium, zwłaszcza pod kątem rozpuszczalników, utleniaczy i węglowodorów.
4. Metoda instalacji — w instalacjach bezwykopowych, takich jak poziome wiercenia kierunkowe, wymagane są gatunki PE100-RC lub PE4710 o zwiększonej odporności na powolny rozwój pęknięć.
5. Warunki środowiskowe — przed ostatecznym określeniem klasy materiału należy ocenić narażenie na promieniowanie UV, zasypkę skalistą, rodzaj gleby i głębokość zamarzania.

Aby zapoznać się ze szczegółowym opisem obliczeń grubości ścian, ciśnienia udarowego i projektowanej trwałości, zapoznaj się z naszą instrukcją praktyczny przewodnik po wyborze rur PE .

Rura PE a inne materiały na rury

Połączenie odporności na korozję, integralności wtopienia i elastyczności sprawia, że PE jest najbardziej opłacalną opcją dla zakopanych rurociągów ciśnieniowych. PVC-U pozostaje konkurencyjny w zastosowaniach w kanałach bezciśnieniowych i przewodach, podczas gdy żeliwo sferoidalne i stal są wybierane, gdy zastosowanie wymaga właściwości metalicznych, takich jak bardzo wysokie ciśnienie, wysoka temperatura lub piony ognioodporne.

Często zadawane pytania dotyczące materiału rur PE