Поломка полипропиленовых пластиковых труб: сроки, причины и устранение

Для применения со сжатым воздухом необходимы как металлические, так и пластиковые трубы

Металлические трубы использовались и устанавливались для жидкостей и газов с середины 19 века. Металлические трубы прочны, безопасны и обеспечивают отличные эксплуатационные характеристики для многих требовательных услуг. Пластиковые трубы являются альтернативой металлическим трубам для многих жидкостей. Они не обладают такими же характеристиками высокого давления, но обладают высокой коррозионной стойкостью. Они не ржавеют, не окалины, ямы или коррозии. Они легкие и простые в установке, что делает их отличным выбором для многих применений с жидкостями. За десятилетия пользователи узнали, что система пластиковых трубопроводов при правильном выборе и установке требует минимального обслуживания и будет служить много лет. Поскольку термопластиковые трубы являются идеальным выбором для транспортировки жидкостей, как пластиковые трубы будут работать со сжатым воздухом? В этой статье основное внимание будет уделено пригодности систем пластиковых труб, а также методологии соединения в системах сжатого воздуха.

Термопластичные материалы для труб

Существует два основных типа пластиковых материалов – термопластичные и термореактивные. Мы сосредоточимся на термопластах и обсудим некоторые из них. Термопластичные материалы перерабатываются в расплаве. Термопластичные смолы можно подвергать термической обработке и либо экструдировать в формы, такие как трубы, либо формовать компоненты, такие как фитинги. Термопласт подразумевает, что материал обрабатывается и может быть переработан путем плавления и формования с использованием тепла. Существуют три основные группы термопластичных материалов, используемых для изготовления трубопроводов: винилы, олефины и фторполимеры. Виниловые материалы включают поливинилхлорид (ПВХ) и хлорированный поливинилхлорид (ХПВХ). Олефиновые материалы включают полиэтилен (ПЭ) и полипропилен (ПП). Существует несколько фторполимерных материалов, таких как Halar (ECTFE) и PVDF. Кроме того, существует акрилонитрилбутадиенстирол (АБС), относящийся к своему классу.

Пластиковые трубы для сжатого воздуха и стандарты OSHA (отбор вариантов)

Варианты труб из термопластика для сжатого воздуха ограничены. Прежде всего, это связано с катастрофическим режимом разрушения многих пластиков. Это основная причина, по которой ПВХ и ХПВХ не следует использовать в системах сжатого воздуха. Трубы из ПВХ и ХПВХ выходят из строя небезопасным, катастрофическим образом. Стандарты OSHA гласят, что если для подачи сжатого воздуха или газа используются термопластичные материалы для трубопроводов, «трубы должны быть изготовлены из ударопрочного материала или заключены в него». (Стандартная интерпретация OSHA от 28 февраля 1991 г.).

Режим катастрофического отказа PVC Schedule 40.

Полипропиленовые (ПП) трубы могут быть небезопасны в холодных условиях без кожуха, так как они становятся более хрупкими при понижении температуры. Доступны трубы ABS, предназначенные для сжатого воздуха, но они не совместимы со всеми компрессорными смазками и могут выйти из строя из-за использования несовместимой смазки. Фторполимерные материалы, такие как PVDF и халар, стоят слишком дорого.

Полиэтилен (ПЭ) Материал

Полиэтилен может быть разработан для работы со сжатым воздухом. Обладает отличными физико-механическими свойствами и широкой химической стойкостью. Материал сохраняет свои пластические свойства значительно ниже 0°F (<-40°F). Если бы он потерпел неудачу, он потерпел бы неудачу в безопасном режиме. Этот ударопрочный материал просто раздуется и порвется, сохраняя целостность материала трубы.

Пластичное разрушение Air-Pro® компании Asahi/America из-за избыточного давления в безопасном режиме во время испытания на разрыв (давление ≥ 800 фунтов на кв. дюйм).

Полиэтиленовая смола для сжатого воздуха должна быть специально разработана, чтобы выдерживать окислительный эффект сжатого воздуха для обеспечения долговременной работы. Стандартные внутренние трубы из полиэтилена высокой плотности в США, такие как PE4710, предназначены для жидкостей, но не для сжатого воздуха. Европейские производители полиэтиленовых смол формулируют класс смолы, известный как PE100, для работы как с жидкостями, так и с воздухом/газом. Трубопроводная система из PE100, разработанная специально для применения со сжатым воздухом, продается в Северной Америке с 1992 года. В 1993 году Управление по охране труда штата Калифорния выпустило письмо, подтверждающее, что эта специально разработанная трубопроводная система из PE100 соответствует требованиям испытаний в Калифорнии и может быть установлена в системах со сжатым воздухом. Этот сертификат был обновлен и повторно выдан в марте 2021 года. С 1993 года в Северной Америке были установлены тысячи систем трубопроводов сжатого воздуха из PE100 для различных применений без каких-либо опасных отказов.

Методы соединения труб PE100

Трубы и фитинги из полиэтилена ПЭ100 могут быть соединены методом плавления, который представляет собой разновидность плавления. Соединение тепловым сплавом соединяет две расплавленные поверхности вместе и позволяет им охлаждаться под давлением. В результате этого процесса получается одна непрерывная деталь без каких-либо посторонних материалов или швов. Сварной шов такой же прочный, как и сама труба. Трубы и фитинги ПЭ100 соединяются раструбным или стыковым соединением. При раструбной сварке труба вставляется в раструбные фитинги с небольшим конусом; конический фитинг увеличивает давление трубы до упора в фитинг. Вся глубина вставки является зоной сварки. Фитинги для стыковой сварки имеют такой же внутренний диаметр (ID) и внешний диаметр (OD), что и трубы для сварки встык. Две трубы могут быть соединены встык без муфты. Сварка встык всегда дает внешний и внутренний валик. Надежность и целостность стыковых сварных швов полиэтилена общепризнанны. Газовая промышленность США десятилетиями использует полиэтиленовые трубы, сваренные встык, для подземных газоснабжающих предприятий.

Трубы и фитинги Air-Pro® компании Asahi/America соединяются немеханическим методом сварки встык и в раструб, как показано на рисунке.

Две философии соединения труб со сжатым воздухом

Важно понимать, как соединяются трубы. Утечки дороги и расточительны. Отверстие ¼ дюйма при 100 фунтах на квадратный дюйм теряет около 104 кубических футов в минуту (куб. футов в минуту) и может стоить до 10,000 XNUMX долларов в год. Утечки в соединениях являются распространенной причиной потерь энергии сжатого воздуха. Есть две философии объединения, которые следует учитывать:

Механическое соединение: Системные соединения, в которых используется прокладка, уплотнительное кольцо, трубный герметик и т.п. для создания уплотнения в системном соединении. Примеры могут включать соединения фланец-фланец, резьбовые соединения, компрессионные соединения, соединения с нажимной посадкой и соединения типа «про-пресс».
Немеханическое соединение: системные соединения, обеспечивающие неразъемное соединение. Обычно называемые сварными соединениями, они включают паяные и паяные соединения меди, а также сварные материалы из стали и нержавеющей стали. Сварные соединения также включают гомогенные соединения, полученные раструбным и стыковым сплавлением полиолефинов, а также соединения винила и АБС, «клееные растворителем».

Почему в отрасли сжатого воздуха нужны оба варианта соединения?

Есть много объектов, которые требуют плановой настройки и перенастройки своей работы. Пивоваренные заводы, специализированные механические мастерские и сборщики, а также специализированные типографии нуждаются в разборке и повторной сборке частей своей системы сжатого воздуха. В этих случаях необходима система, включающая механические соединения. На рынке представлено множество высококачественных алюминиевых трубопроводных систем, которые обеспечивают возможность сборки, разборки и повторной сборки системы, сохраняя при этом ее работоспособность.

Air-Pro® от Asahi/America, покрытый химической пылью, безопасно работает на заводе по производству удобрений.

Система трубопроводов Air-Pro® компании Asahi/America со специальной формулой PE, установленная на производственном объекте.

Конечно, есть много установок, которые являются более постоянными и после установки предназначены для того, чтобы оставаться на месте в течение значительного периода времени. Производственные помещения часто имеют центральные подсобные помещения, где различные службы питаются по всему заводу. Сжатый воздух является одним из них. Здесь основная магистральная линия (или линии) постоянно проложена по всему заводу. Эта линия сварена, чтобы служить фиксированной линией.

Во многих случаях трубопроводы сжатого воздуха проложены под землей. Производственные городки, военные объекты, производители тяжелого оборудования, железнодорожные и лесопилочные склады, а также тематические парки — все это примеры объектов с обширными подземными установками, где утечка — анафема. Здесь идеальна неразъемная, устойчивая к коррозии система, такая как гомогенная плавкая система PE100.

Air-Pro® компании Asahi/America в заглубленном устройстве на железнодорожной станции.

Почему в отрасли сжатого воздуха нужны как металлические, так и пластиковые трубы?

Большинство приложений имеют различные системные требования, и один размер не может подойти всем. Даже в упомянутых выше приложениях система с постоянной магистральной линией может иметь множество ответвлений и требовать, чтобы эти ответвления можно было адаптировать к смене инструмента. Таким образом, можно сказать, что механическое и немеханическое соединение, а также металлические трубы и трубы из полиэтилена PE100 необходимы для удовлетворения разнообразных требований, предъявляемых к приложениям сжатого воздуха.

Надежны ли пластиковые трубы?

До 1970 года наиболее часто используемыми трубами для питьевой воды были медные. Однако высокая стоимость меди и простота монтажа пластиковых труб вызвали экспоненциальный рост использования пластика за последние 50 лет.

В конце 1970-х появились полибутиленовые трубы. Из-за низкой стоимости материала полибутиленовые трубопроводные системы рассматривались как «трубы будущего», и они быстро стали предпочтительными трубопроводами для питьевой воды.

Однако в 1990-х годах полибутиленовые трубы приобрели плохую репутацию из-за большого количества отказов. Высокая частота отказов вызвала коллективный иск, и Shell (компания, разработавшая трубопровод) прекратила продажу продукта. Повреждение трубы было определено как окислительная деструкция хлорированной водой.

Сегодня наиболее часто используемые пластиковые трубы включают хлорированный поливинилхлорид (ХПВХ), сшитый полиэтилен (РЕХ) и полипропилен (ПП). Каждый из этих видов пластиковых труб имеет свои плюсы и минусы:

ТРУБА ХПВХ

ХПВХ прост в установке, негорюч, термоустойчив и устойчив к окислительному охрупчиванию из-за воздействия горячей хлорированной воды.

Не прощает небрежных методов установки. Если установщик не следует правилам установки (ASTM F3328/ASTM D2855), система трубопроводов может быть ненадежной и иметь протечки.
Если для соединения соединений используется чрезмерное количество растворяющего клея, трубы могут стать хрупкими через несколько лет эксплуатации.
Не совместим с продуктами, содержащими углеводородные химические вещества. Например, чрезмерное распыление чистящих средств и плесени, контакт трубы с компьютерными сетевыми кабелями, использование неправильного противопожарного герметика и воздействие утечки в соседнем HVAC.
Не устойчив к замораживанию

Читайте также:

Стиральная машина отжима

ПЕКС ТРУБА

Простота в установке
Устойчив к большинству углеводородных химикатов
Гибкость и устойчивость к замерзанию

легковоспламеняющийся
Хрупкое разрушение трубы может произойти при неправильной установке и/или эксплуатации при избыточном давлении/температуре.

Полипропиленовая труба

Устойчив к большинству углеводородных химикатов

Неумолимы и подвержены окислительному охрупчиванию, если в системе присутствует медь (см. https://plasticpipe.org/common/Uploaded%20files/Technical/TN-57.pdf).

Фотография, показывающая внутреннюю часть полипропиленовой трубы после нескольких месяцев воздействия горячей хлорированной водопроводной воды.

Полипропилен — это пластик, который по своей природе неустойчив к окислению из-за присутствия третичных атомов водорода. Из-за этого в пластик добавляются высокие уровни фенольных антиоксидантов и антиоксидантных стабилизаторов, дезактивирующих металлы. В рециркуляционных системах горячего водоснабжения, содержащих хлорированную воду и следы ионов меди, антиоксидантные стабилизаторы могут переполниться, что приведет к преждевременному выходу трубы из строя.
Склонен к сбоям, если расход воды, давление воды и температура воды слишком высоки.
Некоторые полипропиленовые трубы армируются добавлением стекловолокна для повышения их устойчивости к тепловому расширению/сжатию и циклическим нагрузкам от давления. Армирование стекловолокном действительно делает трубу более щадящей, но сбои в системах рециркуляции горячей воды все еще вероятны, если рабочие условия не контролируются в соответствии со спецификациями.

нижний колонтитул

Дефекты литья пластмасс
Наши консультанты по пластику могут помочь вам найти наилучший процесс изготовления вашей детали или продукта. Если вы уже обнаружили дефект, мы выясним источник проблемы и порекомендуем лучшие контрмеры и решения для устранения проблемы.
Узнать больше

Анализ отказов пластиковых труб
Пластик не идеален. Трубы и компоненты из ХПВХ, РЕХ и ПВХ время от времени выходят из строя. Наши консультанты исследуют отказы труб, включая анализ отказов, в нашей ультрасовременной испытательной лаборатории.
Узнать больше

Испытание материалов
Если в производство пойдет один компонент, изготовленный из дефектного материала, весь продукт может быть скомпрометирован. Используя передовые инструменты и анализ, наша команда опытных консультантов может предотвратить отказ продукта и точно спрогнозировать срок службы компонентов на основе предлагаемого применения.
Узнать больше

Пластиковые водопроводные трубы цена покупки + фото

Пластиковые трубы из ПВХ, полиэтиленовые трубы, пластиковые трубы из АБС, пластиковые трубы из полипропилена и пластиковые трубы из ХПВХ являются наиболее распространенными типами пластиковых труб, используемых в канализационных трубопроводах. Другими основными типами пластиковых труб являются пластиковые трубы из АБС, пластиковые трубы из полипропилена и пластиковые трубы из ХПВХ. В следующих параграфах мы расскажем вам о многих видах пластиковых труб, а также о преимуществах и недостатках, связанных с каждым из них. Продолжайте быть с нами. Трубы из ПВХ (поливинилхлорид) Трубы из ПВХ, которые являются одной из наиболее часто используемых форм пластиковых труб в канализационных трубопроводах, обладают рядом преимуществ и, таким образом, являются одним из самых популярных вариантов. Для того, чтобы соединить эти трубы, необходимо сначала тщательно очистить их внешние поверхности. Затем, после полного высыхания труб, необходимо нанести на концы каждой трубы специальный клей и подождать 15 минут до полного высыхания клея. Небольшой вес этих труб, тот факт, что они не нуждаются в покраске, простота и скорость, с которой они могут быть установлены по сравнению с другими трубами, а также их исключительная стойкость к химическому воздействию являются наиболее значительными преимуществами этих труб. С этими трубами тоже есть проблемы. Самые большие из них заключаются в том, что они плохо выдерживают холодную погоду, нагреваются и изгибаются, а стенки труб плохо выдерживают давление. Пластиковые трубы любого мыслимого типа представляют собой трубы из ПЭ (полиэтилена). Трубы с большей толщиной стенки и большей плотностью, чем у труб из ПВХ, также часто используются в канализационной промышленности. Из-за высокой устойчивости к жидкостям из этого материала изготавливаются черные трубы, которые используются для городских водопроводных сетей. Трубы из полиэтилена соединяются между собой с помощью термической сварки, а также сварки встык. К наиболее значимым преимуществам полиэтиленовых труб относятся высокая устойчивость к коррозии, гниению, износу и ударам, а также малый вес, высокая гибкость и усадка, достаточная стойкость при землетрясениях, очень прочные и герметичные соединения, достаточная стойкость к радиации. Кроме того, полиэтиленовые трубы имеют низкий коэффициент расширения, а значит, меньше вероятность их растрескивания или разрыва. Люди говорили о солнце и о том, что затраты на установку и обслуживание не слишком высоки. Пластиковые трубы всех мыслимых видов: Трубы из полипропилена (ПП) Трубы из полипропилена являются предпочтительным материалом для установки в небольших системах водоснабжения. Эти трубы часто создаются в белом или зеленом цвете, и для их соединения следует использовать процесс термической сварки (глажки). Для этого необходимо разжижать покрытие на внешней стороне трубы, а также покрытие на внутренней стороне соединения. Полибутиленовые (ПБ) пластиковые трубы всех мыслимых видов. Благодаря большой гибкости этих труб и различным преимуществам, которые они обеспечивают, установка их в сети трубопроводов является отличным выбором для этого. Эти трубы обладают сильной устойчивостью к сильному холоду, а это означает, что они не сломаются даже после замерзания. Это одна из важнейших характеристик этих труб. Эти трубы способны выдерживать довольно высокие температуры (примерно до 80 градусов по Цельсию). В результате их высокой стойкости в широком диапазоне температур эти трубы теперь подходят для использования в трубопроводах систем как горячего, так и холодного водоснабжения. Кроме того, эти трубы обладают высокой устойчивостью к высокому давлению жидкости, устойчивостью к высоким температурам и холоду, а также соответствующей устойчивостью к солнечному свету. Это лишь некоторые из многих преимуществ использования этих труб. Труба с пятью слоями Металл и полимер используются в конструкции пятислойных труб. Эти трубы производятся для решения проблем, связанных с металлическими и пластиковыми трубами, а также для обеспечения клиентов более качественным продуктом в целом. Трубы с пятью слоями не гниют и не подвергаются коррозии, а все недостатки, которые были у пластиковых труб, полностью устранены. Наиболее существенными недостатками пластиковых труб являются возможность проникновения кислорода, неспособность выдерживать высокие температуры, высокий коэффициент расширения и другие проблемы. Однако эти проблемы были полностью устранены благодаря производству пятислойных труб. Трубы «Супер» Смесь металла и полимера, используемая в конструкции этих труб, обеспечивает им репутацию лучших пятислойных труб. Эти трубы, которые сочетают в себе преимущества металлических и пластиковых труб, начинаются с алюминиевой трубы, а затем включают два слоя полимера, за которыми следуют два слоя специального клея. Эти трубы непроницаемы, как и металлические трубы, и имеют достаточную прочность против давления и тепла. С другой стороны, эти трубы особенно устойчивы к коррозии, ржавчине, илу и гниению, как и полимерные трубы. Это делает их отличной альтернативой металлическим трубам. Эти трубы обладают большой долговечностью и имеют потенциальный срок службы до ста лет при правильном уходе. Для водопровода на любой стройке трубы производства Superpipe – лучший выбор. Пластиковые трубы любого вообразимого вида. Организационная структура суперпайпов Суперпайп состоит из алюминиевой трубы, продольно сваренной ультразвуком. Эта ультразвуковая сварка играет важную роль в препятствовании прохождению кислорода и обеспечении достаточной устойчивости к давлению и нагреву. Срок службы этих труб значительно увеличен благодаря включению совершенно нового полимера под названием PEOC, который используется в производственном процессе. Пластмассовые трубы всех мыслимых видов являются наиболее значительными преимуществами использования пятислойных труб. преимущества. Наиболее существенными преимуществами использования этих труб являются их чрезвычайно малый вес, что упрощает их транспортировку; их быстрый и простой монтаж; их высокая стойкость к коррозии, ржавчине и седиментации; их высокая гибкость; их высокая устойчивость к ударам и химическим веществам; и тот факт, что они предотвращают проникновение кислорода внутрь. Он упомянул, что эти трубы не загрязняются и не меняют цвет воды; что внутренняя поверхность трубы гладкая; и что падение давления очень мало. Он также упомянул, что эти трубы являются лучшим вариантом для встроенных трубопроводов, что коэффициент продольного расширения очень низкий, а также другие преимущества. решить, какие трубы использовать при строительстве сантехники. Когда дело доходит до строительства канализационных труб, у вас есть несколько различных возможностей.