Polyetylenové trubky ( PE trubky ) jsou široce používány v zásobování vodou, odvodňování, přepravě zemního plynu, zemědělském zavlažování, čištění odpadních vod a mnoha dalších oblastech. Díky své odolnosti proti korozi, vysoké flexibilitě, nízké hmotnosti a snadné instalaci se staly nepostradatelnými ve strojírenských projektech. Jedna z trubek. S rozšiřováním oblastí použití a zlepšováním technických požadavků však PE trubky stále čelí technickým překážkám v některých specifických aplikačních scénářích a vyžadují další zlepšení a optimalizaci. Tento článek prozkoumá technická omezení PE trubek a navrhne možná vylepšení.
1. Výkonnostní úzká místa ve vysokoteplotních aplikacích
Otázka: Materiálové charakteristiky PE trubky určují, že její provozní teplotní rozsah je obvykle mezi -40°C a 60°C. V prostředí s vysokou teplotou se pevnost v tahu a tuhost PE trubek výrazně sníží, což ovlivní jejich životnost a bezpečnost. Proto v aplikacích, které potřebují dlouhodobě odolávat vysokým teplotám nebo přepravovat kapaliny o vysoké teplotě, jako jsou průmyslová horkovodní potrubí nebo geotermální systémy, nemusí výkon PE potrubí splňovat požadavky.
Směr zlepšování: Pro řešení tohoto úzkého místa se stal klíčový vývoj modifikovaných polyethylenových materiálů. Například tepelnou odolnost trubek lze zlepšit přidáním přísad proti tepelnému stárnutí nebo použitím vysokoteplotně odolného zesíťovaného polyethylenu (PEX). Trubky PEX zvyšují tepelnou stabilitu molekulárních řetězců prostřednictvím technologie zesíťování a dokážou si zachovat vynikající fyzikální vlastnosti při vyšších teplotách. Jsou potenciálním směrem k řešení problémů s aplikacemi při vysokých teplotách.
2. Problémy s trvanlivostí při dlouhodobém tlakovém zatížení
Problém: Když jsou PE trubky vystaveny dlouhodobému tlakovému zatížení, materiál může potekat, to znamená, že trubky se pod trvalým tlakem postupně deformují, což následně ovlivňuje jejich strukturální integritu a životnost. Zejména ve vysokotlakých vodovodních nebo přepravních soustavách zemního plynu se dlouhodobá tlaková únosnost PE potrubí stala jedním z technických úzkých míst.
Směr pro zlepšení: Aby se zlepšila odolnost PE trubek proti tečení, pevnost v tahu a trvanlivost mohou být zvýšeny úpravou molekulární struktury polyetylenové pryskyřice nebo vyvinutím PE materiálů s vysokou hustotou (jako je PE100). Kromě toho jsou vyztužené PE trubky (jako jsou PE trubky vyztužené ocelovým pletivem) také účinným směrem zlepšování. Tento typ kompozitní trubky výrazně zlepšuje odolnost proti tlaku a strukturální stabilitu trubky zabudováním kovového pletiva nebo vyztužení vlákny do polyethylenového materiálu.
3. Omezení odolnosti vůči UV záření
Problém: PE trubky jsou náchylné k fotooxidační degradaci, jsou-li vystaveny ultrafialovému záření po dlouhou dobu venku, což způsobuje praskání, tvrdnutí a křehnutí povrchu trubky, čímž se snižuje její životnost. Zejména ve scénách, které vyžadují dlouhodobou expozici, jako jsou zemědělské závlahy a venkovní odvodňovací systémy, je dopad ultrafialových paprsků na PE potrubí významnější.
Směr zlepšování: Co se týče vlivu ultrafialových paprsků, směr zlepšování je zaměřen především na anti-UV úpravu povrchu materiálu. Například přidáním přísad proti UV záření (jako jsou saze) do PE trubek lze účinně zlepšit jejich odolnost proti povětrnostním vlivům. Použití speciální technologie povrchového lakování pro vytvoření ochranného filmu, který blokuje ultrafialové paprsky, může navíc prodloužit životnost PE trubek ve venkovním prostředí.
4. Potřeba zlepšit pevnost spojení
Problém: Přestože se PE trubky snadno instalují a mají dobré těsnící vlastnosti díky svému tavnému spojení a elektrofúznímu spojení, v potrubí s velkým průměrem nebo ve vysokotlakém prostředí se pevnost spojovací části může stát slabým článkem a dochází k nebezpečí úniku nebo prasknutí. , zejména v dálkových potrubních systémech.
Směr pro zlepšení: Za účelem vyřešení problému pevnosti spojení lze vyvinout pokročilejší technologii připojení. Použijte například technologii mechanického lisování nebo kovové spoje ke zvýšení pevnosti rozhraní trubek. Kromě toho optimalizace řízení parametrů spojení tavným materiálem a zajištění přesného řízení teploty a tlaku svařování může zlepšit kvalitu svařování a snížit koncentraci napětí a potenciální defekty ve spoji.
5. Omezení odolnosti proti chemické korozi
Problém: Přestože PE trubky vykazují dobrou odolnost proti korozi v obecných chemických prostředích, chemická odolnost PE trubek může být zpochybněna v některých specifických scénářích chemického průmyslu nebo v prostředích vystavených vysokým koncentracím kyselin a zásad. To je patrné zejména při čištění odpadních vod nebo dopravních systémech speciálních médií v chemickém průmyslu.
Směr zlepšování: Aby se zlepšila chemická odolnost PE trubek proti korozi, lze provést vylepšení ze dvou hledisek. Za prvé, odolnost PE trubek proti korozi lze zvýšit úpravou složení materiálu a přidáním funkčních plniv nebo kopolymerů, které jsou odolné vůči chemické korozi. Za druhé, na vnitřní stěnu trubky může být přidána vrstva výstelkového materiálu se silnější chemickou stabilitou (jako je fluoroplast nebo PP výstelka), aby se zlepšila odolnost trubky v extrémních chemických prostředích.
6. Výzvy ochrany životního prostředí a požadavky na udržitelnost
Otázka: S tím, jak svět věnuje stále větší pozornost ochraně životního prostředí a udržitelnému rozvoji, se recyklace a dopad plastových výrobků na životní prostředí staly klíčovým průmyslovým problémem. Ačkoli PE trubky jsou recyklovatelné, stále existují určité problémy se spotřebou energie a emisemi uhlíku během jejich výroby a používání, zejména ve velkých infrastrukturních projektech.
Směr ke zlepšení: Aby se s touto výzvou vyrovnala, může budoucí výroba PE trubek věnovat více pozornosti ekologické výrobě a nízkouhlíkové technologii výroby. Například využívání obnovitelné energie k pohonu výrobních procesů snižuje spotřebu fosilní energie. Současně budeme zkoumat polyethylenové materiály na bázi surovin z biomasy a vyvíjet produkty PE trubek šetrnější k životnímu prostředí, abychom dále snížili dopad na životní prostředí. Kromě toho propagujte technologii recyklace a opětovného použití odpadních PE trubek, abyste snížili plýtvání zdroji a podpořili rozvoj oběhového hospodářství.
