Charakteristika a vlastnosti polyethylenu | Polyetylenové trubky

Abychom pochopili, proč je výhodnější postavit systém z polyetylenových trubek, je nutné se seznámit s jejich vlastnostmi a charakteristikami a prostudovat je. Vlastnosti polyetylenové trubky a její charakteristiky jsou určeny vlastnostmi a charakteristikami suroviny, ze které je polyetylenová trubka vyrobena.

Polyethylen je ropný produkt. Z ropného etylenu se získávají tři druhy polyethylenu: PE-63, PE-80, PE-100. Vyrábí se z nich polyetylenové trubky. Nástup síťovaného polyetylenu a polyetylenu PE RT typu II umožnil zvýšit teplotní limit aplikace na 95 stupňů. O původním polyetylenu PE RT typ II. Tuhost, rozměrová stálost polyetylenových trubek v poměrně širokém teplotním rozsahu, zachování dostatečné pevnosti v kombinaci s elasticitou při nízkých teplotách, odolnost vůči velkému množství chemicky agresivních prostředí předurčily perspektivu použití polyetylenových trubek oproti trubkám z jiných materiálů.

Polyetylenová potrubí se používají v:

• středotlaké a nízkotlaké plynovody (do 10 atmosfér);
• systémy zásobování studenou vodou včetně zásobování pitnou a technickou (požární) vodou o tlaku do 16 atmosfér; odvodňovací systémy;
• tlakové a gravitační kanalizační systémy;
• odvodňovací systémy;
• meliorační systémy, závlahy, kapkové závlahy;
• průmyslová potrubí přepravující chemicky agresivní produkty;
• systémy zásobování teplou vodou a vytápění.

Podrobné charakteristiky polyetylenových trubek jsou uvedeny v GOST 18599-2001 (Tlakové trubky z polyethylenu) a GOST R 52134-2003 (Tlakové trubky z termoplastů a jejich spojovací díly pro vodovodní a topné systémy)

Klíčové vlastnosti:

• celkové rozměry (vnější průměr, tloušťka stěny, poměr jmenovitého vnějšího průměru trubky ke jmenovité tloušťce stěny SDR: 41; 33; 26; 21; 17.6; 17; 13.6; 11; 9; 7.4; 6.);
• hmotnost (hmotnost na lineární metr a hustota);
• pevnost (hlavní jsou: PN – jmenovitý pracovní tlak, MOP – maximální pracovní tlak, SN – prstencová tuhost, C – bezpečnostní faktor);
• teploty (pracovní, maximální, minimální) jsou brány v úvahu při návrhu, protože mají destruktivní vliv na materiál potrubí.

Polyetylen našel hodné uplatnění, vytlačuje kovy a jiné materiály v moderních inženýrských potrubních systémech. Polyetylenové trubky otevírají nové možnosti při stavbě potrubí velkých průměrů od 500 mm do 1600 mm. Hlavními oblastmi použití těchto potrubí jsou dešťové a kanalizační kolektory, tlakové vodovodní potrubí a drenáž. Podíl polyetylenových trubek na trhu je poměrně významný a rychle roste. Ke zvýšení podílu polyetylenových trubek dojde především v důsledku novostaveb a obnovy starých vodovodů a kanalizací, zejména pro specifické podmínky velkých měst, dlouhých ulic a dálnic. Betonové trubky budou i nadále hlavní volbou pro podzemní aplikace. Polyethylenové trubky jim však začínají představovat vážnou konkurenci na základě takových výhod, jako jsou lepší výkonnostní charakteristiky, rychlejší a snadnější instalace ve srovnání s trubkami vyrobenými z jiných materiálů. Dobré vyhlídky pro použití tlakových polyetylenových trubek v zásobování vodou a sanitaci jsou způsobeny stárnutím stávajících systémů. Netěsnosti, průrazy a pronikání externí vody do systému zásobování pitnou vodou jsou způsobeny korozí a nízkou odolností stávajících systémů vůči tlakovým rázům. Protékající voda smývá zeminu kolem potrubí. Dochází k sedání půdy, zaplavování sklepů a poškození základů okolních budov. Pokud je poblíž kanalizační vedení, které ztratilo těsnost, pak voda z vodovodu smyje půdu kolem potrubí kontaminovanou odpadními vodami a může ji přesunout do vodonosných vrstev. Při přerušení dodávky vody vzniká v potrubí podtlak, který přes štěrbiny nasává okolní zeminu a spodní vodu. Po obnovení dodávky vody jsou unášeny průtokem potrubím.

Použití polyetylenových trubek umožňuje výrazně snížit nehodovost, riziko kontaminace pitné vody a navíc výrazně zjednodušuje instalaci a umožňuje použití bezvýkopových technologií v megalopolisech a velkých městech.

Trendy posledních let naznačují, že komunální služby v megalopolisech různých zemí věnují stále větší pozornost využívání pokročilých bezvýkopových technologií pro obnovu (sanaci) a instalaci vodovodních a kanalizačních sítí, které jsou chápány jako technologie pro instalaci, výměnu, opravu a odhalování závad v podzemních komunikacích pro různé účely s minimální expozicí zemského povrchu. Ve vyspělé zahraniční praxi je v současnosti 90 % objemu prací na výměně a obnově inženýrských sítí v podzemí realizováno bezvýkopovou metodou. Polyetylenová trubka s ochrannou vrstvou je jednou z novinek v oblasti bezvýkopových technologií. Trubky s ochranným nátěrem se používají pro okopové pokládky bez použití pískového zásypu, pro pokládku do kamenitých, hrubozrnných (kromě balvanů), štěrkopískových, drcených zemin, pro pokládku do nestabilních zemin, pomocí pluhu a rotační pokládky.

Neméně zajímavé je použití polyetylenových trubek při stavbě podvodních potrubí. Na rozdíl od práce s kovovými trubkami se v tomto případě celý komplex instalačních prací provádí na břehu, což stavbu nesrovnatelně usnadňuje a zlevňuje. Poté se hotové potrubí z polyetylenových trubek, opatřené balastními závažími, postupně zaplavuje.

Polyetylenové trubky jsou tedy každým rokem více používány než kovové nebo litinové trubky díky levnějšímu materiálu, zlepšené přepravě (5-7krát lehčí než ocel) a snadné instalaci. Zároveň se výrazně zvyšuje životnost, snižují se mzdové náklady na provoz, snižuje se rychlost mikrobiálního přemnožení, zlepšuje se kvalita pitné vody, zvyšuje se odolnost proti ničení při zemětřesení a zamrzání. Polyetylenové trubky v posledních desetiletích výrazně nahradily kovové trubky. Polyetylenová trubka ze síťovaného polyetylenu v izolaci IZOPEX nahradila v systémech zásobování teplou vodou a vytápěním do 108 mm kovové trubky v izolaci PPU. A tlakové PE trubky TEKHSTROY-TR začaly v systémech zásobování teplou vodou vytlačovat průměry 630 mm. Polyetylenová trubka pro teplé podlahy našla další uplatnění v systémech podlahového vytápění a systémech tání sněhu. Polyetylenové drenážní trubky nahradily azbestocementové trubky. Trubka DKS je dvouvrstvá polyetylenová trubka. Stal se spolehlivým pouzdrem pro kabelové napájecí systémy, které nahradilo pouzdra vyrobená z jiných materiálů. Polyetylenové trubky nahradily v zavlažovacích systémech trubky vyrobené z jiných materiálů.

Plastové trubky a tvarovky se staly hlavní činností naší společnosti. Vyhlídky na dlouhověkost jsou zřejmé. Lepší vlastnosti a charakteristiky ve srovnání se zastaralými kovovými a betonovými trubkami to potvrzují. Trubky a tvarovky pro moderní plastové systémy jsou každým rokem žádanější pro jejich zjevné výhody. Hlavní, na základě výzkumu moderních vědců, je, že polyetylenová trubka může být používána od 500 do 1000 let. Polyetylenová trubka má garantovanou životnost 50 let, moderní polyetylenové trubky mají životnost až 100 let.

Kovové, litinové a betonové trubky slouží několikanásobně méně, jsou dražší na stavbu a provoz potrubí, a proto mají menší šanci na uplatnění při výstavbě moderních inženýrských systémů. Náklady na polyetylenové PE trubky jsou ve srovnání s morálně a technicky zastaralými kovovými, litinovými nebo pozinkovanými dlouhodobě výrazně nižší a životnost delší (až 100 let oproti 10-12 let u kovových). Prodej polyetylenových trubek je významnou činností naší společnosti.

O perspektivách polyethylenu PE RT typu II ve srovnání se síťovaným polyethylenem

Nová třída polyetylenů – PE RT typ II „Polyetylen se zvýšenou teplotní odolností“ – polyethyleny se zvýšenou tepelnou odolností. Tyto materiály vyrábí přední světové společnosti v tomto odvětví: DOW CHEMICAL COMPANI, LYONDELL BASELL INDUSTRIES BASEL POLYOLEFINE GMBH, TOTAL PETROCHEMICALS, INEOS OLEFINS & POLYMER EUROPA. Jedinečnost těchto materiálů spočívá v tom, že pro dosažení dobré dlouhodobé hydrostatické pevnosti při vysokých teplotách nevyžadují síťování. To nabízí významné zpracovatelské výhody ve srovnání se systémy zesíťovaného polyethylenu (PEX). Velkého pokroku bylo dosaženo díky zlepšení molekulární architektury a schopností řízení polymerace. Dow Chemical Company tedy používá těžší α-olefinový komonomer, okten a nové katalyzátory v patentované dvoureaktorové kopolymerační technologii. Nejpokročilejším polyethylenem této společnosti je DOWLEX 2388 – PE RT typ II. Výsledky dlouhodobých zkoušek hydrostatické pevnosti podle požadavků ISO9080 potvrzují, že tento polymer má požadované vlastnosti. Připojení a instalace je zjednodušena svařováním na tupo nebo použitím elektrodifúzních spojek ve srovnání se složitější a dražší instalací trubek ze zesíťovaného polyetylénu. V současné době je celosvětově vyrobeno více než 2 miliony km trubek z DOWLEX PE-RT, které se již několik desetiletí používají v systémech zásobování teplou vodou a vytápění v evropských zemích.

Polymerní potrubí v posledních desetiletích aktivně vytlačuje ocelové produkty z oblasti zásobování vodou, vytápění a kanalizace. Jedním z nejoblíbenějších polymerních trubkových materiálů je nízkohustotní polyethylen (HDPE). Vzhledem k přítomnosti mnoha výhod zaujímají trubky HDPE jednu z předních pozic mezi materiály pro výstavbu vodovodních a kanalizačních systémů.

Rozsah použití HDPE trubek

Nízkotlaké polyetylénové trubky se používají pro výstavbu následujících komunikací:

• vnitřní a vnější rozvody studené vody;
• kanalizační sítě pro různé účely;
• napájecí zdroj (používá se jako ochranná manžeta pro elektrické kabely);
• plynovody.

HDPE trubky se používají pro pokládku hlavních podzemních vodovodních a plynových potrubí. Vlnitá polyethylenová trubka s drátěným rámem plní ochranné a izolační funkce při pokládání napájecích sítí (od domácích po meziměstské). Z nich se montují tlakové a netlakové kanalizační systémy.

Technické vlastnosti HDPE trubky

Pro instalaci výše uvedených komunikací se používají trubky z nízkohustotního polyetylenu (HDPE) díky následujícím technickým vlastnostem.

• Odolá vysokému tlaku pracovního prostředí.
• Jsou lehké, což značně usnadňuje instalaci sítí.
• Není ovlivněn korozí.
• Chemicky a biologicky bezpečné.
• Mají vysokou rázovou houževnatost.
• Mají hladký vnitřní povrch, který snižuje odpor vůči dopravovanému médiu a zabraňuje tvorbě usazenin.
• Dlouhá životnost (až 50 let).

HDPE trubky pro vytápění a jiné inženýrské sítě s takovými technickými vlastnostmi pracují při pracovním tlaku do 25 atm, teplotní rozsah je od -20 do +40 stupňů. Existují tři hlavní typy nízkohustotního polyethylenu s různými technickými vlastnostmi – PE63, PE80, PE100. Digitální indikátor ukazuje hustotu polyethylenu: čím vyšší je, tím silnější je potrubí. Při indexu 100 je tloušťka stěn potrubí téměř o 5 % menší při stejném vnějším průměru, což zvyšuje průchodnost. Výrobek se vyrábí ve dvou typech: svitky délky 100 a 200 metrů a sekce 12 metrů (velké průměry). Černé potrubí je označeno modrým pruhem pro vodu, žlutým pro plyn. Průměr trubek se pohybuje od 16 milimetrů do 1,6 metru.

Proces výroby HDPE trubek

Polyetylenové trubky se vyrábí ve třech typech: HDPE, LDPE a síťovaný polyetylen. Zkratky znamenají nízkotlaký a vysokotlaký polyethylen. Tento tlak se vztahuje k tlaku aplikovanému během výroby polyetylenových granulí (suroviny pro výrobu trubek), a nikoli během provozu potrubí. Naopak HDPE snese vyšší tlaky než LDPE. Teplota tání je také o 25–30 stupňů vyšší.

Potrubí se vyrábí metodou extruze. Polyetylenové granule se zahřejí a plastová hmota se protlačí speciální tryskou, načež dostane požadovaný tvar a průměr.

Vlastnosti instalace potrubí

Nízkotlaké polyetylénové potrubí má dva způsoby spojení s tvarovkami – kompresní a elektrické svařování. Svěrné tvarovky jsou vhodné pro montáž systémů z trubek malých a středních průměrů, pro velké průměry se používá speciální svařování. Ke svařování se používají elektrosvařovací tvarovky a při procesu spojování vzniká monolitický materiál. Kompresní spoje vyžadují přístup pro údržbu a opravy, zatímco svarové spoje lze pokládat skrytě: pod zemí, ve stavebních konstrukcích atd.

Trubku lze snadno řezat a lze ji olemovat. Trubky s malým průměrem jsou poněkud flexibilní a umožňují tak snížit počet spojů.

Provozní podmínky pro potrubí z HDPE trubek

Stěny trubek z nízkohustotního polyethylenu při dlouhodobém působení ultrafialového záření křehnou. Proto se pokládají pod zem nebo jsou chráněny před přímým slunečním zářením. Při pokládání pod zem musí být hloubka horního oblouku trubky pod bodem mrazu půdy pro danou oblast, aby se zabránilo rozmrzání.

Materiál má velkou lineární roztažnost, pro neutralizaci této vlastnosti jsou instalovány speciální kompenzátory. Potrubí vyrobené z takových trubek musí být chráněno před vystavením vysokým a nízkým teplotám – pod jejich vlivem může ztratit svou pevnost.

Objednejte se na konzultaci

Specialisté EcoMontazh vás seznámí s podrobnými technickými charakteristikami HDPE trubek. Chcete-li získat konzultaci, zanechte žádost na webu.