Polyetylénové rúry ( PE potrubia ) sú široko používané v zásobovaní vodou, odvodňovaní, preprave zemného plynu, poľnohospodárskom zavlažovaní, čistení odpadových vôd a mnohých ďalších oblastiach. Vďaka svojej odolnosti proti korózii, vysokej flexibilite, nízkej hmotnosti a ľahkej inštalácii sa stali nepostrádateľnými v inžinierskych projektoch. Jedna z rúrok. S rozširovaním oblastí použitia a zlepšovaním technických požiadaviek však PE rúry stále čelia technickým prekážkam v niektorých špecifických aplikačných scenároch a vyžadujú si ďalšie zlepšenie a optimalizáciu. Tento článok preskúma technické obmedzenia PE rúr a navrhne možné vylepšenia.
1. Prekážky výkonu pri vysokoteplotných aplikáciách
Otázka: Materiálové charakteristiky PE rúr určujú, že rozsah prevádzkovej teploty je zvyčajne medzi -40 °C a 60 °C. V prostredí s vysokou teplotou sa pevnosť v ťahu a tuhosť PE rúr výrazne zníži, čo ovplyvní ich životnosť a bezpečnosť. Preto v aplikáciách, ktoré musia dlhodobo odolávať vysokým teplotám alebo prepravovať kvapaliny s vysokou teplotou, ako sú priemyselné potrubia na teplú vodu alebo geotermálne systémy, výkon PE rúr nemusí spĺňať požiadavky.
Smer zlepšovania: Na riešenie tohto úzkeho miesta sa kľúčovým stal vývoj modifikovaných polyetylénových materiálov. Napríklad tepelnú odolnosť rúrok možno zlepšiť pridaním prísad proti starnutiu teplom alebo použitím zosieťovaného polyetylénu odolného voči vysokej teplote (PEX). Rúry PEX zvyšujú tepelnú stabilitu molekulárnych reťazcov prostredníctvom technológie zosieťovania a dokážu si zachovať vynikajúce fyzikálne vlastnosti pri vyšších teplotách. Predstavujú potenciálny smer riešenia problémov s vysokoteplotnou aplikáciou.
2. Problémy s trvanlivosťou pri dlhodobom zaťažení tlakom
Problém: Keď sú PE rúry vystavené dlhodobému tlakovému zaťaženiu, materiál môže tečúť, to znamená, že rúry sa pod trvalým tlakom postupne deformujú, čo následne ovplyvňuje ich štrukturálnu integritu a životnosť. Najmä vo vysokotlakových systémoch zásobovania vodou alebo prepravy zemného plynu sa dlhodobá tlaková únosnosť PE rúr stala jednou z technických prekážok.
Smer pre zlepšenie: Aby sa zlepšila odolnosť PE rúr proti tečeniu, pevnosť v ťahu a trvanlivosť sa môžu zvýšiť úpravou molekulárnej štruktúry polyetylénovej živice alebo vyvinutím PE materiálov s vysokou hustotou (ako je PE100). Okrem toho sú vystužené PE rúry (ako napríklad PE rúry vystužené oceľovou sieťovinou) tiež účinným smerom zlepšovania. Tento typ kompozitného potrubia výrazne zlepšuje odolnosť proti tlaku a štrukturálnu stabilitu potrubia vložením kovovej sieťoviny alebo vláknitej výstuže do polyetylénového materiálu.
3. Obmedzenia odolnosti voči UV žiareniu
Problém: PE rúry sú náchylné na fotooxidačnú degradáciu pri dlhodobom pôsobení ultrafialového svetla vonku, čo spôsobuje praskanie, stvrdnutie a krehnutie povrchu rúry, čím sa znižuje jej životnosť. Najmä v scénach, ktoré si vyžadujú dlhodobú expozíciu, ako sú poľnohospodárske zavlažovanie a vonkajšie drenážne systémy, je vplyv ultrafialových lúčov na PE potrubia výraznejší.
Smer zlepšovania: Čo sa týka vplyvu ultrafialových lúčov, smer zlepšovania je zameraný najmä na anti-UV úpravu povrchu materiálu. Napríklad pridaním prísad proti UV žiareniu (ako sú sadze) do PE rúrok možno účinne zlepšiť ich odolnosť voči poveternostným vplyvom. Okrem toho použitie špeciálnej technológie povrchovej úpravy na vytvorenie ochranného filmu, ktorý blokuje ultrafialové lúče, môže predĺžiť životnosť PE rúr vo vonkajšom prostredí.
4. Potreba zlepšiť pevnosť spojenia
Problém: Hoci sa PE rúry ľahko inštalujú a majú dobré tesniace vlastnosti vďaka svojmu tavnému spojeniu a elektrofúznemu spojeniu, v potrubiach s veľkým priemerom alebo vo vysokotlakovom prostredí sa pevnosť spojovacej časti môže stať slabým článkom a dôjde k riziko úniku alebo prasknutia. najmä v diaľkových potrubných systémoch.
Smer na zlepšenie: Na vyriešenie problému pevnosti spojenia je možné vyvinúť pokročilejšiu technológiu pripojenia. Napríklad použite technológiu mechanického lisovania alebo kovové spoje na zvýšenie pevnosti rozhraní rúr. Okrem toho optimalizácia riadenia parametrov spojenia tavným materiálom a zabezpečenie presnej kontroly teploty a tlaku zvárania môže zlepšiť kvalitu zvárania a znížiť koncentráciu napätia a potenciálne defekty v spoji.
5. Obmedzenia odolnosti voči chemickej korózii
Problém: Hoci PE rúry vykazujú dobrú odolnosť proti korózii vo všeobecných chemických prostrediach, chemická odolnosť PE rúrok proti korózii môže byť spochybnená v niektorých špecifických scenároch chemického priemyslu alebo v prostrediach vystavených vysokým koncentráciám kyselín a zásad. Je to zrejmé najmä pri čistení odpadových vôd alebo pri systémoch dopravy špeciálnych médií v chemickom priemysle.
Smer zlepšenia: Aby sa zlepšila chemická odolnosť PE rúr proti korózii, je možné vykonať vylepšenia z dvoch hľadísk. Po prvé, odolnosť PE rúr proti korózii možno zvýšiť úpravou zloženia materiálu a pridaním funkčných plnív alebo kopolymérov, ktoré sú odolné voči chemickej korózii. Po druhé, na vnútornú stenu potrubia možno pridať vrstvu výstelkového materiálu so silnejšou chemickou stabilitou (ako je výstelka z fluoroplastu alebo PP), aby sa zlepšila odolnosť potrubia v extrémnych chemických prostrediach.
6. Výzvy ochrany životného prostredia a požiadavky na udržateľnosť
Otázka: Keďže svet venuje čoraz väčšiu pozornosť ochrane životného prostredia a trvalo udržateľnému rozvoju, recyklácia a vplyv plastových výrobkov na životné prostredie sa stali kľúčovým problémom priemyslu. Hoci PE rúry sú recyklovateľné, stále existujú určité problémy so spotrebou energie a emisiami uhlíka počas ich výroby a používania, najmä vo veľkých infraštruktúrnych projektoch.
Smer na zlepšenie: Na zvládnutie tejto výzvy môže budúca výroba PE rúr venovať viac pozornosti ekologickej výrobe a nízkouhlíkovej výrobnej technológii. Napríklad využívanie obnoviteľnej energie na pohon výrobných procesov znižuje spotrebu fosílnej energie. Zároveň budeme skúmať polyetylénové materiály na báze surovín z biomasy a vyvíjať produkty PE rúr, ktoré sú šetrnejšie k životnému prostrediu, aby sme ďalej znížili dopad na životné prostredie. Okrem toho propagujte technológiu recyklácie a opätovného použitia odpadových PE rúr s cieľom znížiť plytvanie zdrojmi a podporiť rozvoj obehového hospodárstva.
