პოლიეთილენი (PE)
პოლიეთილენის მასალები იწარმოება ბუნებრივი აირით მიღებული საკვებიდან ორი ძირითადი პოლიმერიზაციის პროცესით.
დაბალი წნევის პოლიმერიზაციის პროცესი იწვევს ხაზოვან პოლიმერულ ჯაჭვებს მოკლე გვერდითი ტოტებით.შედეგად მიღებული პოლიმერის სიმკვრივის ცვლილებები ხდება პოლიმერიზაციის პროცესის დროს ეთილენთან გამოყენებული კომონომერის რაოდენობის შეცვლით.
მაღალი წნევის პოლიმერიზაციის პროცესი იწვევს პოლიმერულ ჯაჭვებს უფრო მაღალგანვითარებული გვერდითი ტოტებით.შედეგად მიღებული პოლიმერის სიმკვრივის ცვლილებები ხდება პოლიმერიზაციის პროცესის დროს გამოყენებული ტემპერატურისა და წნევის ცვალებადობით.
PE მასალების ფიზიკური თვისებები სპეციფიკურია თითოეული კლასის ან ტიპისთვის და შეიძლება შეიცვალოს როგორც სიმკვრივის, ასევე მოლეკულური წონის განაწილების ცვალებადობით.ზოგადი ფიზიკური თვისებები ჩამოთვლილია ქვემოთ მოცემულ ცხრილში.
PE მასალების დიდი რაოდენობა გამოიყენება მილებისა და ფიტინგების სისტემებში და სპეციფიკური თვისებები მორგებულია კონკრეტული გამოყენებისთვის.რჩევის მიღება შეგიძლიათ ვინიდექსისგან, თუ რომელი ინსტალაციის ყველაზე ეფექტური არჩევანია.PE მასალების ყველაზე ზოგადი ტიპები შემდეგია:
დაბალი სიმკვრივის PE (LDPE)
LDPE-ს აქვს ძალიან განშტოებული ჯაჭვის სტრუქტურა მცირე და დიდი გვერდითი ჯაჭვების კომბინაციით.LDPE-ის სიმკვრივე მერყეობს 910-940 კგ/მ3-ს შორის და LDPE ავლენს მაღალ მოქნილობას და თვისებების შენარჩუნებას დაბალ ტემპერატურაზე.
LDPE-ის ძირითადი გამოყენება მილსადენებში არის მიკრო ირიგაციის ან წვეთოვანი მილის აპლიკაციებში ზომით 32 მმ-მდე დიამეტრით.
LDPE მასალები შეიძლება შეიცვალოს ელასტომერებით (რეზინის მოდიფიცირებული) გარემოს სტრესის ბზარის წინააღმდეგობის (ESCR) მნიშვნელობების გასაუმჯობესებლად მიკრო სარწყავი აპლიკაციებში, სადაც მილები ფუნქციონირებს დაუცველ გარემოში სოფლის მეურნეობის ქიმიკატების გადატანისას.
ხაზოვანი დაბალი სიმკვრივის PE (LLDPE)
LLDPE-ს აქვს ჯაჭვის სტრუქტურა მცირე გვერდითი განშტოებით და შედეგად ვიწრო მოლეკულური წონის განაწილება იწვევს გაუმჯობესებულ ESCR და დაჭიმვის თვისებებს LDPE მასალებთან შედარებით.LLDPE მასალები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ერთი პოლიმერი ან როგორც ნაზავი LDPE-თან, მიკრო ირიგაციის პროგრამებში, რათა ისარგებლოს მასალის მოქნილობით.
PE80 და PE100
პირველი PE მილის მასალა, რომელიც გამოიყენებოდა საინჟინრო პროგრამებში, იყო ტიპი 50 მაღალი სიმკვრივის PE (HDPE) გრძელვადიანი სტრესით 50 MPa.შემდგომში, საშუალო სიმკვრივის (MDPE) მასალები, გაუმჯობესებული მილების თვისებებით ადრე მაღალი სიმკვრივის მასალებთან შედარებით, გამოიყენებოდა მილებში მათი გაუმჯობესებული მოქნილობის, ელასტიურობის, ბზარების ზრდის ნელი წინააღმდეგობისა და ბზარის გამრავლების წინააღმდეგობის გამო.
მეორე და მესამე თაობის PE მილების ამჟამად გამოყენებული მასალები შეიძლება იყოს საშუალო ან მაღალი სიმკვრივის მასალები და ახლა მოიხსენიება მათი მინიმალური საჭირო სიმტკიცით (MRS).PE80 მილების მასალებს აქვთ MRS 8.0 მპა, ხოლო PE100 მასალებს აქვთ MRS 10.0 მპა.PE მილები ფართოდ გამოიყენება ზეწოლისა და უწნეწო პროგრამებში, როგორიცაა წყალმომარაგება, კანალიზაცია, გაზის ბადე, მცირე დიამეტრის მილების ხვეულები, მოგზაურობის ირიგატორის კოჭები, ელექტრო და საკომუნიკაციო მილები და სამთო და სამრეწველო აპლიკაციები.
მასალების კლასიფიკაცია და სტრესის რეგრესია
ჰიდროსტატიკური დიზაინის სტრესი
დასაშვები ჰიდროსტატიკური დიზაინის ძაბვა ეფუძნება მინიმალურ საჭირო სიძლიერეს (MRS), რომელიც თავის მხრივ მიიღება სტრესის რეგრესიის მრუდებით.
დაძაბულობის რეგრესიის მრუდები შემუშავებულია მილების ნიმუშების მოკლე და გრძელვადიანი წნევის ტესტირებიდან.იმის გამო, რომ არსებობს წრფივი კავშირი გამოყენებული სტრესის ლოგარითმს და წარუმატებლობის დროის ლოგარითმს შორის, ტესტის წერტილები გამოსახულია და ექსტრაპოლირებულია თვითნებურად არჩეულ 50 წლიან წერტილში.
ზოგიერთ შემთხვევაში, განსაკუთრებით მაღალ ტემპერატურაზე, ხდება რეგრესიის მრუდის დახრილობის უეცარი ცვლილება, რომელიც ცნობილია როგორც "მუხლზე".მუხლი, როგორც ილუსტრირებულია ქვემოთ მოცემულ სურათზე, წარმოადგენს გადასვლას დრეკადი უკმარისობის რეჟიმიდან მყიფე მარცხის რეჟიმში.
მრუდებს შორის კავშირი სხვადასხვა სატესტო ტემპერატურისთვის იძლევა მუხლის პოზიციის პროგნოზირებას 20°C-ზე, ამაღლებულ ტემპერატურაზე ცნობილი პოზიციის საფუძველზე.ეს თავის მხრივ იძლევა დრეკადი სიცოცხლის პროგნოზირებას 20°C ტემპერატურაზე.
პროგნოზირებული ჰოოპ სტრესის მნიშვნელობა (97.5% პროგნოზის ქვედა ზღვარი) განისაზღვრება 50 წლის პუნქტზე.ამის საფუძველზე PE ნაერთი კლასიფიცირდება როგორც PE 80 ან PE 100 მასალის მინიმალური საჭირო სიმტკიცის (MRS) შესაბამისად, ანუ 8.0 ან 10.0 მპა.
ჰიდროსტატიკური დიზაინის სტრესი მიიღება ფაქტორის გამოყენებით, არანაკლებ 1,25, MRS მნიშვნელობაზე.ხაზგასმულია, რომ სტრესის რეგრესიის მრუდები ქმნიან მხოლოდ დიზაინის საფუძველს და არ პროგნოზირებენ სისტემის სიცოცხლეს.
სტრესის რეგრესიის მრუდები
მოცემული წნევისა და დიამეტრისთვის საჭირო სისქის მილის შესაქმნელად, მაგალითად, გამოიყენება შემდეგი ფორმულა:
σ = MRS/C
σ = P(De)/2e
სადაც:
| σ | = კედლის დაძაბულობა, განზომილების დაძაბულობა |
| ᲥᲐᲚᲑᲐᲢᲝᲜᲘ | = მინიმალური საჭირო სიძლიერე |
| C | = უსაფრთხოების ფაქტორი, ჩვეულებრივ 1,25 წყლისთვის |
| p | = შიდა მილის წნევა |
| D | = გარე მილის დიამეტრი |
| e | = მილის სისქე |
პოლიეთილენის მილებისა და ფიტინგების ნაერთების ტიპიური თვისებები
| საკუთრება | ერთეულები | Ტესტირების მეთოდი | PE80B | PE100 |
| სიმკვრივე | კგ/მ3 | ISO 1183D, ISO 1872-2 | 950 | 960 |
| დაჭიმვის გამძლეობა | მპა | ISO 527 | 20 | 23 |
| დრეკადობა მოსავლიანობით | % | ISO 527 | 10 | 8 |
| დაძაბულობის მოდული - მოკლევადიანი | მპა | ref.AS/NZS2655.1 | 700 | 950 |
| დაძაბულობის მოდული - გრძელვადიანი | მპა | ref.AS/NZS2655.1 | 200 | 260 |
| სიხისტის ნაპირი D | DIN 53505 | 59 | 64 | |
| დარტყმის სიძლიერე (23°C) | კჯ/მ2 | ISO 179/1eA | 35 | 26 |
| დნობის ნაკადი 190/5 | გ/10 წთ | ISO 1133 | 0,7-1,0 | 0,3-0,5 |
| Თერმული გაფართოება | x 10-4/°C | 2.4 | 2.4 | |
| თბოგამტარობა (20°C) | W/mk | DIN 52612 | 0.43 | 0.4 |
| კრისტალური დნობის წერტილი | °C | 125 | 132 | |
| დიელექტრიკული სიძლიერე | კვ/მმ | 70 | 53 | |
| ზედაპირის წინააღმდეგობა | ოჰ | >1015 | >1015 | |
| მოცულობის წინააღმდეგობა | ომ.სმ | >1015 | >1015 | |
| Საწამლავის სიძლიერე | μ | 0.4 | 0.4 |
მასალის შესრულების ასპექტები PE
აბრაზიული წინააღმდეგობა
PE მილსადენებში მყარი ნივთიერებების გადაცემა თხევად ან აირისებრ მატარებლებში იწვევს მილის შიდა კედლების აბრაზიას, განსაკუთრებით მაღალი ტურბულენტობის წერტილებში, როგორიცაა მოსახვევები ან შეერთებები.Vinidex PE მილების მაღალი წინააღმდეგობა აბრაზიასთან, მოქნილობა, მსუბუქი წონა და გამძლეობა განაპირობებს მათ ფართო გამოყენებას ისეთ პროგრამებში, როგორიც არის ნამცხვრებისა და მაღაროს ნარჩენების ტრანსპორტირება.აბრაზია ხდება მილის კედელსა და გადატანილ ნაწილაკებს შორის ხახუნის შედეგად.მილის კედლის აბრაზიის რეალური რაოდენობა და სიჩქარე განისაზღვრება შემდეგი კომბინაციით:
• მყარი ნივთიერებების ხვედრითი წონა
• მყარი ნივთიერების შემცველობა ნადუღში
• მყარი ნაწილაკების ფორმა, სიმტკიცე და ზომა
• სითხის სიჩქარე
• PE მილის მასალის კლასი
ამ პარამეტრების ურთიერთქმედება ნიშნავს, რომ აბრაზიული ცვეთის სიჩქარის ნებისმიერი პროგნოზი შეიძლება გაგრძელდეს მხოლოდ იმ შემთხვევაში, როდესაც ცვეთის სიჩქარის ტესტირება ჩატარდა კონკრეტულ ნაფოტზე შემოთავაზებული საოპერაციო პირობებში.ცვალებად სატესტო პირობებში შეიძლება შეიცვალოს მილების სხვადასხვა მასალის შედარებითი რეიტინგი და, სადაც ეს შესაძლებელია, უნდა ჩატარდეს ტესტირება.
ზოგადად, PE მილებს აქვთ უმაღლესი აბრაზიული წინააღმდეგობა ფოლადის, დრეკადი რკინის, FRP, აზბესტის და ბოჭკოვანი რკინა ცემენტის მილების მიმართ, რაც უზრუნველყოფს უფრო ეკონომიურ გადაწყვეტას აბრაზიული ნალექის დამონტაჟებისთვის.ლაბორატორიული ტესტის პროგრამები განხორციელდა დიდ ბრიტანეთში, გერმანიასა და აშშ-ში, რათა მივიღოთ შედარებითი ცვეთის შედარება სხვადასხვა მასალისთვის მოცურების და მბრუნავი მილის ზედაპირების გამოყენებით.ნაჩვენებია სატესტო პროგრამების შედეგები კირშმერის Darmstadt (გერმანია) მეთოდით და მოხსენებული Meldt-ის (Hoechst AG) მიერ კვარცის ქვიშის/ხრეშის წყლის ნალექისთვის მყარი ნივთიერებების შემცველობით 46% მოცულობით და ნაკადის სიჩქარით 0.36 მ/წმ. სურათზე 2.2.
ეს შესრულდა მასალების მთელ რიგზე და აჩვენებს PE მილების მასალების შესანიშნავი აბრაზიულ წინააღმდეგობას.ანალოგიურად, Boothroyde-მა და Jacobs-მა (BHRA PR 1448) 1-მა ჩაატარეს დახურული მარყუჟის ტესტები რკინის მადნის ნამცხვრის გამოყენებით კონცენტრაციის დიაპაზონში 5-დან 10%-მდე და დაასახელეს PE მსუბუქ ფოლადზე და აზბესტის ცემენტზე წინ აბრაზიას წინააღმდეგობის თვალსაზრისით.უმეტეს კლასებისთვის, აბრაზიული წინააღმდეგობის სხვაობა MDPE-სა და HDPE-ს შორის არ არის მნიშვნელოვანი.
ფიტინგების დიზაინი, რომელიც მოიცავს დინების მიმართულების შეცვლას, გადამწყვეტია შლაპის ხაზებში.რაც უფრო დაბალია მიმართულების ცვლილების სიჩქარე, მით უფრო დაბალია აბრაზიის სიჩქარე.მოსახვევებისთვის უნდა იქნას გამოყენებული დიდი ცენტრის რადიუსი.სადაც შესაძლებელია, უნდა იქნას გამოყენებული მილის დიამეტრზე მინიმუმ 20-ჯერ მეტი რადიუსი და გრძელი სწორი ტყვიის სიგრძე, რომელიც არ შეიცავს სახსრებს.
პრაქტიკაში, PE მილსადენის ეფექტური სიცოცხლის ხანგრძლივობა შეიძლება გაიზარდოს დასამონტაჟებელი სახსრების გამოყენებით PE მილის მონაკვეთების პერიოდული როტაციისთვის, რათა აბრაზიული ცვეთა თანაბრად გადანაწილდეს მილის გარშემოწერილობის გარშემო.
ამინდი
პლასტმასის ამინდი ხდება ზედაპირის დეგრადაციის ან დაჟანგვის პროცესის შედეგად, ულტრაიისფერი გამოსხივების, გაზრდილი ტემპერატურისა და ტენიანობის კომბინირებული ეფექტის გამო, როდესაც მილები ინახება დაუცველ ადგილებში.
ყველა Vinidex PE მილების სისტემა შეიცავს ანტიოქსიდანტებს, სტაბილიზატორებს და პიგმენტებს, რომლებიც უზრუნველყოფენ დაცვას ავსტრალიის სამშენებლო პირობებში.შავი PE მილები შეიცავს ნახშირბადის შავს, რომელიც მოქმედებს როგორც პიგმენტი, ასევე ულტრაიისფერი სტაბილიზატორი და ეს მილები არ საჭიროებს დამატებით დაცვას გარე შენახვისა და გამოყენებისთვის.
სხვა ფერები, როგორიცაა თეთრი, ლურჯი, ყვითელი ან მეწამული, არ გააჩნიათ იგივე სტაბილურობა, როგორც შავი პიგმენტური სისტემები და ექსპოზიციის პერიოდი უნდა შემოიფარგლოს ორი წლით, თვისებების ოპტიმალური შესანარჩუნებლად.ამ ფერის სისტემებით, გარე ზედაპირის დაჟანგვის ფენები უფრო სწრაფად ვითარდება, ვიდრე ნახშირბადის შავ სტაბილიზირებულ PE მილებში.ორ წელზე მეტი ექსპოზიციის პერიოდისთვის, უნდა იქნას მიღებული დამატებითი დაცვა, როგორიცაა საფარი.
თუ არაშავი მილი საჭიროა ექსპოზიციის უფრო ხანგრძლივი პერიოდისთვის, დაუკავშირდით ვინიდექსს რჩევისთვის.PE მილების ამინდის შესახებ დამატებითი ინფორმაციისთვის იხილეთ ტექნიკური შენიშვნა VX-TN-6C, PE მილების ამინდი.
გამტარიანობა
PE მილების სისტემების გაჟღენთვა გარე წყაროებიდან შეიძლება მოხდეს, როდესაც მიმდებარე ნიადაგები უხეშად დაბინძურებულია.გამტარიანობა რთულია და დამოკიდებულია ისეთ ფაქტორებზე, როგორიცაა ნიადაგის ტიპი, დამაბინძურებლების კონცენტრაცია, ტემპერატურა, დიფუზია, მილის დიამეტრი და კედლის სისქე და მილში ნაკადის სიჩქარე.არაპოლარული, დაბალმოლეკულური ტიპის ორგანული ნაერთები არიან ისეთები, რომლებიც ყველაზე სწრაფად აღწევს PE მილის კედლებში.შესაბამისად, სადაც ისეთი მასალები, როგორიცაა ალიფატური ნახშირწყალბადები, ქლორირებული ნახშირწყალბადები და ალკილირებული ბენზოლები საკმარისად მაღალი კონცენტრაციით გვხვდება, გათვალისწინებულ უნდა იქნეს გაუვალი სადინარში.დაბინძურების ეჭვის შემთხვევაში, უნდა ჩატარდეს ნიადაგის სინჯის აღება, ხოლო სასმელი წყლის გადამცემი ხაზების შემთხვევაში, დაცული უნდა იყოს PE მილები, სადაც აღმოჩენილია მნიშვნელოვანი კონცენტრაციის დაბინძურება.
ბიოლოგიური წინააღმდეგობა
PE მილები შეიძლება დაზიანდეს ბიოლოგიური წყაროებიდან, როგორიცაა ჭიანჭველები ან მღრღნელები.თავდასხმის წინააღმდეგობა განისაზღვრება გამოყენებული PE-ს სიმტკიცე, PE ზედაპირების გეომეტრია და ინსტალაციის პირობები.მცირე დიამეტრის სარწყავი აპლიკაციები LDPE მასალების გამოყენებით შეიძლება დაესხას ჭიანჭველებს ან ტერმიტებს შედარებით თხელი კედლის სექციებისა და LDPE-ის სიხისტის გამო.ასეთ შემთხვევებში ჭიანჭველების წყარო უნდა დამუშავდეს ჩვეულებრივი ინსექტიციდური ტექნიკით.MDPE და HDPE მასალის ტიპებს აქვთ უფრო მაღალი სიმტკიცე, ვიდრე LDPE, და PE63, PE80 და PE100 აპლიკაციებში გამოყენებული მილის კედლის უფრო სქელ მონაკვეთებთან ერთად იძლევა ზოგადად რეზისტენტულ გადაწყვეტას.მცირე დიამეტრის მილებში, თხელი კედლის სექციები შეიძლება დაზიანდეს ტერმიტებით უკიდურეს შემთხვევაში.თუმცა PE არ წარმოადგენს საკვების წყაროს და დაზიანება, რომელიც ხშირად მიეკუთვნება ტერმიტების შეტევას PE-ში, შემდგომში აღმოჩნდა, რომ გამოწვეულია მექანიკური დაზიანების სხვა წყაროებით.PE მილების სისტემებს, როგორც წესი, არ ექვემდებარება ბიოლოგიური ორგანიზმები როგორც სახმელეთო, ისე საზღვაო აპლიკაციებში, და PE მილების ზედაპირის პარაფინური ბუნება ანელებს საზღვაო წარმონაქმნების დაგროვებას ექსპლუატაციაში.
Ელექტრო გამტარობის
Vinidex PE მილები არაგამტარია და არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას ელექტრული დამიწების მიზნებისთვის ან სტატიკური ელექტროენერგიის მუხტის გასაფანტად.
როდესაც PE მილები გამოიყენება არსებული ლითონის წყლის მილების ჩასანაცვლებლად, დიზაინერმა უნდა გაითვალისწინოს ნებისმიერი არსებული სისტემა, რომელიც გამოიყენება დამიწების ან კოროზიის კონტროლის მიზნით.ამ შემთხვევაში, უნდა გაიაროთ კონსულტაცია ელექტრომომარაგების შესაბამის ორგანოსთან მათი მოთხოვნების დასადგენად.
Სტატიკური ელექტროენერგია
სტატიკური ელექტროენერგია შეიძლება წარმოიქმნას PE მილის ზედაპირზე ხახუნის, გაზის გადინების, გამოწურვისა და გაწმენდის დროს.
მშრალ, მტვრიან ან ფეთქებადი ატმოსფეროში უნდა შეფასდეს ელექტროენერგიის პოტენციური გამომუშავება და მიღებულ იქნას უსაფრთხო სტატიკური გაფრქვევის ზომები აფეთქების ნებისმიერი შესაძლებლობის თავიდან ასაცილებლად.
ცეცხლის რეიტინგი
PE მილების სისტემები ხელს შეუწყობს წვას და, როგორც ასეთი, არ არის შესაფერისი ხანძარსაწინააღმდეგო ზონებში გამოსაყენებლად შენობებში შესაბამისი დაცვის გარეშე.ხანძარსაწინააღმდეგო მასალების ინდივიდუალური ხანძარსაწინააღმდეგო ინდექსები შეიძლება დადგინდეს AS1530 მოთხოვნების ტესტირებით.
მრავალსართულიან შენობებში PE სისტემები, რომლებიც შეაღწია იატაკის ღრუებში, უნდა იყოს ჩასმული შესაბამისი შენობის კლასის შესაბამისი ხანძარსაწინააღმდეგო მომსახურების სადინარში ან მოწყობილობები, როგორიცაა მძლავრი ცეცხლსასროლი საცობები, უნდა დამონტაჟდეს მწარმოებლის ინსტრუქციის შესაბამისად.