Трубы и детали из пластмасс
Трубы и детали трубопроводов из неметаллических материалов (пластмасс, графита, стекла, ситалла, фарфора, керамики) применяют для транспортирования различных агрессивных, разрушающих сталь продуктов. Использование неметаллических материалов позволяет снизить расход легированной стали, повысить срок службы трубопроводов. Благодаря высокой коррозийной стойкости неметаллических труб и деталей сокращаются расходы на теплоизоляцию вследствие их малой теплопроводности. Кроме того, должна быть нанесена порошковая краска, правила окрашивания на http://yazpk.ru , для защиты от коррозии. В последние годы для технологических трубопроводов все шире применяются трубы из пластических масс.
К пластическим массам относятся синтетические материалы органического происхождения, получаемые на основе синтетических (реже природных) смол (полимеров) и их смесей с другими материалами. В зависимости от характера полимера пластмассы подразделяются на термопластичные (винипласт, полиэтилен, полипропилен, фторопласт) и термореактивные (фаолит).
Термопластичные пластмассы под действием тепла переходят в пластичное состояние и сохраняют его в течение всего периода воздействия тепла, а при охлаждении затвердевают. Они допускают многократный нагрев и охлаждение; при этом их физико-механические свойства изменяются незначительно, если нагрев не превышал температуры их разложения.
Термореактивные пластмассы под действием тепла и давления переходят сначала в пластичное, а затем неплавкое состояние, причем этот процесс необратим.
Недостатком применяемых в настоящее время пластмасс являются сравнительно небольшие пределы допускаемых температур, при которых сохраняется механическая прочность труб.
Полиэтилен — одно из наиболее ценных синтетических высокомолекулярных соединений.
Промышленность выпускает полиэтилен высокой плотности (ПВП) и низкой (ПНП) —низкого и высокого давления. Полиэтилены разной плотности отличаются друг от друга в основном молекулярным весом и степенью кристалличности, что обусловливает различные прочность, теплостойкость и плотность материала. Плотность полиэтилена высокой плотности при 20° С составляет 0,94—0,96 г/см3, а полиэтилена низкой плотности 0,92—0,93 г/см3.
Рис. 22. Конструкции соединений полиэтиленовых труб:
а — неразъемное соединение в раструб, б — неразъемное соединение встык, в — неразъемное соединение с надвнжной муфтой, г — фланцевое соединение, д — соединение с накидной гайкой
Полиэтиленовые трубы обладают высокой стойкостью по отношению к действию большинства кислот и щелочей (за исключением концентрированной азотной кислоты); применяются для транспортирования воды, воздуха, газов.
Трубы из полиэтилена получают способом экструзии (выдавливанием) на шнек-машинах. Процесс получения труб непрерывен, и практически можно получать отрезки труб любой длины. Полиэтиленовые трубы изготовляют с условным проходом от 6 до.150 мм на условное давление до 10 кгс/см2из ПНП и с условным проходом от 6 до 300 мм на условное давление до 10 кг/см2из ПВП.
Трубы из полиэтилена очень легки (в 8 раз легче стальных и в 1,4 раза легче винипластовых), эластичны, отличаются высокой морозостойкостью (температура хрупкости —70°С). При замерзании находящейся внутри труб воды полиэтиленовые трубы не разрушаются, а лишь растягиваются и при оттаивании вновь принимают свои первоначальные размеры.
Температурный предел применения полиэтиленовых труб из ПНП от —30° до +50° С, а у ПВП от —65° до + 70° С. С повышением температуры прочность полиэтилена резко снижается.
Соединения полиэтиленовых труб могут быть разъемными и неразъемными (рис. 22). К неразъемным соединениям относятся сварные в раструб (рис. 22,а), встык (рис. 22,б) и с надвижной муфтой (рис. 22, в), к разъемным — фланцевые (рис. 22, г) и . резьбовые с накидной гайкой (рис. 22, д).
Детали трубопроводов из полиэтилена (крестовины, тройники, муфты, переходы, отводы) изготовляют литьем под давлением, сваркой из труб и гнутьем.
Винипласт, поливинилхлорид (плотность 1,38—1,43 г/см3) представляет собой твердый термопластичный материал, получаемый пластификацией поливинилхлоридных смол.
Трубы и детали трубопроводов из винипласта получили широкое применение для технологических трубопроводов. Они обладают высокой химической стойкостью к большинству кислот при температурах +40-=-60°С (в том числе к 30—50%-ной азотной, 80%-ной серной, 30%-ной соляной), ко многим щелочам и растворителям.
Основной недостаток винипластовых труб — хрупкость при температуре ниже 0°С, а также склонность к деформации при действующих рабочих нагрузках.
Механические свойства винипласта не изменяются при температурах от —10° до +50° С. Винипластовые трубы с условным проходом от 6 до 150 мм, длиной 5—8 м на условное давление до 10 кгс/см2изготовляют способом прессования или контактной сваркой листовых заготовок.
По нормалям заводов-изготовителей трубы выпускают также с условным проходом 200 и 250 мм. Соединения винипластовых труб, так же как и полиэтиленовых, могут быть разъемные и неразъемные. Отличие состоит в том, что неразъемные соединения этих труб достигаются не только сваркой, но и склеиванием. Детали трубопроводов из винипласта, за исключением гнутых из труб, изготовляют литьем под давлением. Размеры деталей установлены нормалями.
Фторопласт-4 (плотность 2,13—2,22 г/см3)— кристаллический полимер тетрафторэтилена.
Трубы и детали трубопроводов из фторопласта-4 имеют белую окраску и скользкую поверхность, напоминающую наощупь поверхность парафина.
По химической стойкости фторопласт-4 превосходит все известные материалы, в том числе золото и платину. На фторопласт не действует даже смесь концентрированных соляной и азотной кислот и только трехфтористый хлор и фтор его разрушают. Вследствие этого фторопласт является наиболее устойчивым материалом для изготовления труб и уплотнительных деталей трубопроводов, по которым транспортируются агрессивные продукты.
Трубы из фторопласта-4 являются более температуростойкими и прочными по сравнению с другими пластмассовыми трубами.
Практически трубы из фторопласта-4 применяют для транспортирования продуктов в интервале температур от —195 до + 250° С.
Трубы и детали трубопроводов из фторопласта-4 изготовляют с условным проходом от 10 до 400 мм в соответствии с техническими условиями заводов-изготовителей. Длина труб от 500 до 2000 мм. Трубы из фторопласта в основном соединяются на стальных фланцах с отбортовкой.
Стоимость производства фторопластовых труб пока еще высока, поэтому их выпускают в ограниченных количествах.
Полипропилен — полимер, получаемый из пропилена (плотность пропилена 0,9 г/см3). Основные преимущества полипропилена заключаются в том, что при повышенных температурах (до +100° С) его механические свойства изменяются весьма незначительно. Полипропилен стоек к воздействию многих кислот и других агрессивных продуктов. Трубы из полипропилена можно применять для транспортирования холодных и горячих агрессивных продуктов в интервале температур от —14 до +100° С при условном давлении до 6 кгс/см2. При условном давлении до 2,5 кгс/см2полипропиленовые трубы можно использовать для продуктов с температурой до +150° С.
Полипропиленовые трубы у нас в стране пока изготовляются опытными партиями, но дешевизна и доступность получения исходного сырья для их изготовления создают предпосылки к широкому внедрению в ближайшие годы труб во многих отраслях промышленного строительства.
Фаолит (плотность 1,4—1,7 г/см3)— представляет собой кислотоупорный материал, основными компонентами которого являются феноло-формальдегидная смола и наполнитель.
В зависимости от наполнителя фаолит маркируют буквами А (асбест), П (песок), Г (графит). Трубы и детали из фаолита обладают высокой химической стойкостью по отношению ко многим агрессивным продуктам (кислотам и крепким щелочам, плавиковой кислоте, хлористым солям). Из всех применяемых пластмасс (кроме фторопласта-4) только фаолитовые изделия химически стойки к бензолу.
Большой диапазон температур от —30 до +130° С, в которых могут работать фаолитовые трубы, также значительно расширяет возможности их применения.
Фаолитовые трубы с буртами изготовляют с условным проходом от 32 до 300 мм из фаолита марок А и Г длиной 1000 и 2000 мм. Такие трубы выдерживают пробное гидравлическое давление от 2 до 6 кгс/см2в зависимости от диаметра. Фаолитовые трубы диаметром до 100 мм изготовляют на шприц-машинах, а трубы больших диаметров — из сырых листов путем формования.
Соединяют фаолитовые трубы с буртами на разрезных стальных фланцах.
Фаолитовые изделия отличаются значительной хрупкостью, поэтому при транспортировании и монтаже их следует предохранять от ударов, а также резких изменений температуры.
Стеклопластики — это пластмассы, содержащие стекловолокнистый наполнитель. Они имеют высокую механическую прочность, зависящую от количества введенного в композицию стекловолокна и его распределения в ней. Стеклопластики коррозйонноустойчивы ко многим агрессивным средам, в том числе и кислотам, обладают хорошими электроизоляционными свойствами, водонепроницаемы, могут длительно работать при высоких температурах (до 350° С) и легко поддаются обработке. Трубы из стеклопластика изготовляют на трубонавивочной машине непрерывного действия. Навивая слои материала в определенных направлениях, получают трубы с максимальной удельной прочностью. Изготовляют трубы из стеклопластика марки СВАМ (удельный вес—1,8 г/см3); , подробнее о данном материале , применяют их при давлении до 50 кг/см2и температуре до 200° С.
Изготовляют эти трубы по техническим условиям заводов-изготовителей с условным проходом от 100 до 1000 мм с толщиной стенки от 3 до 10 мм, длиной 6 м.
Трубы обладают высокой прочностью и стойкостью к почвенной коррозии, поэтому их можно применять для подземной прокладки (нефте- и газопроводы). Эти трубы в три раз легче металлических и их монтируют на более легких эстакадах, кронштейнах и других несущих конструкциях.
Основными типами соединений стеклопластиковых труб являются раструбные и муфтовые. Однако производство труб из стеклопластиков еще недостаточно освоено.
Трубы и детали из пластмасс необходимо хранить в сухих закрытых помещениях на стеллажах, в штабелях, а детали в ящиках, вдали от нагревательных приборов и в местах, защищенных от прямого воздействия солнечных лучей.
При перевозках трубы необходимо раскреплять и предохранять от повреждений.
1. В чем заключаются преимущества и недостатки труб из полимерных материалов?
2. Укажите область применения труб из винипласта, полиэтилена, полипропилена и фторопласта.
3. Назовите отличительные особенности труб из фаолита и стеклопластиков, расскажите об области их применения?
4. Какие вы знаете виды соединений труб из полимерных материалов?
Все материалы раздела «Изделия» :
● Сортамент труб и область их применения
● Технические требования к стальным трубам
● Сортамент труб технологических трубопроводов по нормалям машиностроения
● Отводы крутоизогнутые и гнутые
● Фланцы
● Тройники, переходы и заглушки
● Опоры, подвески и опорные конструкции
● Трубы и детали трубопроводов из цветных металлов и их сплавов
● Трубы и детали трубопроводов из чугуна и специальных сплавов
● Трубы и детали из стекла, ситалла, фарфора, керамики, аитегмита и фанеры
● Трубы и детали гуммированные, биметаллические и с лакокрасочными покрытиями
● Трубы и детали футерованные и эмалированные
● Назначение, классификация и выбор арматуры
● Приводная и самодействующая арматура
● Условные обозначения и отличительная окраска арматуры
● Крепежные изделия, прокладочные и уплотнительные материалы