Область применения полимеров развивается стремительно. Основными преимуществами их использования перед металлами являются такие свойства, как малый вес, долговечность, низкая теплопроводность и простота в обработке. Поскольку пластик обладает превосходными химическими и механическими свойствами, его значение в промышленном сегменте неуклонно растет. С разработкой новых полимеров во многих отраслях (автомобилестроение, медицина, животноводство, авиакосмическая промышленность, гостиничный бизнес) пластик быстро заменяет металлические аналоги.
Одним из наиболее распространенных пластиков является полипропилен (PP). Гомополимер полипропилена (PP-H) находит широкое применение в различных отраслях промышленности благодаря высокой устойчивости к агрессивным средам. Почему? Давайте разбираться.
Немного химии
В зависимости от того, входят ли в молекулярную структуру полипропилена мономеры этилена и каким образом они расположены внутри этой структуры, полипропилены можно разделить на три группы:
- гомополимеры полипропилена – PP-H (только мономеры пропилена),
- блок-сополимеры полипропилена – PP-B (упорядоченные группы мономеров этилена),
- статистические сополимеры полипропилена – PP-R (неупорядоченные группы мономеров этилена).
Гомополимер полипропилена (PP-H)
Гомополимер полипропилена является наиболее востребованным типом пропиленов. В полукристаллической стабильной форме он содержит только мономер пропилена. Основными областями применения являются упаковка, текстиль, здравоохранение, трубопроводы, автомобилестроение и электротехника. Из гомополимера полипропилена производится широкий ассортимент труб, фитингов и клапанов для систем транспортировки промышленных жидкостей под давлением для рабочих температур до +95° C.
Блок-сополимер полипропилена (PP-B)
Блок-сополимер полипропилена содержит от 5 до 15% мономера этилена, сгруппированного в регулярные структуры. Эти структуры делают полипропилен более твёрдым и менее пористым. Этот тип полипропилена используется в изделиях, требующих повышенной прочности, например, в автомобилестроении.
Статистический сополимер полипропилена (PP-R)
Статистический сополимер полипропилена производится путём совместной полимеризации этилена и пропилена. Пластик содержит до 7% (по массе) этиленовых мономеров, случайным образом расположенных в полимерных цепях. Статистический сополимер полипропилена обычно применяется в изделиях, которые могут испытывать тепловые удары, то есть работать в условиях быстрого нагрева и охлаждения. Так, этот тип полипропилена идеально подходит для горячего и холодного водоснабжения. Поскольку этот тип полипропилена отличается прекрасной коррозионной стойкостью, он является отличной альтернативой медным и стальным трубам.
Полипропилен электропроводящий (PP-EL)
Этот тип полипропилена представляет собой материал, полученный на основе стабилизированного полипропилена путём введения углеродного наполнителя (графита) и синтетических каучуков. Благодаря этому данный тип полипропилена обладает пониженной возгораемостью. Он предназначен для изготовления антистатической и межоперационной тары для интегральных схем, низкотемпературных нагревательных элементов, осадительных электродов сернокислотных электрофильтров, а также других изделий, которые должны обладать электропроводными или антистатическими свойствами.
Выделим основные физические свойства полипропилена:
Технические характеристики и особенности эксплуатации
Трубопроводы из PP-H имеют ряд технических характеристик, которые делают их незаменимыми в промышленности:
- Широкий диапазон рабочих температур: от +10°C до +70°C.
- Устойчивость к ультрафиолетовому излучению: трубопроводы из PP-H не подвергаются разрушению под воздействием УФ-лучей, что позволяет использовать их как внутри помещений, так и на открытом воздухе.
- Низкая теплопроводность: полипропилен обладает низкой теплопроводностью, что снижает теплопотери при транспортировке горячих жидкостей.
- Гладкая внутренняя поверхность: обеспечивает минимальное сопротивление потоку и предотвращает образование отложений.
- Срок службы: РР-Н отличается крайне высоким пределом прочности (минимальная требуемая прочность составляет 10 МПа). Эта характеристика позволяет обеспечить продолжительный срок службы материала.
К особенностям материала также отнесем и метод соединения элементов трубопровода: стыковая и раструбная сварки.
Стыковая сварка (сварка встык) — это процесс соединения двух элементов (труб, фитингов или концевых соединителей запорной арматуры) одинакового диаметра и толщины. Соединяемые поверхности нагреваются до плавления при контакте с нагревательным элементом, а затем, после удаления нагревательного элемента, прижимаются друг к другу для образования сварного шва.
Сварка встык хорошо подходит для широкого диапазона размеров и форм сечений, так как этот метод достаточно экономичен, особенно для деталей диаметром более 200 мм. Кроме того, он не требует каких-либо дополнительных фитингов для соединения, а оборудование может работать в полуавтоматическом или автоматическом режимах. Компоненты, сваренные встык, в основном используются на строительных площадках, а также широко применяются в химической промышленности и водоснабжении.
Раструбная сварка (сварка в раструб) — это метод вварки трубы в раструб фитинга. Сварка происходит путём одновременного сплавления наружной поверхности труб и внутренней поверхности фитинга посредством ручных или автоматических нагревательных устройств. Простейшие сварочные аппараты состоят из нагревательного элемента, на который надеваются нужного диаметра нагревательные втулки. Аппараты обычно поставляются с набором втулок разного диаметра и автоматическим регулятором температуры.
Метод удобен тем, что не требует много специального оборудования. Поскольку происходит нагрев больших контактных площадей, требуется меньше времени для плавления. Кроме того, метод требует меньше усилий для соединения свариваемых деталей. Типичными областями применения раструбной сварки являются водо- и газоснабжение, ирригационные системы, химическое производство, работа со стокам.
Заключение
Трубопроводы из полипропилен-гомополимера (PP-H) являются надежным и эффективным решением в промышленности для транспортировки различных жидкостей и газов в условиях агрессивных сред. Их химическая стойкость, термостойкость, механическая прочность и гигиеничность делают их идеальным выбором для применения в химической, фармацевтической, пищевой промышленности, а также в системах водоснабжения и отопления. Благодаря легкости монтажа и длительному сроку службы трубопроводы из PP-H позволяют существенно снизить эксплуатационные расходы и повысить надежность промышленных систем.