close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Kursach variant 1

код для вставкиСкачать
МИНОБР Науки Российской Федерации
Уральский Государственный Лесотехнический Университет
Кафедра технологии переработки пластических масс
Реферат
Полимерные трубы и трубопроводы в строительстве
Преподаватель Коршунова Н. И.
Студент ИХПРСиПЭ - 42 Клещёв Д. М.
Екатеринбург 2013
Оглавление
Введение....................................................3
Глава I. Название главы.................................
§ 1. Название параграфа.....................
§ 2. Название параграфа........................
Глава II. Название главы..................................
§ 1. Название параграфа.....................
§ 2. Название параграфа........................
Заключение.................................................26
Список используемой литературы.....................27
Приложения.................................................28
Введение
В современном строительстве полимерные строительные материалы (их насчитывается свыше 100 наименований) находят все более широкое применение. Они повсеместно используются для: покрытия полов (линолеум, релин, поливинилхлоридные плитки и др.), внутренней отделки стен и потолков, гидроизоляции и герметизации зданий, изготовления тепло - и звукоизоляционных материалов (поропласты, пенопласты), кровельных и антикоррозионных материалов и покрытий, оконных блоков и дверей, конструкционно-отделочных и ограждающих элементов зданий, лаков, красок, эмалей, клеев, мастик (на полимерном связующем) и для многих других целей.
Полимеры - высокомолекулярные соединения, важнейшая составная часть пластмасс. Исходным сырьем для получения полимеров служит природный газ, а также "попутный" газ, сопровождающий выходы нефти и каменноугольный деготь, получаемый при коксовании угля.
Широчайшее применение полимеров в строительстве, помимо таких положительных свойств, как эластичность, гибкость, антикоррозийность, технологичность, обусловлено в первую очередь возможностью создавать из них материалы с заданными разработчиками свойствами. Однако в данном реферате будут рассмотрены конкретные полимерные материалы - полимерные трубы и трубопроводы. Трубопроводы - неотъемлемая часть любого промышленного или коммунального объекта, будь то завод, город или целый регион. Они играют ведущую роль в его жизнеобеспечении. Наличие и техническое состояние на любой территории трубопроводных сетей - водо- и газопроводных, канализационных, теплоснабжения и других - определяет уровень жизни её населения, степень промышленной и экологической безопасности
Глава I. какое то название её
Использоние полимерных труб в странах Европы
Естественно, любая концепция развития территорий предусматривает строительство большого количества трубопроводных сетей; только по программам газификации областей России - более 40 000 км ежегодно. А значит, огромны затраты на приобретение труб, строительно-монтажные работы, на облуживание построенных сетей. Вдобавок требуют постоянного внимания и денежных затрат трубопроводы со стажем: срок службы многих из них давно истек или близок к концу, их нужно ремонтировать, на что так же необходимы трубы, строительная техника, затраты труда и т. д.
Неудивительно, что при традиционном подходе материальные и финансовые возможности строительства и ремонта трубопроводов уже практически исчерпаны и не обеспечивают необходимым объёмов реконструкции существующих сетей. В результате трубопроводный парк страны стареет, растет частота заказов, которые способны привести к катастрофическим последствиям; недаром нынешняя ситуация с теплоснабжение на наших глазах перерастает в некоторых регионах в политический кризис. Строительство новых трубопроводов при таком "наследии" становится еще более проблематичным.
В то же время технические возможности решения проблемы еще далеко не исчерпаны. Современные технологии строительства и ремонта трубопроводов могут если не устранить, то во всяком случае существенно сгладить её остроту даже при нынешнем уровне финансирования. Основу таких технологий составляет использование труб из полимерных материалов.
В промышленно развитых странах полимерные трубы широко применяются в строительстве трубопроводов различного назначения. Например, в странах Европейского экономического сообщества (ЕЭС) до 95% газопроводов в настоящее время сооружаются из полиэтиленовых труб, а из газопроводов, находящихся на эксплуатации, пластмассовые составляют около половины.
Потребления полимерных труб:
30% - водоснабжение
25% - канализация, водостоки
20% - прокладка кабелей и коммуникаций связи
10% - газораспределительные трубы
10% - технологические трубопроводы
5% - системы ирригации, дренажа вентиляции и прочие системы.
В промышленно развитых странах вовсех областях трубопроводного транспорта происходит замена металлических труб, в первую очередь на стальных, на полимерные.
В приложении 1 - данные об использовании различных видов труб для внутренних сетей горячего и холодного водоснабжения и отопления в странах ЕС.
Использование полимерных труб в России
Первый трубопровод из полимерных труб был смонтирован еще в 1958 для системы снабжения минеральной водой. Однако сейчас у нас объемы применения полимерных труб значительно ниже, чем в развитых странах. В первую очередь это связано с консерватизмом мышления, что проявлялось в отсутствии нормативно-правовой базы для их использования.
В последнее время Министерством строительства России были приняты изменения к СНиП 2.04.01-85 "Внутренний водопровод и канализация зданий"; 2.04.05-91 "Отопление, вентиляция и кондиционирование"; 2.04.02-84 "Водоснабжение. Наружные сети и сооружения"; 2.04.03-85 "Канализация. Наружные сети и сооружения"; 2.04.08-87 "Газоснабжение"; новые СП 40-102-2000 "Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов", СП-42-101-96 "Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб диаметром до трехсот мм".
Принятие этих нормативных документов открыло возможность шире применять трубы из полимерных материалов в газопроводах, системах холодного и горячего водоснабжения, отопления.
В прошлом году принят и с 1 января начал действовать новый гост на полимерные трубы из термопластов и их соединения для систем водоснабжения и отопления. В нём задан срок эксплуатации полимерных труб, равный 50 годам, определяют 5 классов эксплуатаций:
- горячее водоснабжение при температуре 60 С;
- горячее водоснабжение при температуре 70 С;
- низкотемпературное отопление(теплый пол);
- низкотемпературное отопление и низкотемпературные радиаторы;
- высокотемпературные радиаторы. Каждый класс определяется комплексом температур(рабочая, максимальная и аварийная) и временем их воздействия в течении срока службы. Эксплуатационные давления устанавливаются в размере 0,4, или 0,6, или 1,0 МПа. Трубы, соответствующие любому классу эксплуатации, должны быть пригодными для транспортировки воды с температурой 20 С при давлении 1,0 МПа в течении полувека.
Значительная часть выпускаемых в Росси полимерных труб по своим техническим и эксплуатационным характеристикам соответствуют мировому уровню. Нормативные документы на трубы и соединительные детали (ГОСТы и технические условия) по принципам построения и заложенным в них требованиям к качеству труб как по номенклатуре, так и по уровню показателей, соответствуют стандартам ISO и CEN.
Таким образом, сегодня есть все условия для широкого внедрения полимерных труб в практику строительства.
Полимеры для производства труб
Для промышленного производства труб в зарубежной и отечественной практике используются следующие типы полимеров:
ПНД - полиэтилен низкого давления;
ПВД - полиэтилен высокого давления;
ППБ и ППС - сополимеры полипропилена;
ПЭС - сшитый полиэтилен;
ПБ - полибутан;
ПВХ - поливинилхлорид.
Полиэтилен
Полимерные трубы обладают высокой химической стойкостью. Так, трубы из ПНД и ПВД при нормальной температуре устойчивы к действию воды, щелочей соляной и фосфорных кислоты, спиртов, формальдегидов и сложных эфиров, но недостаточно стойки(набухают) в хлорированных, алифатических и ароматических углеводородах и жидкостях, содержащих поверхностно-активные вещества, которые вызывают образование трещин на поверхности труб.
С повышением температуры стойкость труб из полиэтилена к действию минеральных кислот и органических растворителей уменьшается.
Полиэтилен - это пластикат, имеющий хорошие диэлектрические свойства, повышенную ударостойкость, небольшую поглотительную способность. Не ломается, обладает низкой газо- и паропроницаемостью. Физиологически нейтрален, не имеет запаха. Полиэтилен не восприимчив к щелочам любой концентрации, растворам любых солей, карбоновым, плавиковой и концентрированной соляной кислотам. Устойчив к маслу, овощным сокам, алкоголю, воде, бензину. Разрушается азотной кислотой, газообразными и жидкими фтором и хлором. Не растворяется, а только немного набухает в органических растворителях. Стоек к нагреванию в вакууме, но разрушается на воздухе при нагревании от восьмидесяти градусов.
Полиэтилен морозостоек (до семидесяти градусов). Под действием ультрафиолетовых лучей - подвергается фотодеструкции. Легко модифицируется. Дополнительное хлорирование, сульфирование, бромирование или фторирование придают полиэтилену каучуко-подобные свойства, улучшают химическую и тепловую стойкость. Сополимеризация с другими полиолефинами или полярными мономерами повышает его прозрачность, эластичность, адгезионные характеристики, а также стойкость к растрескиванию. Смешивание полиэтилена с другими полимерными материалами улучшает другие его физические свойства. Полиэтилен безвреден для человека, из него не выделяются опасные для его здоровья вещества.
Полипропилен и его сополимеры
Полипропилен обладает высокой ударной вязкостью и повышенной износостойкостью, стоек к многократным изгибам (при холодной гибки ограничен радиус изгиба), физиологически безвреден, водонепроницаем, обладает коррозионной стойкостью, низкой теплопроводностью, точка плавления 160˚С. Материал не обладает запахом, не тонет в воде, в огне горит без дыма, запах при горении острый и сладковатый, плавится каплями.
На практике применение полипропилена ограничивается его природными свойствами. Для адаптации свойств материала к определенным условиям в полипропилен добавляют специальные присадки. Например, сам по себе полипропилен практически не электропроводен. Но в ряде случаев, например при изготовлении резервуаров для взрывоопасных сред, необходимо чтобы материал при образовании электростатического заряда отводил его. Для увеличения электропроводности в материал добавляют токопроводящие вещества.
При эксплуатации изделий из полипропилена, под воздействием различных климатических факторов (свет, влага) происходит разрушение материала, которое называется старением. Процессы старения приводят к потере эластичности и снижению механической прочности полимерного материала, ухудшению диэлектрических показателей. Для защиты от старения в полимеры добавляют малые дозы низкомолекулярных добавок - стабилизаторы. Для защиты полимеров от светового старения применяются светостабилизаторы (ультрафиолетовые стабилизаторы). Действие светостабилизаторов заключается в фильтрации ультрафиолетового излучения и его преобразования в тепловую энергию. Защиту от термоокислительного старения обеспечивают стабилизаторы, называемые антиоксидантами.
Трубы из ППБ и ПП при нормальных температурах обладают высокой химической стойкостью к действию сильных щелочей, сильных и слабых минеральных кислот, соляных растворах, алифатических углеводородов, минеральных масел; неустойчивы к действию окисляющих кислот(концентрированная азотная и серная) сложных эфиров, кетонов и альдегидов, простых эфиров и ароматических углеводородов. По сравнению с трубами из полиэтилена полипропиленовые более устойчивые к влиянию химических веществ при повышенных температурах. Сшитый полиэтилен
ПЭС обладает повышенной химической стойкостью и углеводородам, жидкостям, содержащие поверхностно активные вещества, кислотам, особенно при повышенных температурах.
Сшитый полиэтилен, сохраняя все основные ценные свойства обычного полиэтилена, обладает следующими преимуществами: повышенной стойкостью к растрескиванию в напряженном состоянии и к старению, повышенной теплостойкостью ( длительная рабочая температура при использовании вулканизирующегося полиэтилена на основе полиэтилена низкой плотности - 90 С, допустимая температура при перегревах в течение 100 ч в год-130 С, в течение 30 сек - 250 С), улучшенными механическими характеристиками, в частности, стойкостью к истиранию и продавливанию; хорошей стабильностью размеров при более высоких, чем для обычного полиэтилена, температурах
Трубы из сшитого полиэтилена (ПЭС-а, ПЭС-b, ПЭС-с) являются одним из наиболее распространенных материалов. Трубы ПЭС изготавливают из полиэтилена высокой плотности с очень высоким молекулярным весом. В процессе экструзии в присутствии специального катализатора производится химическая сшивка молекул полиэтилена, приводящая к формированию трехмерной сетчатой структуры, в результате чего саму трубу можно рассматривать как одну большую молекулу. Благодаря такому молекулярному строению труба ПЭС обладает целым рядом уникальных свойств: теплостойкость; долговечность; стойкость к механическому и гидравлическому удару; стойкость к ползучести при высоких давлениях и температуре; стойкость к растрескиванию благодаря отсутствию усталостных напряжений; отличные гидравлические свойства; высокая стойкость к истиранию
Поливинилхлорид
Трубы из ПВХ при температуре до 40 С устойчивы к воздействию влажных газов, за исключением хлора и хлорсодержащих, и в большинстве случаев устойчивы к средам, указанным выше для полиэтилена и полипропилена.
Главные качества ПВХ в строительстве: износоустойчивость, механическая прочность, жесткость, небольшая масса, устойчивость к коррозии, химическому, погодному и температурному воздействию. ПВХ - отличный огнеупорный материал. Он с трудом поддается возгоранию. И прекращает гореть и тлеть сразу же после того, как исчезает источник высокой температуры. Основная причина - высокое содержание хлора. Это способствует повышению пожарной безопасности построенных объектов. ПВХ не проводит электричество и, таким образом, идеален в качестве изоляционного материала. Основной чертой строительных материалов из ПВХ является их долговечность. 85% всех строительных материалов из ПВХ используются для долгосрочных сооружений. Более 75% труб, произведенных из ПВХ, имеют срок службы более 40 лет (потенциал новых разработок в этой области увеличивает этот срок до 100 лет!)
Технология производства труб
Трубы из полимерных материалов в основном изготавливаются методом непрерывной экструзии.
При производстве труб из полиэтилена и полипропилена используют гранулированную композицию ПЭ и ПП, поставляемую заводом-изготовителем сырья. При производстве труб из ПВХ необходима композиция, как правило, готовится на заводах-изготовителях труб. При этом используется смола ПВХ и различные стабилизаторы, смазки, наполнители.
Основным элементом трубной линии является шнековый экструдер (1-шнековый для ПНД, ПВД и ППС и 2-шнековый для ПВХ), в котором полимерные материалы расплавляются, гомогенизируются и выдавливаются через кольцевой зазор трубной головки. Получаемая в трубной заготовка проходит через калибрующее устройство и вакуумные ванны, где за счет охлаждения ей придается форма готовой трубы. Затем труба проходит через охлаждающие водяные ванны, фиксирующие её размер: наружный диаметр, толщину стенки.
После охлаждения и фиксирования формы в охлаждающих ваннах труба может нарезаться на отрезки заданной длинны или сматываться в бухты( для труб из ПЭ диаметром до 160 мм)
Трубы из сшитого полиэтилена изготавливаются различными способами в зависимости от способа сшивки полиэтилена:
- ПЭС - а - пероксидным способом;
- ПЭС - b - с помощью силанолов;
- ПЭС - с - потоком электронов.
ПЭС - а изготавливают специальными методами рам-экструзии; ПЭС - b - методами непрерывной экструзии, однако при этом линию полученных труб дополнительно оснащают дозаторами и смесителями для подачи силанолов и катализаторов; ПЭС - с -изготавливают с помощью технологии, состоящей из двух стадий: на первой получают трубы из ПЭ методом непрерывной экструзии, на второй проводят сшивку труб электронами на специальных ускорителях
В последнее время широкую рекламу и сбыт получили металло-полимерные трубы с многослойной конструкцией:
Внутренняя труба из ПЭС - b;
Первый промежуточный адгезионный слой из специального полимера;
Тонкий слой алюминия, сваренного вдоль трубы ультразвуком;
Второй адгезионный слой из специального полимера;
Внешняя оболочка из ПЭС - b.
Металло-полимерные трубы изготавливают методом непрерывной экструзии на линиях, имеющих несколько экструдеров для получения внутренней и внешней трубы из ПЭС - b, нанесение адгезионных слоёв и устройства нанесения и сварки алюминиевого слоя.
Основные преимущества полимерных труб
Технико-экономическая эффективность при использовании пластмассовых труб достигается за счет их следующих преимуществ перед стальными, чугунными и железобетонными:
Высокая коррозионная стойкость повышает срок службы трубопроводов и обеспечивает: а) возможность прокладки труб в агрессивных средах, б) низкую зарастаемость трубопроводов коррозионными отложениями. К тому же исключает работы по антикоррозионной защите внешней и внутренней поверхностей трубопроводов;
Высокие диэлектрические свойства исключают необходимость защиты трубопроводов подземной прокладки от коррозии, вызываемой действием блуждающих токов;
Меньший вес существенно облегчает транспортировку и монтаж;
Гибкость позволяет проходить повороты трассы без применения фасонных деталей, а так же поставлять значительную часть типоразмеров труб длинномерными отрезками (бухтами), в итоге резко сокращается срок монтажа;
Гладкость внутренней поверхности обеспечивает повышенную пропускную способность трубопроводов;
Особое соотношение прочности и эластичности полимерных материалов обуславливает: а) меньшую чувствительность к гидравлическому удару, б)неразрушимость при замерзании воды;
Низкая теплопроводность, и поэтому минимальное образование конденсата на поверхности труб, лучшие гигиенические условия внутри зданий.
Согласно нормативным документам, трудоёмкость монтажа водо- и газопроводов из мерных отрезком полиэтиленовых труб в 2-4 раза ниже, чем из стальных, а при использовании полиэтиленовых труб в бухтах - ниже в 10-12 раз.
Расчеты показывают: хотя сметные расходы на водоснабжение, канализацию и отопление при строительстве новых зданий в случае использования пластиковых труб увеличиваются в 1,2-1,4 раза по сравнению со стальными, однако с учетом гарантийного срока службы(стальные трубы могут быть использованы в течении 10 лет, полимерные - в течении полувека) общие затраты на эксплуатацию при применении пластиковых трубопроводов значительно, в 2,5 - 5 раз ниже.
Монтаж трубопроводов из полимерных труб
Основными методами соединения полимерных труб являются:
- сварка; в раструб, втык, с помощью деталей с закладными нагревательными элементами, а так же экструзионная сварка;
- склейка;
- использование разъёмных, компрессионных и неразъёмных соединений.
Трубопроводы из ПЭ и ПП
Соединение полиэтиленовых и полипропиленовых труб разделяются на разъёмные и неразъёмные.
Типичное разъёмное соединение - фланцевое. При этом втулка под фланец соединяются с ПЭ-трубой сваркой. Применяются также соединения условно разъёмными фитингами, один конец приваривается к ПЭ-трубе с помощью закладных нагревательных элементов, у другого есть внутренняя или наружная резьба для соединения со стальной трубой.
Для водопроводов питьевого и технического назначения ПЭ и ПП широко используют компрессорные фитинги. Их сложная конструкция изготавливается из различных полимерных материалов и состоит из крышки-гайки(полипропилен), корпуса(полипропилен), уплотнительного кольца(специальная резина), зажимного кольца(полиоксиметилен), запрессовывающей втулки.
Компрессионные фитинги можно использовать до давлений 1,6 МПа при диаметрах труб до 110 мм.
Для соединения канализационных труб из ПЭ широко используют раструбные разъёмные соединения с резиновым кольцом или специальными соединительными элементами.
Неразъёмные соединения ПЭ- и ПП-труб и соединительных элементов осуществляется простой сваркой или сваркой при помощи деталей с закладными нагревательными элементами.
Простая сварка осуществляется двояко: в раструб и встык. Первая используется для ПЭ- и ПП-труб диаметром от 16 до 90 мм.
Сварка встык - для диаметров от 32 до 1600 мм. Это достаточно сложный технологический процесс требует высокой квалификации персонала и высокого качества оборудования. Современные сварочные аппараты позволяют практически полностью автоматизировать процесс сварки, обеспечивая высокую надежность соединений, "запоминание" и протоколирование их параметров.
В России в ходу сварочное оборудование фирм Georg Fisher, Rothenberger, Friatec, Fusion, Omicron и др.
Применение деталей с закладными нагревательными элементами особенно эффективно при использовании длинномерных отрезков ПЭ труб, при монтаже газопроводов. Детали с закладными элементами высокого качества и широкого ассортимента - муфты, отводы, переходы, заглушка, тройники, седловые отводы, патрубки-накладки - закупаются за рубежом(Georg Fisher, Glynwed, Friatec, Fusion) и производятся в России (ЗАО "Завод АНД Газтрубпласт", ЗАО "Сибгазаппарат").
Соединительные элементы для технических и питьевых водопроводов из полиэтилена для сварки встык изготовляются методом гибки, сварки, литья под давлением и прессования. Номенклатура соединительных элементов включает в себя: гнутые и сварные отводы на углы 90, 60 и 45 градусов, тройники равнопроходные и переходные. Втулки под фланец, переходя для труб от 25 до 1200 мм.
Соединительные элементы для сварки в раструб изготавливают методом литья под давлением. Их номенклатура включает в себя: муфты, отводы 90 градусов, тройники, переходы, втулки под фланец, заглушки.
Соединительные детали из ПЭ для газопроводов изготавливают методами литья под давлением, прессования и применяют для монтажа газопроводов методом сварки встык. Номенклатура соединительных деталей включает тройники, втулки под фланцы, отводы литые - 90 градусов и отводы гнутые для диаметров 63, 110,160 и 225 мм.
Трубопроводы из ПВХ
Их соединяют путем склеивания в раструб или соединение через резиновое кольцо.
Соединительные детали из непластифицированного поливинилхлорида для клеевых соединений напорных труб проводят методом литья под давлением и используют для соединения труб из ПВХ с помощью клея марки ГИПК-127 А . Они рассчитаны на максимальное рабочее давление воды 1,0 МПа при 20 С. Номенклатура деталей включает муфты, угольники, тройники, втулки под фланцы и переходы для диаметров от 16 до 160 мм.
Соединительные детали из непластифицированного поливинилхлорида под резиновое кольцо производят методом под давлением и используют для соединения напорных труб из ПВХ. Они рассчитаны на максимальное рабочее давление воды 1,0 МПа при температуре 20 С. Их номенклатура деталей включает тройники для диаметров 63, 75, 90, 110 и 160 мм и переходы 73х63, 90х63, 110х63, 160х63, 160х110 мм.
Трубопроводы из ПЭС и ПЭС-Ал-ПЭС
Для монтажа трубопроводов из сшитого полиэтилена и металло-полимерных труб невозможны методы сварки и склейки. Основным методом выступают компрессионные неразъёмные соединения. В основном они импортируются, причем наиболее хорошо себя зарекомендовали соединения фирм Rehau и Beulco.
Номенклатура труб для полимерных трубопроводов
За основу нормализации пластмассовых труб применяется наружный диаметр. При изменении толщины стенки он неизменен, а внутренний, соответственно, меняется. Такое решение упрощает организацию производства труб, позволяет унифицировать конструкции и размеры соединительных деталей и арматуры, хотя и усложняет гидравлические расчеты.
Трубы подразделяют на типы, каждый характеризуется соответствующим значение стандартного соотношения размеров - Standart Dimension Ratio (SDR) - отношение диаметра к толщине стенки трубы. Указанные значения используют для расчета рабочего давления труб Р (МПа) по формуле:
Р=2F/(C(SDR-1))
F - допускаемо напряжение в стенке трубы (МПа); С - коэффициент запаса прочности: для водопроводов принимается равным 1,25, горячего водоснабжения - 1,5, для газопроводов от 2,0 до 2,8.
ПНД имеет значение F=6,3; 8,0; 10,0 МПа. ПВД - 3,2 МПа.
Области применения
Используют полимерные трубы в системах водоснабжения, канализации, газоснабжении и в технологических трубопроводах. Марка определяется свойствами конкретного полимера, возможностью комплектации соединительными деталями, условиями сборки и эксплуатации трубопроводов.
Полиэтиленовые трубопроводы
Полиэтиленовые трубопроводы используются для строительства газораспределительных межпоселковых, внутрипоселковых и городских сетей среднего и низкого давления.
Трубы из полиэтилена для газопроводов изготавливают по ГОСТ Р 50838-95. Предназначены они для газопроводов, транспортирующих природный газ, и изготавливаются двух типов: SDR 11 и SDR 17,6. Диаметры труб от 20 до 225 мм.
Эти трубы так же применяют для восстановления старых металлических трубопроводов путем протяжки.
Напорные водопроводы используются в основном для следующих систем:
- открытой прокладки внутренних водопроводов наружным диаметром до 225 мм.;
- прокладок в здании и сооружениях, осуществляемых в каналах и в тоннелях;
- открытой прокладки внутренних водостоков наружным диаметром до 315 мм.
- наземной и надземной прокладки трубопроводов напорной производственной канализации за пределами населенных пунктов;
- трубопроводов напорной производственной канализации, прокладываемых в проходных, полупроходных и непроходных каналах;
- прокладок водопроводных и канализационных труб по дну рек и водохранилищ;
- трубопроводов русловых и глубоководных выпусков с прокладкой в траншеях;
- сифонных водопроводов и всасывающих трубопроводных насосов;
- наземной и надземной прокладки технологических трубопроводов вне зданий и в помещениях с производствами, относящимися по пожарной опасности к категориям Г и Д, для транспортирования вредных веществ третьего класса опасности, трудногорючих (ТГ), и негорючих (НГ) веществ.
Напорные трубы из полиэтилена используются также для ремонта ранее проложенных трубопроводов из стали и других традиционных материалом методом протяжки и для креплений скважин глубиной до 300 метров в устойчивых осадочных породах, а также в грунтах, и содержащих агрессивные вещества.
Напорные трубы из ПЭ выпускаются по ГОСТ 18599-2001. ПНД имеет допускаемое напряжение в стенке трубы 6,3 МПа, 8,0 МПа, 10,0 МПа (соответственно класс ПЭ63, ПЭ80 и ПЭ100), а ПВД 3,2 МПа (ПЭ32).
Наиболее полную номенклатуру напорных труб из ПЭ (до диаметра 1200 мм) из отечественных производителей выпускают АО "Казаньоргсинтез" и московский "Завод АНД Газтрубпласт".
Наружные сети безнапорной канализации используют в основном:
- самотечных канализациях, системах надземной прокладуи;
- в самотечных системах производственной канализации, прокладываемые в проходных, полупроходных и непроходных каналах;
- для русловых и глубоководных выпусков с прокладкой в траншеях.
Внутренние сети канализации
Здесь должны применяться канализационные трубы и фасонные части из ПЭ с раструбами для соединений при помощи резиновых уплотнительных колец диаметром 50 и 110 мм, а также канализационные трубы и фасонные части из ПВД, соединяемые раструбно-стыковой сваркой.
Трубы дренажные гофрированные предназначены для устройства закрытого горизонтального дренажа на осушаемых и орошаемых землях. Трубы изготавливают четырех типов в зависимости от глубины заложения. Диаметры: 50, 63, 75, 90, 110, 125, 200 мм.
Трубы для электропроводки предназначены для её защиты от механических повреждений про открытой и скрытой прокладке. Разделяют: по типам - на нормальный (Н) и усиленный (У); по видам - с разтрубом (РК) и без; по размерам - с большим и меньшим допуском на толщину стенки в зависимости от сырья, первичного или вторичного. Трубы типа Н используют при открытой, У - при скрытой прокладке в массиве бетона. Диаметры труб: 16-23 мм.
Трубопроводы из ПВХ
Напорный трубопроводы из ПВХ с раструбами для соединения с помощью резиновых уплотнителей используют в основном для следующих трубопроводных систем:
- наружных водопроводных линий подземной прокладки; канализационных и напорных систем подземной прокладки;
- подземой прокладки систем внутреннего водоснабжения;
- внутренних водостоков;
- самотечной производственной канализации с повышенными требованиями по надежности;
- подземной прокладки трубопроводов, транспортирующих трудногорючие (ТГ) и негорючие (НГ) вещества, к которым материал резиновых колец химически стоек.
Напорные ПВХ-трубы диаметром до 160 мм без раструбов и с раструбами для клеевых соединений (РК) используются в основном для следующих трубопроводных систем:
- внутреннего водоснабжения;
Технологических трубопроводов, проложенных наземно и надземно вне зданий и в помещениях с производствами, относящимися к категориям Г и Д, для транспортировки вредных веществ третьего класса опасности, трудногорючих (ТГ), и негорючих (НГ) веществ.
Безнапорная канализация из ПВХ используется в основном там же где и полиэтиленовые, но и в самотечных водоводов технологичного назначения.
Для наружных безнапорных канализационных систем применяют трубы диаметром 110, 160 и 220 мм.
Трубопроводы из полипропиленовых труб
Канализационные ПП-трубы (из ППС и ППБ) сейчас широко применяются в самотечных трубопроводах производственной канализации и внутренней канализации зданий, заменяя трубы из ПВХ и ПЭ. Их прокладка особенно оправдана, когда по температурным условиям использование труб из ПЭ и ПВХ становится невозможным (в трубопроводах с температурой воды до 90С и высоким содержанием поверностно-активных веществ).
Полипропиленовые трубы применяются так же в системах технологического назначения. Трубы могут быть проложены различно: наземно и надземно, вне зданий и в помещениях с производствами, относящиеся по пожарной опасности к категориям Г и Д, для транспортировки вредных веществ третьего класса опасности, трудногорючих и негорючих веществ, а также для транспортировки серной кислоты концентрацией до 40%, соляной кислоты концентрации до 20% и едких щелочей концентрацией до 30% при температурах до 60С.
Трубы из ПП малых диаметров можно использовать в напорных трубопроводах для холодного водоснабжения, низкотемпературного отопления (теплый пол), подводов воды к низкотемпературным (60С) радиаторам. Трубопроводы из сшитого полиэтилена и металло-полимерных труб применяются для организации внутренних водопроводов холодной и горячей воды, теплоснабжения воздухонагревателей вентиляционных систем, низкотемпературного отопления (теплый пол), подводов воды к низкотемпературным (60С) и высокотемпературным (до 80С) радиаторам.
По областям применения трубы из сшитого ПЭ, а так же метало-полимерные трубы практически не отличаются. Наличие алюминиевого слоя в метало-полимерных трубах обеспечивает только защиту от диффузии кислорода, что в трубах из сшитого полиэтилена достигается путем нанесения на внешнюю поверхность слоя специального полимера. Однако стоимость стоимоть метало-полимерных труб значительно, в 1,5-2 раза, выше труб из сшитого полиэтилена.
Новые виды полимерных труб
Номенклатура промышленно выпускаемых полимерных труб постоянно ширится. Основные задачи, которые ставят перед собой производители труб - увеличить химическую стойкость, особенно в агрессивных среда; упрочнить внешнюю поверхность для исключения повреждений при монтаже трубопроводов; увеличить рабочие давления, рабочие температуры; создать сложные по конструкции трубы для экстремальных условий.
Проблему увеличения химической стойкости решают путем создания многослойных труб, в которых тонкий внутренний или внешний слой выполненный из специальных полимеров, стойких к агрессивным средам. Такие двухслойные трубы из ПЭ с внутренним слоем из полиамида или из полиэфиркетона используют для промышленных трубопроводов в нефтедобыче для транспортировки нефти или водонефтяных смесей.
Упрочнение внешней поверхности труб решают путем создания двухслойности с тонким защитным внешним слоем из упрочненных термопластов, который легко снимется в местах сварки труб при монтаже трубопровода.
Увеличение рабочих давлений решают созданием многослойных труб, армированных синтетическими волокнами. Такой продукт держит рабочее давление до 50 МПа. Другой путь химическая модификация базовых полимеров, чтобы увеличить их длительную прочность.
Наиболее сложная проблема с точки зрения использование полимерных труб - увеличение рабочих темератур полимерных трубопроводов для получения возможности использования их в сетях горячего водоснабжения (ГВС) и отопления.
Материал, используемый для создания таких труб, долже отвечать следующим требованиям: стойкость к воздействию высоких (до 95С) температур, механеическая прочность, обеспечивающая возможность эксплуатации при этих температурах под давлением, высокая химическая и коррозионная стойкость, гибкость, позволяющая выпускать трубу длинномерными отрезками (бухтами). Вдобавок обязательно экологическая чистота (не выделять токсичных веществ) и приемлемая цена. В наибольшей степени этим требованиям отвечает сшитый полиэтилен (ПЭС).
Важным компонентом трубы для теплотрасс является теплоизоляция, причем она должна наноситься в заводских условиях. Основные требования к теплоизоляции - низкие показатели теплопроводности и гигроскопичности, а также гибкость, допускающая изгиб трубы с большим радиусом. Необходимо предусмотреть и внешнюю защиту системы "труба-изоляция" от влаги и механических повреждений. Кроме того трубы систем отопления должны содержать барьерный слой, препятствующий диффузии кислорода через стенку трубы и предохраняющий теплообменное оборудование от преждевременного износа.
В 2003 году на ЗАО "Завод АНД Газтрубпласт" освоено производство гибких труб для сетей ГВС и отопления. Внутренняя (напорная) труба в них изготовлена из сшитого полиэтилена и имеет наркжный диаметр 25-140 мм и SDRв зависимости от назначения труби 11 или 7,4. На её внешнюю поаерхность нанесен барьерный слой, препятствующий диффузии кислорода. Теплоизолирующий слой изготавливается из полиуретана, вспененного СО2 без применения фреона. При плотности 60 кг/м3 он имеет коэффициент теплопроводности <= 0,032 Вт/мК.
Завершает конструкцию экструдированная гофрированная труба от механических воздействий и влаги, фактор гибкости. Расчетный срок службы таких труб составляет полвека при постоянной температуре 70С и давлении 0,71 МПа. Выпускается две серии труб: серия 1 - PN 12,5 (при 20С) для отопления и горячего водоснабжения и серия 2 - PN20 (при 20С) для горячего водоснабжения. Важнейшее преимуществоэтих труб - их гибкость, они доставляются на участки можтажа в бухтах необходимой длины, укладываются в траншеи без дополнительной установки температурных компрессоров. Монтаж таких труб в 3-4 раза короче, чем стальных теплоизолированных.
Для работы в экстремальных условиях воздействия низких температур на "Газтрубпласте" выпускают многослойные трубы (наполненная труба из ПЭ80, теплоизоляция из полиуретана защитный слой из ПВД) с проложенным на поверхности напорной трубы электрическим кабелем. Он выполнен так, что наибольшее тепловыделение происходит в точкаж трубопровода с минимальной температурой, т. е. в местах возможного образования ледяной пробки. Такая конструкция позволят поддерживать в трубе температуру, при которой невозможно образование ледяной пробки, исключить выход трубопровода из строя.
Заключение
Полимерные трубы из-за своих преимуществ, по сравнению металлическими, получили широкое применение. Уже сегодня применяются в крупных городах России в новых системах водоотведения и канализации, причем сети низкого и среднего (6 бар) давления уже проектируются с применением труб большого диаметра. Введена в эксплуатацию газовая труба из ПЭ-100, рассчитанная на рабочее давление до 12 бар, первый километр которой, выпущенный заводом "Газтрубпласт", был проложен во Владимирской области. Инновационные технологии приходят также и в сферу теплоснабжения, горячего водоснабжения (с температурами до 95 °С и давлением до 1 МПа), транспортировки нефти и нефтепродуктов.В настоящее время двустенные трубы применяются на таких объектах как: аэропорт Шереметьево, Октябрьская Железная дорога, ИКЕА, Москва-Сити, а также активно используются компаниями Горсвет (Екатеринбург), СевЗапТелеком (Санкт-Петербург).Газовая отрасль России тоже признала преимущества ПЭ труб. Долго такие трубы выпускались как экспериментальные, но в 2006 г. Госгортехнадзор наконец выдал первое разрешение на их серийное производство, и сегодня сети низкого и среднего давления с применением этого класса труб уже проектируются повсеместно
Гонка наращивания диаметров-давлений набирает темпы. В Норвегии запущено производство по изготовлению твердостенных напорных ПЭ труб диаметром до 2 м, а в Германии разработана технология выпуска высокотехнологичных композитных ПЭ труб, позволяющих на диаметрах до 4 м обеспечивать рабочее давление до 20 бар!
Климовский трубный завод в ближайшее время планирует запуск производства труб в диапазоне диаметров до 4 м, а в конце 2008 г. представил на рынок новую систему соединений труб сверхбольших диаметров при помощи уплотнительных колец. 2008 г. ознаменовался запуском производства труб для систем водоснабжения и промышленного применения из инновационного материала ХПВХ. Это событие получило широкую огласку в прессе (открытие завода "Аделант" в Тюмени). За короткий срок трубы из ХПВХ активно завоевали значимые позиции на трубном рынке России. Кстати, в Европе, Индии и США трубы из хлорированного поливинилхлорида успешно применяют уже 50 лет.
Список используемой литературы
Крючков А. Полимерные трубы и трубопроводы // Пластикс. 2003. №1. С. 22-30 (Журнал)
Буряк В. Полиолефины на рынке труб // Пластикс. 2003. №1. С. 13-19 (Журнал)
Мамедова А. ПВХ на строительном рынке // Пластикс. 2011. №11. С. 44-48. (Журнал)
Приложение 1
Потребление труб для внутренних трубопроводов и отопления в странах ЕЭС и различных материалов, в процентах по годам
Материал1998199920002001200220032004Сталь8,47,56,86,25,55,04,6Нержавеющая сталь1,21,21,31,31,41,51,6Медь52,551,249,547,946,244,843,2Сшитый полиэтилен22,623,624,324,825,426,026,4Сополимер полипропилена4,74,23,83,32,82,52,2Полибутан3,43,63,73,83,83,63,4Поливинилхлорид1,21,21,11,00,90,70,6Металло-полимерные6,07,69,611,714,015,918,0Всего, млн. м1438146814851506152615381553 Приложение 2
Основные физико-механические и теплофизические свойства полимеров, используемых для производства труб
ПоказателиПВДпндппспвхПлотность, г/см30,917-0,9260,952-0,9640,90-0,911,38-1,40ПТР, г/10 мин0,21-0,390,3-0,60,2-0,4 - Предел текучести при растяжении, МПа, не менее9,821,62550Относительное удлинение при разрыве, %, не менее60070030025Модуль упругости при изгибе, МПа110-160680-750980-16702500-3000Температура плавления, С103-110125-132160-168 -Температура размягчения по Вика, С80-90120-125105-14072-80Термический коэффициент линейного расширения, 1/С(1,8-2,4)10-4(1,7-2,0)10-4(1,1-1,8)10-4(6-10)10-4 2
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
209
Размер файла
58 Кб
Теги
variant, kursach
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа