Извините, но мы не смогли найти страницу, которую вы ищете. Убедитесь, что вы правильно ввели URL-адрес. Вы также можете поискать то, что ищете.

Эта публикация содержит текст, графику, изображения и другое содержимое (совместно именуемые «Содержимое»), предназначенное только для информационных целей. Некоторые статьи содержат только личные рекомендации автора.
НАДЕЖНОСТЬ НА ЛЮБУЮ ИНФОРМАЦИЮ, ПРЕДСТАВЛЕННУЮ В ДАННОЙ ПУБЛИКАЦИИ, ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО НА ВАШ СОБСТВЕННЫЙ РИСК.
© 2021, Access Intelligence, LLC. Все права защищены.| Политика конфиденциальности | Разнообразие Включение и справедливость

Страница не найдена – Химическая инженерия

Извините, но мы не смогли найти страницу, которую вы ищете. Убедитесь, что вы правильно ввели URL-адрес. Вы также можете поискать то, что ищете.

Эта публикация содержит текст, графику, изображения и другое содержимое (совместно именуемые «Содержимое»), предназначенное только для информационных целей. Некоторые статьи содержат только личные рекомендации автора.
НАДЕЖНОСТЬ НА ЛЮБУЮ ИНФОРМАЦИЮ, ПРЕДСТАВЛЕННУЮ В ДАННОЙ ПУБЛИКАЦИИ, ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО НА ВАШ СОБСТВЕННЫЙ РИСК.
© 2021, Access Intelligence, LLC. Все права защищены.| Политика конфиденциальности | Разнообразие Включение и справедливость

Страница не найдена – Химическая инженерия

Извините, но мы не смогли найти страницу, которую вы ищете. Убедитесь, что вы правильно ввели URL-адрес. Вы также можете поискать то, что ищете.

Эта публикация содержит текст, графику, изображения и другое содержимое (совместно именуемые «Содержимое»), предназначенное только для информационных целей. Некоторые статьи содержат только личные рекомендации автора.
НАДЕЖНОСТЬ НА ЛЮБУЮ ИНФОРМАЦИЮ, ПРЕДСТАВЛЕННУЮ В ДАННОЙ ПУБЛИКАЦИИ, ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО НА ВАШ СОБСТВЕННЫЙ РИСК.
© 2021, Access Intelligence, LLC. Все права защищены.| Политика конфиденциальности | Разнообразие Включение и справедливость

Страница не найдена – Химическая инженерия

Извините, но мы не смогли найти страницу, которую вы ищете. Убедитесь, что вы правильно ввели URL-адрес. Вы также можете поискать то, что ищете.

Эта публикация содержит текст, графику, изображения и другое содержимое (совместно именуемые «Содержимое»), предназначенное только для информационных целей. Некоторые статьи содержат только личные рекомендации автора.
НАДЕЖНОСТЬ НА ЛЮБУЮ ИНФОРМАЦИЮ, ПРЕДСТАВЛЕННУЮ В ДАННОЙ ПУБЛИКАЦИИ, ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО НА ВАШ СОБСТВЕННЫЙ РИСК.
© 2021, Access Intelligence, LLC. Все права защищены.| Политика конфиденциальности | Разнообразие Включение и справедливость

Проблемы с пластиковыми (полимерными) материалами

Содержание

Засыпка

Деградация

Инспекция

Сохраните эту страницу как информационный бюллетень о владельце плотины [PDF]

Пластмассы часто используются в качестве водосбросных и озерных водосточных труб при строительстве и ремонте плотин. Наиболее распространены пластиковые трубы из полиэтилена высокой плотности (HDPE) и поливинилхлорида (PVC). Преимущества использования пластиковых труб включают превосходную стойкость к истиранию, стойкость к химической коррозии, низкие эксплуатационные расходы и длительный срок службы. Природные химические вещества в почве не разрушают пластиковые трубы и не вызывают их гниение или коррозию. Пластиковые трубы также намного проще обрабатывать и устанавливать по сравнению с более тяжелыми бетонными и стальными трубами.

Засыпка

Пластиковые трубы считаются гибкими, и они получают свою прочность от материала и окружающей засыпки, тогда как жесткие трубы, такие как бетон, получают свою прочность от материала и конструкции трубы.Засыпка вокруг пластиковых труб должна быть должным образом уплотнена и полностью контактировать с трубой. Важно проявлять особую осторожность в области вута, чтобы труба не оторвалась от земляного полотна и не нарушила вертикальное выравнивание.

Симметричная засыпка также необходима для предотвращения смещения трубы в поперечном направлении.

При проектировании новой водосбросной системы зарегистрированный профессиональный инженер должен будет указать правильный тип пластиковой трубы под давлением, которую можно использовать. Труба должна выдерживать давление веса насыпи без раздавливания и деформации. Стыки также должны быть водонепроницаемыми. Не все пластиковые трубы соответствуют этим требованиям.

Деградация

Как и в случае с другими пластиковыми материалами, деградация в ультрафиолетовом свете может быть проблемой. Фотодеградация может привести к тому, что пластик станет хрупким и растрескается. Технический углерод является наиболее эффективной добавкой для повышения стойкости пластмассовых материалов к фотодеградации.Трубы, содержащие технический углерод, можно безопасно хранить на улице в большинстве климатических условий в течение многих лет без повреждений от воздействия ультрафиолета.

Пластиковые трубы могут подвергаться воздействию жидких углеводородов, таких как бензин и масло. Если углеводороды вступают в контакт с пластиковой трубой, они проникают через стенку трубы, вызывая разбухание и потерю прочности. Однако, если углеводороды удалить, эффекты обратимы.

Инспекция

Регулярный осмотр и мониторинг необходимы для обнаружения любых проблем с пластиковыми материалами.Пластиковые трубы необходимо проверить на предмет деформации и трещин. Инспектор также должен проверить внутреннее состояние водосбросной трубы. При входе в систему водосброса необходимо учитывать надлежащую вентиляцию и меры предосторожности в ограниченном пространстве. Важно вести письменный учет размеров труб, чтобы отмечать деформации, длину и ширину трещин. Фотографии предоставляют бесценные записи об изменении условий. Быстро меняющееся состояние может указывать на очень серьезную проблему, и следует немедленно связаться с Государственным агентством по безопасности плотин.Все записи должны храниться в руководстве по эксплуатации, техническому обслуживанию и осмотру плотины.

Сохраните эту страницу как информационный бюллетень владельца плотины для печати

Расчет срока службы при пластическом разрушении труб из полукристаллических полимеров

Аннотация

Целью данного исследования является разработка комбинированной экспериментальной и аналитической основы для ускоренной оценки срока службы полукристаллических пластиковых труб, которая чувствительна к изменениям в структуре, ориентации и морфологии, вызванным условиями обработки.Для выполнения этой задачи в качестве типового основного материала выбран полиэтилен высокой плотности (HDPE). В качестве нового протокола ускоренных испытаний было запланировано и проведено несколько испытаний для определения характеристик уже произведенных сегментов труб из ПНД. Специальные приспособления спроектированы и разработаны для проведения одноосных испытаний на определение характеристик. Предел текучести материала моделировали с использованием двух уравнений Эйринга, модифицированных для гидростатического давления, параллельно для описания данных испытаний, собранных при осевом растяжении и сжатии. Впоследствии с помощью модели прогнозируется разрыв труб при ползучести под действием гидростатического давления. Прогнозы модели подтверждаются с использованием экспериментальных данных об отказе от разрушения при ползучести, собранных при внутреннем повышении давления в трубах с использованием специально разработанной полностью автоматической испытательной системы. Результаты показывают, что этот метод позволяет прогнозировать срок службы трубы более 50 лет, используя эксперименты, проводимые в течение примерно 10 дней вместо традиционных 13 месяцев. Аналитическая модель объединена с коммерческим пакетом конечных элементов, что позволяет проводить моделирование, включая различные термомеханические условия нагружения, а также сложные геометрические формы.Численная модель проверена с использованием данных испытаний для определения характеристик при различных температурах и скоростях деформации. Результаты показывают, что долговременные характеристики трубы во многом определяются пластическим поведением материала, и обнаружено, что его вязкоупругая характеристика играет незначительную роль в этом отношении. Из-за потенциальной роли остаточных напряжений в долгосрочном поведении, остаточное напряжение по толщине стенки измеряется для трех геометрически различных труб из полиэтилена высокой плотности.Как и ожидалось, величина остаточных напряжений растяжения и сжатия оказывается больше в трубах с более толстыми стенками. Влияние остаточного напряжения на долговременную работу труб исследуется путем включения измерений остаточного напряжения в численное моделирование. Остаточное напряжение немного ускоряет процесс разрушения; однако для исследованных геометрий труб это ускорение незначительно.

Аннотация для широкой аудитории

Использование пластиковых труб для транспортировки жидкостей и газов за последние десятилетия значительно расширилось, в первую очередь из-за их умеренной стоимости, длительного срока службы и коррозионной стойкости по сравнению с такими материалами, как гофрированная сталь и высокопрочный чугун.Однако, прежде чем эти трубы можно будет эффективно использовать, проектировщикам необходимо иметь возможность быстро спрогнозировать срок службы, чтобы они могли выбрать лучший пластиковый материал и конструкцию трубы для конкретного применения. Эта возможность также позволяет производителям модифицировать материалы для улучшения характеристик. Целью данного исследования является разработка комбинации экспериментов и моделей для быстрого прогнозирования срока службы пластиковых труб. Полиэтилен высокой плотности (HDPE) был выбран в качестве пластического материала, на котором была разработана модель.Запланировано и проведено несколько испытаний для определения характеристик уже произведенных сегментов труб из ПНД. Моделируется податливость материала и оцениваются прогнозы срока службы. Прогнозы подтверждаются экспериментальными данными, полученными во время испытаний труб на разрыв, проведенных в лаборатории. Результаты показывают, что этот метод позволяет точно прогнозировать срок службы труб, превышающий 50 лет, с использованием экспериментов, проводимых в течение примерно 10 дней вместо традиционных 13 месяцев, что приводит к значительной экономии времени (и, следовательно, затрат) и дает возможность внедрить новые материалы в производство быстрее.

Многослойные композитные полимерно-полимерные трубы для эффективных систем водоснабжения – CIBSE Journal

Для систем отопления, охлаждения, горячего и холодного водоснабжения, а также питьевого водоснабжения при низком давлении обычно используются легкие многослойные трубы из полимер-ал-полимера из композитных материалов, альтернативные традиционным медным или стальным трубопроводам.

Многослойные трубы были разработаны для устранения недостатков, которые были очевидны в конкретных случаях применения простых гибких пластиковых труб, при сохранении их существенных неотъемлемых преимуществ.

В этом CPD будут рассмотрены конкретные атрибуты и простые методы применения, которые привели к широкому применению этой удобной – и сравнительно недорогой, с низким уровнем воздействия на окружающую среду – легких трубок.

Гибкие пластиковые трубы стали популярными в 1980-х и 1990-х годах в качестве недорогой альтернативы традиционным системам металлических трубопроводов, предлагая преимущества по сравнению с другими материалами, такие как гибкость, простота установки, устойчивость к замерзанию и снижение гидравлического удара. Некоторые из ранних материалов потерпели заметные неудачи.

Тем не менее, значительные преимущества упрощенных методов установки, отчасти обусловленные отказом от горячей обработки на стройплощадках и проблемами, связанными с поддержанием надлежащей квалификации рабочей силы, привели к ускоренному развитию безопасных, гибких, легко разрезаемых и соединяемых пластиковые трубы, подходящие для многих жидкостей, используемых в системах обслуживания зданий.

Рисунок 1: Пример многослойной трубы PE-RT Al PE-RT с коэффициентом теплового расширения при 20-100 ° C – 0.026 мм · м-1 · K-1, теплопроводность при 20 ° C 0,43 Вт · м-1 · K-1 и шероховатость трубы 7 мкм (Источник: Geberit)

Однако сама пластичность материала означала, что он не мог полностью заменить традиционные металлические материалы; его легкость деформации требовала тщательной фиксации и защиты, а также страдала от плохих эстетических качеств, так как не могла выдерживать визуально приемлемые прямые участки труб и изгибы должной формы.

Вероятно, наиболее технически проблемной была легкость, с которой кислород диффундирует через пластик, вызывая значительное нежелательное насыщение кислородом воды, протекающей в системах с замкнутым контуром.Поэтому для устранения этих недостатков были разработаны многослойные трубы.

Многослойные трубы состоят из двух тонких слоев пластика – обычно полиэтилена (PE) – с промежуточным алюминиевым слоем. Для изготовления многослойных труб, таких как показанные на рисунке 1, первоначально плоский алюминиевый лист натягивают на покрытую клеем полиэтиленовую трубу, придают ей форму и приваривают продольно вдоль ее поверхности.

Этот процесс сварки сохраняет круглое сечение трубы (на некоторых ранних трубах использовалось соединение внахлест, что приводило к неровностям).В непрерывном процессе алюминиевая поверхность нагревается и используется для выдавливания клея и окончательного внешнего пластикового слоя, чтобы завершить конструкцию основной трубы из полимер-алюминий-полимерных (PAP) труб.

Затем труба печатается с идентифицирующей информацией, поверхность обрабатывается и либо наматывается, либо нарезается на прямые стандартные отрезки. Добавление алюминиевого слоя к тому, что в противном случае фактически является гибкой пластиковой трубой, преобразует полезность материала трубы.

Тонкий слой алюминия с точно контролируемой толщиной – обычно 0.Толщина 2-0,7 мм, в зависимости от производителя – предотвращает диффузию кислорода через стенку трубы. (Традиционные стальные и медные трубы являются естественными барьерами для диффузии кислорода.)

Рис. 2: Меньшие диаметры можно гнуть вручную (Источник: Geberit)

Равномерно сваренный в продольном направлении слой алюминия сохраняет целостность трубы и позволяет ей одинаково хорошо изгибаться во всех направлениях. Алюминиевый слой также улучшает сопротивление трубопроводу давлению, а также делает трубу более стабильной по сравнению с простыми гибкими пластиковыми трубами.

Слой пластичного алюминия компенсирует присущую пластиковым слоям «память формы», которая в противном случае может вызвать повторное движение размотанной трубы, в то же время уменьшая провисание, которое может иметь место в полностью пластиковых трубах.

Внешний пластиковый слой защищает алюминиевый слой, предотвращая коррозию и точечную коррозию на алюминиевой поверхности. Внутренний пластиковый слой многослойных труб имеет абсолютную шероховатость поверхности примерно 0,007 мм, что аналогично шероховатости медных труб и значительно ниже, чем у стальных труб.

Для турбулентного потока, что является нормальным для применения в строительстве, шероховатость поверхности будет влиять на падение давления, особенно в трубах малых размеров, а относительно гладкая поверхность препятствует накоплению загрязнений, таких как известковый налет, магнетит и биопленки.

Обычно используемые пластмассы в многослойных трубопроводах – это сшитый полиэтилен (PE-X), полиэтилен повышенной температуры (PE-RT II) и полиэтилен высокой плотности (HDPE). PE-RT II был специально разработан для обеспечения прочности, сопоставимой с материалами P-EX, но без необходимости сшивания.

С точки зрения общих характеристик многослойной трубы в сборе все они одинаковы, с безопасным рабочим давлением порядка 10 бар для большинства систем горячего и холодного водоснабжения. (Для сравнения: 30+ стержней для меди и 60 + стержней для стальных систем.)

PE-X не подлежит переработке, в то время как PE-RT и HDPE подлежат переработке. Расчеты ¹ , проведенные Европейской ассоциацией пластиковых труб и фитингов, показывают, что углеродный след многослойных трубопроводных систем значительно ниже, чем у сравнительных медных систем.

Рис. 3. Ручной прессовочный пресс для труб меньшего диаметра (Источник: Geberit)

Существенным преимуществом является то, что трубы, в зависимости от производителя, доступны в виде непрерывных рулонов и прямых длин до 32 мм, а также размеров до 75 мм с внешним диаметром при стандартной прямой длине. Укладка трубы из непрерывных бухт без стыков упрощает процесс установки, позволяя прокладывать трубы по обходным маршрутам, и снижает вероятность возникновения проблем за счет использования меньшего количества фитингов.

Вес труб значительно меньше, чем у металлических эквивалентов, с гораздо более легким обращением, поэтому они обычно используются в бытовых и коммерческих целях, где традиционно используются медные трубы. В бытовых и коммерческих применениях это обычно включает отопление, а также системы горячего, холодного и питьевого водоснабжения. (Горизонтальные центры крепления обычно на 30% ближе, чем центры крепления медных труб.)

Хотя конструкция многослойной трубы не предусматривает непрерывного электрического проводника, алюминиевый слой позволяет электронным способом обнаружить трубу после установки.

Пластиковые трубопроводы, используемые в системах водоснабжения и водоснабжения, не нуждаются в кислородном барьере; тем не менее, в домашних и небольших коммерческих установках обычно для простоты строительной площадки одна и та же многослойная труба используется во многих системах (хотя цена основного материала выше, чем у простых небарьерных пластиковых труб).

Большинство производителей многослойных трубопроводных систем имеют одобрение Водной нормативной консультативной схемы (WRAS) для использования в установках питьевой воды в Великобритании.

Меньшие размеры могут быть сформированы вручную – обычно с минимальным радиусом изгиба около пяти диаметров трубы – без сжатия трубы, а трубы большего размера (или более узкие изгибы) формируются с помощью ручных формирователей или трубогибочных машин.

Использование многослойных систем запрессовки значительно быстрее традиционных металлических установок с точки зрения подготовки и соединения. Отчасти это связано с тем, что подготовка трубок менее трудозатратна, состоит из меньшего количества этапов, а конструкция компонентов и методы установки помогают обеспечить герметичность системы.

Рисунок 4: Портативный электрический прессовый станок (Источник: Geberit)

Фитинги обычно включают устройства, позволяющие использовать прессовые инструменты, такие как те, что показаны на рисунках 3 и 4, только правильно, что снижает вероятность прерывания прессования.

В зависимости от производителя фитинги изготавливаются из различных материалов, включая пластик, латунь и нержавеющую сталь, со множеством встроенных компонентов, обеспечивающих быстрое и эффективное соединение, а также обеспечивающих надежную индикацию того, что фитинг зафиксирован на трубопроводе. .

Так, например, как показано на рисунке 4, направляющие губок могут быть отформованы как часть фитинга, чтобы обеспечить правильное положение инструмента, а также убедиться, что инструмент не соскользнет с фитинга при приведении в действие. . Направляющие глубины на фитинге обеспечивают видимую обратную связь, помогая обеспечить полное введение трубы.

Для трубопроводной системы, такой как показанная на рис. 1, когда труба прижимается, внутренняя пластиковая трубка образует водяное уплотнение с уплотнительным кольцом, а фитинг постоянно предохраняет трубу от вытягивания или поворота.Резка и соединение этих систем чистые, без расходных материалов и небольшого беспорядка, который нужно убирать впоследствии.

При правильном выполнении прессование или опрессовка обеспечивает прочное соединение, герметичное и механически прочное. Фитинги, которые были ошибочно оставлены без давления, обычно имеют конструкцию с видимой утечкой при испытаниях на герметичность при низком давлении, как показано на Рисунке 5, так что любое испытание под давлением не может быть успешно завершено, пока все соединения не будут опрессованы.

Любые современные водопроводные и отопительные системы будут состоять из различных металлических и пластиковых компонентов. Хотя многослойные системы трубопроводов и фитингов обычно устойчивы к коррозии или коррозии, необходимо уделить внимание остальной части системы.

Системы, которые содержат компоненты, изготовленные из материалов, которые могут подвергаться коррозии в условиях плохого качества воды или при плохом давлении (приводящем к попаданию воздуха в систему), по-прежнему должны проектироваться и обслуживаться с использованием стандартных методов.Соединения с другим оборудованием часто выполняются с помощью металлических компонентов (обычно из латуни или бронзы).

Стандартные методы промывки и пуско-наладочные работы будут соответствовать руководящим принципам передовой практики (например, CIBSE Commissioning Code W), учитывая уменьшенную открытую поверхность металлических поверхностей, но при этом гарантируя отсутствие непреднамеренного повреждения других металлических и пластиковых компонентов внутри. система.

Все производители многослойных труб предоставляют коэффициенты расширения для обеспечения точных методов расчета при работе с материалом.Учет расширения будет зависеть от нескольких переменных, включая: температуру среды, проходящей через трубу; условия окружающей среды; расположение ответвлений и изгибов; и где могут быть расположены крепежные скобы.

Существенным преимуществом перед массивными пластиковыми трубами является то, что многослойная труба имеет меньшее тепловое расширение, а промежуточный алюминиевый слой поддерживает степень расширения примерно до 10% от таковой у сплошной трубы PE-RT. На практике это означало бы, что многослойная труба расширяется на 2 мм на каждый метр длины при повышении ее температуры с 0 ° C до 80 ° C.

Для сравнения: 0,9 мм на метр для стальной трубы и 1,4 мм на метр для медной трубы. Точно так же, как расширение компенсируется в системах медных и стальных трубопроводов, существует несколько методов, которые можно использовать для длинных многослойных трубопроводов – обычно с помощью определенных изгибных петель или ветвей, или путем допуска некоторого свободного движения в силу конструкции.

Многослойная труба обычно не обеспечивает электропроводящую систему труб, поэтому не может использоваться для уравнивания потенциалов и не требует заземления.Чтобы гарантировать отсутствие возможности для электролитического взаимодействия между алюминием и другими металлами в компонентах и ​​фитингах, конструкция соединительной арматуры должна включать в себя некоторую форму барьера, чтобы гарантировать отсутствие электрической проводимости между системой трубопроводов и фитингом.

Коррозия внешней поверхности алюминиевой трубы может произойти только в том случае, если трубы прокладываются в агрессивной или постоянно влажной среде, например, в плавательных бассейнах, производственных помещениях с кислотами или щелочами, а также в постоянно влажной или конденсирующейся среде.

Риск коррозии будет для открытых секций трубы без оболочки. В таких обстоятельствах необходимо обеспечить защиту от коррозии, например, с помощью резиновых манжет, уплотнительной ленты или других подходящих методов, рекомендованных производителем.

Меры по защите от коррозии не требуются, если трубы оборудованы непрерывной противоконденсатной или тепловой изоляцией и, таким образом, защищены от постоянной влаги. Как и в случае с большинством пластиковых материалов, труба должна быть защищена от длительного воздействия прямых солнечных лучей, чтобы предотвратить долговременную деградацию пластикового материала.

© Тим Двайер, 2020.

Дополнительная литература

Данные производителя являются ключом к интерпретации конкретных характеристик различных систем PAP.

CIBSE рассматриваются системы отопления, включая проектирование и расширение трубопроводов (Приложение A1.5).

CIBSE AM14: 2010 раздел 4.3.7 дает введение о тепловом расширении трубопроводов.

BSRIA 30/2007 (раздел W) предоставляет один из наиболее полных справочных материалов по практическому определению размеров основных трубопроводных систем.

Список литературы

1 EPD Calculator – по состоянию на 10 апреля 2020 г.