Справочное руководство по трубам ПВХ. Часть 10

Также известно, что повторяющиеся изменения напряжения сокращают срок службы многих материалов труб из-за «усталости». Трубы из ПВХ прошли испытания в условиях повторяющихся внешних нагрузок и повторяющихся скачков внутреннего давления. В соответствующем месте будет приведена конкретная информация о конструкции, которая учитывает частые внутренние скачки давления, а также мы обсудим характеристики труб из ПВХ при динамических нагрузках от внешних воздействий, чтобы показать, что трубы из ПВХ обладают исключительной устойчивостью к усталости, то есть усталостной прочностью. Далее отметим, что благодаря исследованиям, разработкам и опыту, промышленность по производству труб из ПВХ продвинулась вперед и стала зрелой с тех пор, как продукт был представлен во время Второй мировой войны. Трубы из ПВХ — это постоянно развивающийся продукт, который можно лучше всего оценить благодаря пониманию технологии производства. В идеале заинтересованные стороны отрасли должны обладать всесторонними знаниями о преимуществах и ограничениях используемых ими трубопроводных систем. С этой целью мы рассмотрим производственные процессы, стандартные спецификации, а также требования к испытаниям и особенности упаковки и транспортировки труб и фитингов из ПВХ.

Технологии производства труб из ПВХ обширны и сложны. До того, как готовый продукт из ПВХ будет готов к испытаниям, проверке и поставке, его «истоки» можно проследить от нефтяных или газовых скважин, через нефтехимические заводы до операций компаундирования ПВХ и, наконец, до автоматизированных операций экструзии, формования и изготовления. Как уже было описано, трубы из ПВХ производятся из смеси материалов, основным ингредиентом которых является поливинилхлоридная смола. В индустрии пластмасс слово «смола» относится к основному полимеру, используемому в качестве сырья, а «соединение» относится к гомогенной смеси смолы и различных добавок. Поливинилхлоридная смола — это термопластичный полимер, полученный полимеризацией мономера винилхлорида (VCM). Винилхлорид — это бесцветный газ, производимый из хлора и этилена. Нередко сырьем для мономера винилхлорида является морская вода и природный газ. Термины термопластичность, полимер, мономер и полимеризация определены следующим образом. Термопластичность относится к свойству, которое позволяет материалу многократно размягчаться при повышении температуры и затвердевать при понижении температуры. Полимер — это органический материал, который содержит большое количество одинаковых химических конфигураций, связанных друг с другом как звенья цепи. Длинные цепи приводят к высокой молекулярной массе. Мономер — это простая небольшая молекула, из которой состоит полимерная цепь. Наконец, полимеризация — это реакция, которая связывает мономеры в большую структуру полимера.

По прибытии к производителю труб смола пневматически транспортируется через бестарные транспортеры на завод по производству труб и хранится в специальных емкостях. Другие ингредиенты, которые смешиваются со смолой ПВХ, включают стабилизаторы, пигменты, смазки, технологические добавки, функциональные добавки и разнообразные модификаторы, о которых мы говорили уже достаточно много в других циклах статей, посвященным добавкам для ПВХ. Здесь же заметим, что каждый ингредиент используется для придания определенных технологических характеристик или улучшения определенных свойств готового продукта. Например, для увеличения модуля упругости ПВХ-компаунда могут использоваться функциональные добавки. Пропорции этих второстепенных ингредиентов будут варьироваться от соединения к соединению. Составы, в которых указаны процентные содержания и фактические ингредиенты, используемые в данном ПВХ-компаунде, разработаны для придания определенных свойств, продиктованных применением. Как было описано выше, свойства жестких ПВХ-компаундов установлены в международных и национальных стандартах.

Процесс, используемый для смешивания ПВХ-смолы с второстепенными ингредиентами для производства экструзионного компаунда для ПВХ-труб, называется сухим смешиванием. Сухое смешивание осуществляется в высокоскоростном смесителе интенсивного действия. При этом трение, создаваемое высокоскоростным вращением лопастей смесителя и интенсивным движением частиц материала, генерирует значительное количество тепла, повышая температуру смешиваемых материалов. При нагревании частицы ПВХ расширяются, приобретая пористый, неправильный вид, и становятся похожими на попкорн. Затем эти частицы покрываются второстепенными ингредиентами в пропорциях, определяемых рецептурой соединения (некоторые ингредиенты, такие как смазочные материалы, плавятся при повышенных температурах, что позволяет полностью диспергироваться и обеспечивать дополнительную однородность смеси). После интенсивного перемешивания при повышенных температурах в течение нескольких минут приготовление партии ПВХ-компаунда завершается. Затем партия охлаждается и транспортируется в емкости для хранения и последующего использования. По запросу экструзионный компаунд пневматически транспортируется на операцию экструзии труб, где подается в бункеры. Затем смесь дозируется в экструдеры, и с этого момента начинается уже производство труб.