/
Текст
Издатель: WIRSBO BRUKS АВ
Руководитель проекта: Per А. Svenson
Ассистент руководителя проекта: Marjo Westberg
Ответственный за содержание книrи:
т omas Lenman
Jerker Skarelius
Подrотовка анrлийскоrо издания:
т omas Lenman
2
Предисловие
Зачем писать целую книrу о пластиковых трубах? В течение последних несколь
ких лет использование пластиковых труб в домашних системах водоснабжения и Ha
ружноrо отопления стремительно растет. Это происходит не только в Европе, но и во
всех промышленных западных странах.
Тем не менее, не обошлось без недоразумений и спадов производства.
Для начала следует заметить, что не так леrко понять, что же такое пластмасса.
Ни определенным rруппам, ни отдельным видам пластмасс нельзя дать единоrо опреде
ления из за различных характеристик. Несмотря на то, что эти характеристики можно
предопределить математическим и теоретическим способом, их можно определить с
помощью испытаний и тестов. Тем не менее, некоторые производители подменяют pe
зульта'IЫ испытаний, которые не проводились необходимое количество времени, что,
конечно же, не позволяет сделать объективных выводов.
Несмотря на все это, мы владеем достаточной информацией о пластмассе, KOTO
рая используется в домашних трубопроводных системах. Эта информация, которая
раньше принадлежала только специалистам в данной области, сеrодня распространяется
все больше и больше.
Это вовсе не означает, что каждый подрядчик, архитектор, продавец, монтажник
и любой, кто бы ни имел дело с пластиковыми трубами, должны переучиваться на хи
мика. Но по нашему мнению, каждый, кто использует rmастиковые трубы, должен обла
дать минимальными знаниями для Toro, чтобы создать собственное мнение о пластике и
ero свойствах.
Этой причины достаточно для Toro, чтобы концерн WIRSBO BRUKS АВ выпус
тил этот справочник.
Данная книrа охва'Iывает широкий спектр информации: начиная с источника Ma
териалов, использующихся в производстве rmастиковых труб, и заканчивая фактиче
ским использованием rOToBbIx труб. Мы попытались заrлянуть в мир исследователя и
испытателя. Проще rоворя, книrа призвана пробудить новое понимание rmастиковых
труб.
Авторы писали эту книrу в надежде на то, что она даст толчок к повышенной
внимательности и объективности в представлении результатов испытаний. Это необхо
димо потому, что без достоверной документации нельзя сделать объективных выводов
об оцениваемой трубе.
И последняя цель это надежная система, которая имеет долrий ожидаемый срок
службы. Мы искренне надеемся, что смоrли сделать свой вклад в достижение этой цели
блаrодаря выпуску данной книrи.
с уважением,
концерн WIRSBO BRUKS АВ,
основанный в 1620 r.
3
.
. -.
.
.
..
.
.
.
.
.
.
..
.
. ..
.
.
.
..
.
.
Содержание
..
1. ВОДА ОЗНАЧАЕТ ЖИЗНЬ
Основная uнфорJl.tlацuя О жuдкостu, которая
нужна HaJl.tl eceJl.tl........................................... 5
2. ИСКУССТВО ТРАНСПОРТИРОВКИ ВОДЫ
Способы передачu воды uз одН020 Jl.tleCma в дpy
7
20е................................................... ..........
3. НЕФТЬ
СЫРЬЕ, ИМЕЮЩЕЕ БОЛЬШОЙ
СПРОС 9
НефтехuJl.tLUЯ. как основа пластuковых техноло
2uil........................................................... .
4. ПЛАСТИКОВЫЙ ВЕК
Революцuя в проuзводстве трубопроводов. . . . . . . . .. 11
5. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ТРУБ И ТРУБОПРОВОДОВ
Пластuк сделал прорыв в проuзводстве трубо
13
проводов.................................................. ...
б. ВЫБОР МАТЕРИАЛА
Не каждыЙ Jl.tlатерuал подходит для т020 uлu 17
ИНО20 трубопровода................................ .......
7. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ
БольUlОй объеJl.tl uнфорJl.tlацuu, которую необходu
25
Jl.tlO сuстеJl.tlатuзuроватЬ............................. .....
8. ПРОИЗВОДСТВО ТРУБ РЕХ
О попереЧНО
СUluтоJl.tl полuэтuлене u способе е20 37
проuзводства.................... ...
9. ВЫБОР ТРУБОПРОВОДОВ
Критерии выбора трубопрово
44
да.................................................... ........
10. МОНТАЖ ТРУБ WIRSBO
PEX ДЛЯ СИСТЕМ
НАпольноrо ОТОПЛЕНИЯ И
ВОДОСНАБЖЕНИЯ 47
Советы относuтельно планuрованuя трубопро
водноЙ cucmeJl.tlbl...........................................
11. ИСПЫТ А ТЕЛЬНЫЕ opr АНИЗАЦИИ
BCeJl.tLUpHO признанные uспытательные Ор2аниза
51
lJuu........................................................ ....
12. ИЗМЕРЕНИЯ, ФОРМУЛЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ
ХАР АКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ
ФорJl.tlУЛЫ u дРУ2ие данные, необходu"лые для пo
лученuя uнфорJl.tlацuu о трубопроводах u о Jl.tlOH
52
таже тр.vб. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..
13. rЛОССАРИЙ ТЕРМИНОВ ПЛАСТИКОВОЙ
ТЕхнолоrии 77
Технuческuе mepJl.tLUHbl u их значенuя........... .......
--
.
Вода означает жизнь
"О, ДА ЭТО ТОЛЬКО ВОДА!" ВЫ наверняка слышали что нибудь подобное от
людей. Но разве эта жидкая субстанция заслужила TaKoro отношения? В конце концов,
сама жизнь получила свое рождение в воде более 3 x миллионов лет назад. Более 400
миллионов лет назад первые живые существа вышли из воды, чтобы жить на земле.
Несмотря на то, что эти существа больше не жили в воде, они не моrли жить без
нее. Вода навечно оставила свой след на всех живых созданиях. Она принимает участие
в биохимических процессах, проходящих в живых клетках. Она служит для переварива
ния пищи и для вывода продуктов жизнедеятельности из наших орrанизмов. Вода co
ставляет сорок процентов человеческоrо орrанизма.
Сколько суши на Земле
Коrда то наша планета получила название "Земля" на всех языках мира. Назва
ние исходило из видения мира, которое превалировало в то время. Сеrодня, прокручи
вая rлобус или пролетая на самолете BOKpyr света, мы получаем более точную картину
мира. Мы знаем, что то, что называется "Землей", в большей степени является водой.
Три четверти земноrо шара покрьпы водой. Вода одна из самых распространенных
субстанций, обнаруженных на нашей IUIанете.
Ни на одной друrой планете солнечной системы нет столько воды в жидкой фор
ме. Для этоrо есть две основные причины. Первая это то, что наша планета получает
большое количество солнечноrо света. Вторая это сила rравитационноrо притяжения.
Солнечный свет удерживает большинство воды в жидком состоянии, а rpавитация пре
дотвращает выброс водяных паров в космос.
Шесть процентов пресной воды
Приблизительно 94 про цента воды, обнаруженной на земле, содержится в миро
вом океане. Остальные шесть процентов это пресная вода, одна шестая из которых Ha
ходится в полюсных реrионах.
Водяной пар выходит в атмосферу после испарения из океанов, внутренних вод и
растений. Тем не менее, количество воды, которая испаряется подобным образом, OTHO
сительно мало. В земной атмосфере находится Bcero одна часть из 100000 общеrо коли
чества воды на земле. Более Toro, молекулы остаются в атмосфере очень короткий про
межуток времени. В среднем, время между испарением молекул и их возвращением на
поверхность земли составляет десять дней.
Бесконе'lllЬШ цикл
Как вода попадает на сушу? Какой путь она проходит? На этот простой вопрос о
системе управления водой не всеrда леrко ответить. Только в позапрошлом столетии
люди нашли объяснение притоку воды в определенный реrион в результате выпадения
осадков. Выпадение осадков, сток и испарение являются составляющими элементами
Formation of water vapor
Evaporation
fют dry
regions
Еvароrаtюr
from
the осеап
, I
. .Н, '.1\ ", "
,'" , 1 \\,' .,',1",
'.','" "'" ""I, \ ".\, ,1
1\\" 1', \ \ "r
, \' "'," 1,\
'\,11 "",
, '1 \' \\'
\, 1,\,&
,1
.Н
'I'
, .
"
Еvароrаtюп
fюm the
" earth and
from water
in the air
11 "
1, ... \,"
,
" I II'" , ' \ \" t , ,& .
',1 i. .
Groundwater
беспрерывноrо природноrо цикла. Формула, в которой MaTe
матически сведен водный ЦИКЛ, пред ставлена уравнеIШем:
Р == R + Е + С,
н
'-1
rде:
Р == Осадки
R == Сток
Е == ИспареIШе
С == ИзменеIШе в водном хранилище (Хранилище во BнyтpeH
IШX вод8...'С, ледIШК8...'С, подземной воде и т.д.)
Удивительная субстанция
Н 2 О формула ХilllПIЧескоrо соеДIlliеIШЯ, которое :мы называем "вода". Два ":Ma
леньких" атома водорода и одIПI "большой" атом кислорода составляют каждую моле
:купу воды.
В этом отношеНШI важен тот факт, что атом кислорода имеет два отрIщательных
заряда, а ато:мы водорода имеют позитивные заряды. Поскольку в молекуле центры
электрическоrо заряда распределеныI неС:и::мJ..:[етрIfIllЮ, создается поляризоваmюе соеди
неIШе lUПI так называемый "электрический ДIПIоль". Этот факт оказывает большое
ВШIЯНИе на консистеIЩlПO субстанции, известной нам как вода.
Vapor and clouds carried Ьу the wind
Evaporation
from
inland waters
Transpiration
t getatio
... , ,\ '\\1, \\,' , ,
. ",,1\\'\, \,'\\ , \ \, \\'
I"""I ,',,,\'\,,\,\\ \','\,\ \
,'111'H,I\" '\"\'1\'\ ",\\",1\11,",," \
I\' ' \'I" ,',' 1""""'" \ \','\1' \, ,"
'\ \\\ \ \\ '. \ \""\ \ \ ',\ ' , \ \, ,'. ,; \ \\ \\ \ \
, н" \,Н" ,'''.'', ,",,1, \\1\,,1' ,,' " ,
,,, .,\1"\1,1"""1",,"""' \ \ "", " ' " ,
, """'," · ,,\, " \1\ \' \ ,,', '\ ,
"'''',\, "" I'" н\'., ЩI'\\',,"I',\ \,
, \\'\' ,'''' \\", н\ ,\,,' \ ,1\,1\,
I , \)\\,\,\""\\'" """,
;\,,'" , ' \ '\\ 1 ,,\\ ""
. \ С, 11\\' \"\,\\,'
,1,', .. " '\\'\ "\\' \\,\ "
'.""1""\" \ "'" ,\\" ""'\\\\\I,' '
., " \" II' \ ' I \\, 1 ,'''''\ .',I\\\\\Щ\,,'
"""\' \1,,' ,,1 ",'\", \ '11\1\.1. \\\
,1 ,\\' ' \ ",11"
\, \' . \, "
,,1\.,,' ".'
""'11' I recipltation
feeds the groundwater
..
Flow of water to inland bodies of water
.".' ,
Flow of water to осеап
Температура юrnеIПIЯ воды должна co
ставлять 1l2°F. ( 800c.), нежешr 212°F.
(100 0 с.). Дрyпп.:r эффектом отсутствия
с:и::мJ..:[ етрIШ является явно вь:rpажеJllIaЯ
способность воды растворять дрyrие Be
щества. Свойство воды достиrать своей
наибольшей JШотности при температуре
39°F. (14 0 с.), то есть при температуре,
преВЬШIающей температуру замерзания,
обязывает человечество ретроспективно
бьпь блarодарным. Это позволяет твердой
форме субстaнцшr удерживаться на по
верхности жидкой формы. Это сущест
веJПЮ отшrчает воду от дрyrиx веществ.
Есшr бы этоrо не бьшо, полярные моря
замерзaшr бы снизу вверх. KoHe1ffiым pe
зультатом бьшо бы то, что больrшrnство
из живых форм, которые ,мы знаем cero
дня, JШКоrда бы не ПОЯВJUПIсь.
I
.
.......,..
. . .
....
A
.. .....
...: ..
.... ......::.. ""':.....
.....c....
''=
---...:....... ....
" ........"",......
............ ..,..
\.. -:....;. .
-k. ,
.'
,
.... _......
..\......
t. n
..
,
а....
.
Искусство транспортировки воды
коrДА И [ДЕ бьша установлена первая система водоснабжеIШЯ опредешrrь
сложно. Тем не менее, мы уверены, что в самом начале ВОЗIШКновеIШЯ древIШX, но BЫ
сокоразвитых, Еrипетской и Китайской культур началось развшие транспортировки BO
дЫ из одноro места в друтое с помощью систем, специально сконструировшшых для
этой цели.
В результате раскопок вдоль реки Евфрат бьUПI обнаружены РУIШЫ дворцов с
вaJlliыIи,, душевыми и туалетами со СШIВОМ. ЧТО еще более УДИlщтельно, эти удобства
функционируют и по сей день через 5 000 лет. Канапы водоснабжеIШЯ также бьUПI об
на ужены в rnrpамидном храме Саху Ре, построеmюм приБШIЗшельно в 2700 r. до Н.э.
rлиняные трубы это не новшество
Использование удобных обществеIlliых вани бьшо возможны:м в Малой АзlШ бо
лее 4 000 лет назад. Вода, необходимая для этих удобств, снабжалась с помощью труб
из обожжеIlliОЙ rmшы, подобных тем, которые производятся сеrодня.
Дренажные трубопроводы, которые уже использовались тысяrш лет назад в Ин
ДlШ 1 Китае, бьUПI сделаны из Toro же материала.
Чистая вода означает здоровье
ДреВIШе rpеки уже тоrда понимали, что 1fiIСТая вода способствует сохранеmпo
.,
,
..
,
"
.. .
.
..
.
,.
,
.1
.,
,
(. ,
,
f
,1
I
I
,
,
здоровья человека и поэто:му является важным элементом для выживания народа lUПI
нaцшI. В спортивных И бaJПJЫХ заведеIШЯX бьUПI уборные с прОТО'llюй водой. В своих
rородах rpеки устанавшrnaшI водопроводы, сдешurnые из камня, дерева и обожжеIlliОЙ
rшrnы.
Также СТaшI внедряться JШН:ШI снабжения из бронзы lUПI свшща. Бронзовая ли
ния снабжения высокоrо давления датируется 13 M веком до н. э. Она моrла выдержать
давлеIШе в 300 фунтов на квадратный дюйм (20 бар) и устанавшrnалась в rончарной
трубе, выбуреIlliОЙ для этой цели.
Великие дела пионеров
Если есть illOди, которых можно c1fiIТaTЬ тюнерами в искусстве транспортировки
12
., .
,
, ..
.
..
..
..
".
.1
.
.
....
ч.
, -..
'.
. .
. о,.
\
" ...
"
,
\
., ",
\
, .\
" " , ,
.1,
\
,
.
\
i' \ \
, .
,
, -'
"
\
,
,
.
с\
,\
\
.
,
. -,
.
. .
..
..
...
...
,
..
.
..;
".
.. '" .
...'
...
..
.
..
..
"
.... ..
....""
\
-...
"-
. tor't "
'" \\
"
\ ' , .
,
. ,
\ ,
" ,\
,.
\
\
,
..
.
"
,
,
\
\'
,
,
,
, ' \ \ '
воды, дреВIШе римляне без со:мнения имеют право ПОЛУ'ШТЬ это звание. Акведуки, KOTO
рые бьUПI истюшы:ми шедеврами архитектуры, транспортировaшr воду в Рим. Это бьш
rород с более чем :м:итшоном жителей, которые бьUПI заядлыми шобителя:ми купания.
Как показaшr раскоп:ки, то же явлеIШе имело место в По:мпеи. Почти каждый дом
получал воду по свJпщовым трубам. Можно с пошюй увереmюстью утверждать, что Ma
териал для трубопроводов бьш вреден для здоровья. Некоторые ученые даже С'ШТaIOТ,
что ЭТО бьшо второй ПРIfIППЮЙ падения Римской и:мперIШ.
320 rаллонов на одноrо человека в день
Римские акведуки снабжшшсь водой из исто1ffiИКОВ высоко В ropax и затем ис
пользовaшrсь для транспортировки воды по дошrnам. Почва ОТфIШЬтровывала воду, об
разовывавшуюся от дождя и талоrо CHera. Затем естествеJПffiЯ СIШа притяжения несла
13
воду в направлении [орода.
Одиннадцать акведуков, которые использовались во времена правления MOHap
хов (с 14 по 96 rr. нашей эры), обеспечивали [ород в среднем 320 rаллонами воды (800
л) в день для каждоrо мужчины, женщины и ребенка. Это больше чем в современном
Риме. После Toro, как папы позаботились о ремонте и реконструкции сооружений после
долrих веков разрушений, стало возможным снабжение в среднем до 440 rаллонов воды
(1100 л) на одноrо человека в день.
ДреВlПlе аквед:уки в совремеlПlОМ Риме
Если расположить акведуки один за друrим, то они протянутся на более чем 260
миль (420 км). Некоторые из них несут воду не на одном уровне, а на двух или трех раз
личных уровнях. Эти сооружения и сеrодня считаются техническим и архитектурным
чудом света.
Разрушение этих сооружений началось в четвертом веке нашей эры. Некоторые
из них были реставрированы в 15 веке. Некоторые из тех акведуков, которые сохрани
лись до сеrодняшнеrо дня, до сих пор несут воду в Рим.
НЕМЕЦКИЕ НОВОВВЕДЕНИЯ. Новая эра в технолоrиях трубопроводных систем Ha
чалась в 1455 [. В замке Дилленбурr в Вестервальде был установлен трубопровод из чу
[уна. Почти 200 лет спустя водные фонтаны в садах Версаля получали снабжение воды
по чуrунным трубам. В 18 веке люди все больше и больше узнавали о возможностях
этой новой технолоrии, и только спустя 100 лет использование чуrунных труб стало
нормой в Европе.
В лесах Швеции дерево было первым материалом, использовавшимся для трубо
проводов. Эти трубы сохранялись почти 1000 лет. В 1649 [оду трубопровод длиной поч
ти В 2000 футов (600 м) был установлен в замке в Уппсала. На первых порах деревянные
трубы оказались неприrодными для использования. Давление воды было слишком BЫ
соким. Соrласно старым источникам, эти деревянные трубы заменялись списанными
пушками.
Вода из недр зеМJDI
Человечество искало воду не только по всей земле, но и под ней. Уже в 150 rоду
до н.э. в Китае были вырыты колодцы rлубиной до 2000 футов (600 м). Римские рабо
чие, кроме построения акведуков, также рыли колодцы.
Рекорд по самому rлубокому колодцу в мире удерживает колодец в штате MOH
тана, США. Ero rлубина составляет 7 320 футов (2 231 м). Сеrодня, с помощью всех
достижений буровых технолоrий, мы копаем все rлубже и rлубже к центру земли. В
июле 1979 [ода на Кольском полуострове русские установили всемирный рекорд на ca
мую rлубокую яму, которая коrда либо была пробуравлена: 31 909 футов (9 726 м). Co
rласно последним данным, они все еще копают.
Иллюстрация 2:2. АрХlUlедов червяк, навеки поразивUlИй воображение теХНОЛО20в.
Здесь представлен трехъярусныЙ аппарат, датируе./lЛ ый эпохой В озрождения (А20сти
НО Ра./lлелли, 1588).
14
(
.. ..
. t
. I .
.. ...
.. ... r
1
.. ...
. ...
... OIi ... .'
. .... . -...;"
.
\.
. .
." . r-
,.
.
:- .... ....... r
r
..
.....
!. ..
..
....
.8.. .....
.. -. .
.
... . -
:\
. . "":- -:
,\'." . :'" ....
_..1.-: . .
...: ...
...
....
.
.
.
\
..............
\..
..
..
I . r .
", ! 1
....
l
..
. 11
...
. .
..
...
-.
".
. ..
",
'-
..........
:=
...
..
'.. .
...
..
. .
:::-..
...
--
...
.
..
.. ....
..
-.:.
. . .
. .
...
. - .-.
.
r .... .
..
'\.
.. .. ...
.-.J ., :.,
I
.1 :.
..
. . \
. ..
... .
L
...
,
.
"" \
, i
.
.
;......
"r- 1-
... r
.J'!"
. .
..
.
-:.
..
.F-.
. .
. ,
....
. .
..
.....
...
...
..
...........
-. ...
.........
........
....
..
..
..
-- - :...
. .
..
. t
:.
-: .
...
......
-----.-.-
....... .. ...
...
..
...
....
....
-.
. . .... ... .. .
/
.... ...
... ..
..
.
. i.
J-
.
..
...
.
..., ..
...
.. .
I ..
. .
.
.. .
.. ..е
I · .
"'..
..
.. ......
.J...
" i 1 .
f .
... ....
...1
..
. "
.
..
...
... :......
..
.. ...
. .. : ....: .. .... ....
., '......
. . .... ..... \ "... . ....
. . . ..
\:: . р.
.... "\
.
.. '\.
. .. ..
...
....
.
. .
. ..
.....
....
............. .
\
\
.:::.
.. .
..
\
..
....
\
'.
.,
..
.
15
,. ','
Нефть сырье, имеющее большой спрос
ДАЖЕ СЕrодня наука не может дать окончательный ответ на вопрос о том, как
образовалась нефть. Вот одна из теорий. В дреВIШе времена мелководные зоны океана
насеЛЯШI разшfIlliыIe :м:и:кроорrан:из:мы. Умершие :М:И:КрООрПIНИЗ:мы оседaшr слой за слоем
на дне океана. Слои песка и IШа растекaшrсь по НИМ, со временем затвердевaшr и пре
вращaшrсь в ocaдo1ffi)'IO породу.
Соrnасно теор:ии, СIШЬное давлеIШе, ВОЗIШКшее в результате налеrания породы,
ПОВЬШIeIШе температуры и ВШIЯНИе бактерий превраТИJШ орrаническую массу в нефть.
Большинство нефти утеряно
Очень часто нефтеносныIe слои образовывaшrсь из пористых материалов, таких
как песчаник и известняк. Из за пористости этих ТIПIОВ камней нефть, которая подверrа
лась давлению подводных камней, моrла протекать к поверхности зе:мшr. Вероятнее
Bcero, большая часть нефти, таким образом, бьша утертш с начала ее образования.
Миллионы для бурения
Более 200 лет назад illOди уже знaшr, как использовать неО1fiIЩеIЩYЮ нефть.
Впервые она использовалась в ВОСТО1ffiОЙ Европе. С помощью пр:и:м::ит:и:вноrо процесса
ДИСТJШЛЯЦИИ жидкость превращалась в керосIПI, использовавlШIЙСЯ для rореIШЯ ламп.
Американская нефттIая про:мьшшеmюсть зарОДIШась через 100 лет. Первая
скважшш бьша пробуравлена человеком по имеIШ Дрейк в штате ПенсIШЬВания в 1859 r.
С тех пор началась охота за ''черным золотом" и совремеIrnыми технолоrиями ero ис
пользования.
Вероятно, утверждеIШе, что все "леrкие" скваЖШIЫ уже пробуравленыI, будет
справедшIвым. Нам остaшrсь только "сложные" и поэто:му самые дороrие. Добыча неф
ти на береry стоит почти в четыре раза дороже, чем добыча на суше. Например, на Ce
верном море нефтедобывающие ко:мпашш тратят на каждую скваЖШIY от 5 до 8 :мJШ
лионов дошшров. Даже при такой цене только одна из 15 попьпок приводит к нахожде
нию скваЖШIЫ, которая действительно приrодна для выка'lliВания неО1fiIЩеmюй нефти.
УrЛЕВОДОРОД. НеО1fiIЩеIlliая нефть это смесь соеДIlliеIШЙ элементов yrлерода и BO
дорода. Как атомы водорода, так и дрyrие ато:мыI yrлерода образуют соеДIlliеIШЯ с aTO
мам:и yrлерода. Таким образом, теоретически возможных yrлеводородных соеДIlliеIШЙ
может бьпь неоrpаничеIlliое кошrчество.
Ишпострация 3: 1. Изобра;жеlluе тUnUЧ1l0Z0 llефтеочuс11tuтелЬ1l0Z0 :Ш60да. Выш1Ш
это пере20нные колонны, в которых нео'-Шщенная нефть распадается на различные
компоненты.
В зависимости от способа образования, неО1fiIЩеIПffiЯ нефть может бьпь смесью
меняющеroся кошrчества преобладающих уrлеводородных rpymI парафшш, нафтена и
ароматсоеДIlliеIШЙ. На рис. 3: 1 приводится пример каждой из этих rpymI.
разшfIпIыIe ко:мпоненты, которые
образуют неО1fiIЩеJШYIO нефть, MOryт
отшrчаться друr от дрyrа, ос06еmю в си
лу разшfIпIых те:мператур КIПIeIШЯ. Па
рафIlliыI имеют до четь:rpех атомов yrле
рода и имеют точку КIШеIШЯ не более
32°F. (ООС). Затем точка IOПIеIПIЯ возрас
тает по мере увешrчеIШЯ кошrчества
атомов. При ffiIШIIПШ 5 атомов yrлерода
точка IOПIеIПIЯ возрастает дО 9YF.
(3Ус.), 10 атомов 34YF. (174°с.) и 30
атомов 650°F. (344 0 с.). Это свойство,
которое обнаруживается во всех yrлево
дород8...'С, используется для отделеIШЯ
разшfIпIых ТJПIов соеДIшеmIЙ друr от
дрyrа.
Разделение в переrонных колоннах
Если вы коrда либо проезжали
:м::иJ..:[0 нефтеО1fiIстительноrо завода, вы
наверняка замечaшr высокие металличе
ские вьШIКИ. В этих вьШIК8...'С неО1fiIЩен
ная нефть распадается на так называе
:мые "фракЦfШ" и меняется на разшfIпIыIe
нефтепродуктыI. Такой процесс отделе
IПIЯ называется дистиrшяцией.
НеО1fiIЩеJПffiЯ нефть нarpевается
до температуры 662°F. (350°с.) и пере
мещается на самый mrжний уровень
вьШIКИ (в колOIШУ дробной переrон:ки).
Во время этоrо процесса большая часть
нефти меняется на rазы. Пары подни:ма
ются вверх и на определеIlliОМ уровне, в
зависимости от точки IOПIеIШЯ, ОIШ CHO
ва превращаются в воду. Дрyrи:м:и сло
вами, ОIШ конденсируются. Затем про
дуктыI конденсaцшr собираются на каж
дом уровне. Имеmю так разшfIпIыIe yrле
водороды отделяются друr от дрyrа.
По существу, эти продукты из
влекаются из КОЛОIlli на разшfIпIых ypOB
ИЯХ, на1filliая сверху: рафшшровтlliЫЙ
rаз (КОЛОШIШКовый rаз), rазоmщ Kepo
СIПI, дизельное масло, тоmпrвная нефть,
смазО1fi{ое масло, парафIlli, тяжелое топ
ШIВное масло, битум (см. Ишпострацшо
3:2).
Путь к пластику
41......
11i.
"111
...-......
liII8
" 11
'" .
,.1 lа
J:-!. i
..
11
I ir,
I I:-
I !...
11
I I
. r
1
I
1-
I
.,-
..:
.
. I
.. ..-1
li 111
,,
--- ......
'" ..
.-ii. '.0
_.. li '1
--i ,
.. ....
Ifi I ; .
:- I! ii!!
. !I!I
. ;ii ....
ii 111 8'!!!'
....
.
..
18
.1
. ...------ 1 L]' -
il.
. \
...
r .
iiiiS
".2 ....
.Т.. 1I1
1I 11
I
8;11'
liil.
...
I , I
..-
. . ..,.. I
. I 1.."
il. I
I
f
I ' I I
i -
11 =::;;==.11 ..1
. '.-li
. '11 .... ._ . 1..
... . I III:""' - .....II
. --:"'! I I '
. I, . I
r:iiiil
I ..ji .
. . . ..... ": !IIII
I ." 111 I
I . ..
. Iji ,
.... '. ,...::: r . ;; ii .
iil .
.
.. - . , ! I i
' .. ..,
19
Для производ
ства тшасти:ка необ
ходима дальнейшая
01fiIстка дисТШIЛИpО
вшшых продуктов.
Можно расщеrnrrь и
ВIfДоизмеIШТЬ дшrn
ную цеrrnyю молеку
лу, объедШIИТЬ Ma
ленькие молекулы в
цепочку молекул (по
ериз ) и объе
ДIПШТь разшfIlliыIe
ТJПIы молекул в одно соеДIlliеIШе. Эти процессы мноrообразны и сложны.
В свое время нефтехи:м:ики создaJПI сырьевые материалы, используемые для тша
сти:ка, из неОЧIПЦеmюй нефти, но ОIШ создaJПI также и :мноrо дрyrиx продуктов. ДOCTa
ТО'llЮ сложно получиrь тшасти:к из неО1fiIЩеmюй нефти. Запасы неО1fiIЩеmюй нефти ис
черпываются. То, что осталось необходимо использовать разу:мно. Возрастающий энер
rетический спрос может привести к печальным последствия:м в будущем.
LO;1g chained or branched hуdroсаrЬопs
saturated with paraffins.
н
I I I I I I
H C C C C C C H
I I I I I I
н н н н н н
н
н
н
н
н
Св Н'4
Н ехапе
Boiling point:
156°F. (69 0 С.)
Napthene saturated cyclic compounds
н н
н ......... с,../ н
........с......... .........с.........
н/ I I 'н
Н......... ........н
с........ .........с........
н с н
н/ ........Н
С 6 Н'2
Cyclohexane
Boiling point:
178°F. (81 ОС.)
Aromatic cyclic соrпроuпds with conjugated
doubIe bonds containing all the
bonding electrons соттоп to carbon atoll1s
н
I
с
H C/ () """""'C H
I I
H C............ /C H
С
I
н
С 6 Н 6
Benzine
Boiling point.
176°F. (80 0 С.)
Мноше про
дукты, разделеmIые в
процессе дистшшя
LUIИ, яв тся, по
большей части, cыpь
ем для безмерноrо
кошrчества вторич
ных продуктов. В Ka
честве примера мож
но привести: paCTBO
риrели, rазообразное
и жидкое тоlUПIВО,
смазо1fiIыIe масла и
смазки, детерrенrы, а
также про:мьшшен
ныIe и сельскохозяй
ствеJшые хи:м:и:каты.
Однако больше Bcero
нас IlliТepecyeT ди.тая
rpУШIa продуктов
СIlliТетический тша
сти:к .
Ишпостр 3:2. ДистШlЛяция nеочищеnnой nефти. Пары нео'-Шщенной нефти пo
ступают в пере20ННУЮ колонну, в которой компоненты конденсируются в cooтвeтcт
вии с их точками IO.Jпения. Так неочищенная нефть распадается (фракционирует). За
тем, дистlШЛЯты выпускаются в различные таретш колонны. Дистшmяты с Hau.мeHb
шей температурой IO.Jпения собираются вверху вышIO.J и наоборот.
20
Distillаtiоп tower
(Frасtiопаtiпg соlumп)
Дистиллирующая башня
\
J
\.
BlIbbIe capped trays
АI cacl1 levellhere are horllontally sllu
aled \r'ays \'1lth а large ntJmber 01 vapor
OPI::!I'liIlY:' ТlIt: y dl!;:! {;uvcrud \Viltl t1OQ(IS,
thc so callC(J 'blJbbIe caps", Condensed
coтpoun(Js \'1lth а сеrlаlП !Юlllпg pOlnl
galher аl eactl Iray level
Heated crude oil
'-
Ишпострация 3.2
/
п ..
j L..
.Jl
I
>
Тор gases
Верхние
rазы
Gasol i пе
rазолин
Кеrosепе
Керосин
Diesel fuel
Дизель.
топливо
Неаtiпg oil
Теплые
масла
Тяжелые
масла
Heavy oils
Таiliпgs
21
...
.." ..
,
"
\..
,
t
t
)
)
,
....... \...
)
)
"Ii
"
\
'"
\
"
Пластиковый век
, МЕННЫЙ ВЕК, WОНЗОВЫЙ ВЕК И ЖЕЛЕЗНЫЙ ВЕК это три эры, назвшшые по
первичному материалу, который использовался в то время. Используя тот же подход,
:МO.{plo CK TЬ, ЧТ С ДНЯ :мы живем, ИЛИ, по меньшей мере, начинаем жить, в Плаcrи
ковом веке. Некоторые специалисты в дшпюй области увереныI, что мы находимся в ca
мом начале завоевaJШЯ невероятно боrатоrо :мира возможностей, предоставляеlоIЫХ ис
кусствеIПЮ создaJпIыми сырьевыми материалами.
Orкрытие [удъеара
Вот часто используемое определеIШе IШаст:и:ка: "Материалы, которые произво
дятся искусcrвеmю или способом переработки натуральных продуктов (1); материалыI,
'0" рые имеют СIШошн') соединеIШе ИЛИ, большей частью, сделаны из ма:кромолеку
лярных орrанических соединений (2); материалы, которым можно придавать форму или
прессовать(3) и материалы, которые обь:rrrn:о перерабатьrnаются в твердый коне1ffiый
продукт (4) ".
ЕсШI использовать это определение в качестве отправной точки, начало Плаcrи
KOBOro века можно установить на 1839 rод, коrда Чарльз [удъеар открьш вуJIКанизацшо
реЗJffiЫ. Мяr:кий каучук, открытый [удъеаром, и жеcrкий каучук (эбонит), который про
изводится с 1844, представляли IШаст:и:к в ИСТИJПЮМ значении этоro слова. Мноmе Tex
нолоmческие процессы и маппшы, создaJпIыIe каучуковой про:мьшшеmюcrью, бьUПI
позд введеныI в использо . ние в IШаcrиковой технолоrии.
НОВЫЙ ВИД кости и pora
:МНоmе ученыIe стремятся к чerко:му разделению каучуковой и IШаcrиковой Tex
НОЛОrI1Й. В большинстве своем ОIШ rотовы прJПIЯТЬ ЛШIIь поrpaниrrnyю связь между
этими технолоrия:м:и. Те, кто разделяет дшrnyю точку зреIШЯ, считают, что IШаст:и:ковая
технолоrия зарОДIШась в 1869 r. В то же время американец Джон Хайат изобрел заlо:reIШ
тель слоновой кости. Это бьш цеШI)IЛОИД, материал, который сначала использовался
преи:муществеmю для производства БIШЬЯРДНЫХ шаров.
В 1897 rоду был разработан еще один ТJПI rшастwпюrо материала. Это бьш казе
ин (казеин формальдеrидное соединение), который тоща назывался "искусствеIlliым
poroM". Примерно в то же время началось производство фотоrpафий из шеШIaка. BHe
дрение Бакешrта в 1909 rоду представляло собой новую ступеньку в развитии rшастико
вой технолоr:ии. Патенты на бакешrт бьUПI признаны во всем :мире, что привело к произ
водству большоrо разнообразия продукЦlШ. Имеmю rшастик сеrодня имеет большой
спрос.
После этоrо rтастиковые технолоr:ии начали развиваться еще более IlliТенсивно.
Сначала rшастмасса использовалась в качестве зш..:rенителя редких природных материа
лов, таких как слоновая кость, por, черепаха или шелк. Затем, начштя с 1920 roда, Ha
чался активный поиск новых продуктов, которые бы обладали задmш:ы:ми характери
стикам:и.
На полезность rтacтмaccы лучше указывает тот факт, что на сеrодНЯIШШЙ день
объем ее производства преВЬШIает объем производства стали.
т ер мопластик и термореактивная пластмасса
Пластмассу оБЫ1ffiО делят на две основные rpутПIЫ. Первая это "термоrшастик",
а вторая "термореактивная rшаст
масса".
Термоrшастик характеризуется
тем, что ero молекулярньте цепочки не
ЗaнxпdaIOТ ПОЛНО стыо статическое
положение по отношению дрyr к
друту, Т.е. они превращaIOТСЯ в
жидкость при нarpевamш до их
температуры rшавлеIШЯ и, таким
образом, становятся ''тшастJIIпIыми'..
Примерш..:rи термоrшастика являются
ПОJШ3МИДЫ, ПОШIВШIИЛXЛориды,
пошшроrnшены, ПOJlliСТИРОЛЬТ и
пошrэn1ihе:в:пБу.чае стермореактивной
rшастмассой, молекулярньте цепочки
не способньт менять положение по
"
отношению дрyr к друту, так что
после принятия необходимой формы,
их нельзя преобразовать с помощью
нarpевaJШЯ. Термореактивную rшаст
массу представляют ам:шюrшастик,
ненасьпцеIlliЬте ПOJlliЭфИРЫ, феноль
ньте смольт, эпоксидньте смольт ит.п.
\
ПЛастмасса и полимеры
До сеrОДНЯIIIнеrо дня :мы ис
пользовали слово '':пластмасса'' в He
техническом значении, в котором оно
всенародно истолковывалось. В cтpo
rOM же смысле вместо слова '':пласт
масса" необходимо использовать "по
шr:мер" для обозначения веществ, co
24
стоящих из дшпrnых молекулярных цепочек (макромолекул), СОЗДaJПIЫХ в результате
пошrмеризaцJШ, ПОШIКонденсaцJШ или пошrвалентности из маленьких молекул yrлево
дорода (мономеров).
rазовый ЭТJШен (который еще называется этеном) является примером простейше
ro мономера, который может образовывать БолышIe молекулыI в процессе пошrмериза
ЦlШ.
ЭТJШен: СН 2 == СН 2
ПОШlЭТIшен: ( CH2 CH2)
Рис. 4: 1
В этом случае пошrмеРИЗОВaJlliая молекула в тысячу раз больше ее мономера.
В буквальном с:мысле тер:мIOЮВ слово '':rшастмасса'' или '':rшаст:и:ковый матер:ш:ш"
должно использоваться только для пошrмерных сырьевых матер:ш:шов, смешaшIых с
шобы:ми возможными добавками, что делает их технически roтовы:ми к использованию.
Вот почему в технической шrrературе, специализирующейся на IШастике, часто исполь
зуется слово "пошrмер" вместо '':rшастик''.
РЫНОК, КОТОРЫЙ НЕОБХОДИМО ПОНЯТЬ. Использование IШастмассы для
систем водоснабжеIШЯ стало привы:ч
ным во всей Европе. Этот материал
используется в разшrчных целях: от
дренажных систем до водоснабжеIШЯ
и напольныIx отоIпIтельных систем.
Тем не менее, приrодность или
неприrодность Iшастиковых труб для
транспортировки воды до сих пор не
доказана. Основной ПРIfIППЮЙ может
бьпь тот факт, что IШастик является
относительно HoBым материалом. Me
тоды испьпания еще не прIПIЯТЫ. He
которые производитеШl труб отказы
ваются от проведеIШЯ какИХ Шlбо
серьезных долrосро1ffiых испьпаний.
Иноrда даже бывает так, что результа
тыI испытаний вводят в заблуждеIШе.
Ко:мпания Wirsbo хочет, чтобы
ДaJlliая :книrа прошша свет на HeKOTO
рые фактыI, касающиеся Iшастиковых
труб. Люди, ответствеIПlые за прIПIЯ
тие решеIПIЙ относительно выбора ти
па труб, который необходимо исполь
зовать, должны иметь под рукой Ha
дежный исто1fiПIК, KoTopым можно
бьшо бы руководствоваться.
Ишпострация 4:2. Коzда то бuльярд
1lые шары делшшсь из слоновой кости,
очень дОрО2020 материшш. В 1869 20
ду американец Джон Хайат изобрел
материШl заменяющий слоновую
кость целлулоид.
25
1
\
.
--
-
Материалы для труб и трубопроводов
В лучшем случае, :мы можем только доraдываться что представляют из себя TPy
бы, которые прокладываются из rода в rод по всему миру. В настоящее время проложе
ны оrpомные КИJIOметры трубопроводов, rде бьUПI использованы самые разнообразные
ТJПIЫ материалов. Выбор материала для трубопроводов зависит от таких факторов, как
законы, теXJПIЧеская практика, качество, цена, кшr:мат и наличие сырья.
Внедрение пластика
Дерево больше не используется в качестве материала для трубопроводов. Около
200 лет назад оно было зш..:rенено меташIOМ, который первым начали использовать для
трубопроводов. А совсем недавно в обиход вошел друrой материал. Пластик внедряется
во всех областях производства труб. Например, в Скандинав ин 60 процентов подземных
дренажных трубопроводов сделаны из IШастика. Здесь IШасти:к заменяет бетшшые TPy
бы. Развитие этой технолоrин заняло Bcero 1 o 15 лет.
Развитие IШастиковых материалов лучше показывают цифры, представляющие
:мировое производство за послеДIШе 3 десяТIШетия, как показано на Табшще 5: 1.
27
Табшща 5: 1.
40
Энерrосбереrающее производство
ПРОДОЛЖIПельность использования новых
материалов завИСIП от их преи:муществ над дpy
ППvlli материалами, а не только потому, ЧТО оюr
являются новшеством.
Пластик выиrpывает на рынке трубопро
водных материалов, rлавным образом, за счет
бетона и металлов. Эта тенденция заметна во
Ycar 1950 65 71 73 74 75 76 77 78 всем :rvшре. Основны:rvш факторами развития яв
ляются технолопrчесюrе и ЭКОНОIOf'Iесюrе преи:мущества rшастиковых трубопроводов.
Даже небольшие неполадюr не MOryт измеюrть этот факт. ОТШI'lliтельным признаком
пластиковых труб является ОТНОСIПельно "юrзкая стоимость на полностью смонтиро
ВaJПIые систе:мы" несмотря на то, что оюr используются, по меньшей мере, столько же
времени, сколько и системы из дрyrих материалов. Сейчас возюrкает только ОДШI BO
прос: насколько быстро ДaJlliая технолоПIЯ может заменIПЬ дрyrие.
Возможность ПРОИЗВОДIПЬ пластиковые трубопроводы с ОТНОСIПельно неболь
IШI:rvш затраТlliIflI энерпш является, без со:мнеюrя, второй ПрИ'Пlliой растущеrо успеха
этих новых материалов. На следующей схеме продемонстрирован этот факт.
vVorld рroduсtiоп (Iп т,llюпs 01 !опsi
50
30
20
10
Использование нефти
For the Production For the Production
of the Initial products (Selection) of the Final Products (Selection)
Relative
oil usage
':!
cf
#
(j
'<' ;:) ,r;;:..
#CQ
..:)..... SJ'<'
Используется для получения энерrии
. Используется
как материал
1 million sq. yards POLYPROPYLENE"
(m2j of packing CELLULOSE
material
1 million sacks
110
155
r{P о$'
u SJ'<'
(;;
$' 4,,f!
tj о"
7
"
:;:,.. CJ
'<' R..<i) '<'
!v t} «'
.f3 4)
4,'<' /4- " " #'
ro." 4,V . «)
«'"' о" " {:Y' " q..
« 4,..... 8-
i Y .f!.«' r<-0"
о" ю
« <{j C; q,<V (v
'<' q, <р л«
&"
g
6
5
4
3
2
100,000 yards (т)
о, \vater pipeline
(1lnch (25 тт»
1 million ЬоШеs
(1 Quart (1 1)
100,000 yards (т)
о, drainage pipes
(4 inch (100 тт)
POLYEТНYLENE.
РАРЕА
POLYETHYLENE"
СОРРЕА
STEEL (GALVANIZED)
PVC"
GLASS
PVCO
ASBESТOS CEMENT
CLAY TILE
IRON
470
700
57
66
232
97
230
360
400
500
1,970
. includes the oil used as а raw material
(Source: Perslorpshandboken,
Maskin АВ Kar1ebo. Sweden).
(Volume comparison)
Табшща 5: 2. К OJшчество нефти, используемой в производстве различных изделий.
Обзор мировоrо производства труб
ТехнолоПIЯ транспортировюr воды по трубопроводам не может устареть. Что по
стоятю меняется и переживает новое разВIПие, так это материалы, используемые ДJIЯ
трубопроводов. Такие изменения касаются дошове'lliОСТИ труб и леrкости их монтажа.
Тем не менее, наиболее стре:rvrnтельныIй проrpесс ПРОИСХОДIП во времена, коrда необхо
димо преодолевать нестандартныIe условия, например, высокое давлеюrе, температура,
28
ИСПОЛЬЗОВaJШе активных :хш.пIКалий.
Интересно отмеппь, что сеrодня, вместо всех достиже
ний в производстве труб, все еще используются переЖFПКИ
ПрОIIШоrо. Первое место, без со:мнеюrя, занимают rшrняные
трубы. Есшr :мы посмотрим на IOIp в целом, :мы увидим, что
большую часть шпьевой воды до сих пор транспортируют в
ведрах и :кувrшrnах.
Основные материалы и классы материалов, используе
:мых для трубопроводов, приводятся в Табшще 5:3.
Материалы для труб ИСПОЛЬЗОВaJШе
МетaJШЫ Систе:мы канализацШI
Медь в зданиях
Сталь под землей
Нержав. сталь Дренажные системы
Чyrун rидравлич. подводящ. трубопроводы
минералыI Отошпельные систе:мы
rшrна в зданиях
Kepa:r-.пIКа Трубопроводы шпьевой и rорячей
Бетон воды
Асбоцемент Систе:мы центральноrо отопления
Пластмасса Технолоrическийтрубопровод
ПВХ Трубопроводы (rазовые и нефтяные)
РЕ
РЕХ
РР
РВ
ABS
ДревеСШIа
...
"
.......
f........
Табшща 5:3
Илшострация 5: 1. Цестерны u ведра, которые носят на юловах вот как транспорти
руется вода до сих пор во МН02ИХ частях света.
Западноrермансюrй рынок трубопроводов является хороIШIМ примером ДJIя cpaв
неюrя кошrчества и стоимости разшrчных типов труб. Эта классификация показана в
Табшще 5:4.
29
1980
Количество т
311.442
1.244.000
885.000
74.383
90.228
833
53.156
229.002
Д rие пластиковые мате иалы......................... 9.692
1000 DM
125.545.
191.996.
1.552.492.
351.711.
551.573.
14.653.
238.131.
714.171.
103.414.
Таблица 5:4
Использование ПВХ С РВ РЕХ РР Итоr
1980
Наземное отопление (кроме полов). . . . . . . . . . О 30 150 О 180
Отоrmение полов............................. .... О 2.085 3.3 00 5.915 11.3 00
Радиаторное отопление........................ 115 150 365 50 680
Водоснабжение/дренажные системы........ 215 150 100 15 480
друrое............................................ .. 110 50 320 70 550
Итоr................................................. 440 2.465 4.235 6.050 13.190
1985
Наземное отопление (кроме полов). . . . . . . . . . О 250 1.020 25 1.295
Отоrmение полов............................. .... О 5.550 8.250 10.620 24.420
Радиаторное отопление........................ 310 1.315 1.575 200 3.400
Водоснабжение/дренажные системы........ 345 1.400 1.225 О 2.970
друrое............................................ .. 210 300 1.130 115 1.775
Итоr................................................. 865 8.815 13.200 10.960 33.840
1980
Бельrия............................................ . 40 О 25 125 195
Франция......................................... ... 175 10 790 460 1.435
Западная rермания.............................. 20 1.915 2.265 5.070 9.270
Нидерланды...................................... . О 20 О 80 100
Италия............................................ .. 20 20 200 20 260
Скандинавия. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... 100 370 720 220 1.410
Швейцария...................................... .. О 20 105 50 175
Великобритания................................ .. 85 110 130 25 350
Итоr................................................. 440 2.465 4.235 6.050 13.190
1985
Бельrия............................................ . 40 25 50 425 540
Франция......................................... ... 50 950 2.750 1.400 5.150
Западная rермания.............................. 100 5.000 4.600 7.720 17.420
Нидерланды...................................... . 25 200 150 125 500
Италия............................................ .. 50 170 1.000 300 1.520
Скандинавия. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... 100 1.250 3.400 570 5.320
Швейцария...................................... .. О 70 300 200 570
Великобритания................................ .. 500 1.150 950 220 2.820
Итоr................................................. 865 8.815 13.200 10.960 33.840
Таблица 5:5
Использование (в тоннах) пластиковых труб для 20рячей воды в ЗападноЙ Европе. He
30
котОРЫllЛИ преи1ltlУUfества1ltlИ использования пластиковых трубопроводных 1Itlатериалов
это долzовечность, простоЙ 1Itlонтаж и затраты 1ItleHbUlezo количества энерzии при
производстве труб.
t.............
I
...\..
1....'"
Иллюстрация 5.2
Продажи пластиковых труб показывают насколько стремительно возросло ис
пользование пластика на сеrодняшний день. Статистические данные, представленные в
Таблице 5:5, классифицированы в соответствии с типом материала, способом примене
ния и страной. В общем, можно сказать, что пластик, без сомнения, является материа
лом будущеrо. Вот почему важно, чтобы все, кто работает с этим материалом, узнали о
нем как можно больше. Это знание включает в себя информацию о невероятных воз
можностях и оrраничениях этоrо материала. Этой информацией должны владеть произ
водители, ответственные лица, архитекторы, консультанты, руководители, промышлен
ные рабочие и специалисты.
Иллюстрация 5:2. Сравнение количества энерzии (нефть), используе1ltlОй для производ
ства труб, сделанных из поливинилхлорида (слева) и из чуzуна (справа).
31
,
'"
...............
.......
Выбор материала
НЕВАЖН О, КАК РЕШАЕТСЯ ВОПРОС о выборе материала для трубопровода, важнее
вопрос о состотпш воды.
3аrрязнение воды дело рук человека
В следующем разделе :мы оrpaнJIЧИ:1.:[ся обсуждеIШем систем, установлеIrnых в
зданиях, для IПIТЬевой воды (холодной), для общеrо использования (теrшой) и для водя
HOro отоrшеIШЯ. Для всех этих систем существует целый перечень национaJIьных CTaн
дартов и рекомеIЩаций, которые необходимо учитывать при выборе материала. Требо
вания к материалам разнятся, однако :мы не будем рассматривать эти разJПIЧИЯ. Что нас
олжно действительно вошювать, так это разJПIЧИЯ в состотпш воды.
Нет СО:мI1rIШЯ, что те, КО:МУ необходима вода шоди являются едIlliствеIrnыми,
кто представляет наибольшую опасность для 'ПIстоты воды. С помощью новых техноло
мы можем транспортировать воду почти в шобое место. Но на что похожа вода, KO
торую :мы транспортируем? Не будем скрывать, это Kaкoe TO месиво из rpязи. И эта си
туация становится все более удручающей с каждым roдом.
При roреНШI ископаемоrо тоruшва выделяется серный окисел. Затем он вьшадает
вместе с дождем, преимуществеmю в виде серной кислотыI и делает воду кислой, то
есть, ПОIШжает ero уровень рН (водородный показатель). Тем не менее, вопреки всем
закот мы ИРО' олжаем ОТНОСIПЬСЯ к ирироде как к свалке МУСОР" промьшшеmю:
часто небрежно распоряжается химикатами. Сельское и лесное хозяйства продолжают
неоrpаниченно использовать удобрения и пестициды. Зимой мы защищаем наши улицы
и маrистрали от cHera с помощью невероятноrо количества соли. Этот список можно
продолжать до бесконечности. Все вышеизложенные факторы подверrают rрунтовые
воды все большей опасности. Теперь мы видим, что вода уже больше не такая, какой
она должна быть. В конце концов, в нашем рвении исправить все то, что было сделано с
водой, мы добавляем новые химикаты в эту поддерживающую жизнь субстанцию. Что
же течет из наших водопроводных кранов?
Вода, в которую поступают вредные вещества, представляет несколько видов
опасности. Во первых, она представляет опасность здоровью людей, которые ее исполь
зуют. BO BTOpЫX, она представляет опасность для металлических труб, которые из за
разрушения MorYT также добавлять в воду MHoro вредных веществ.
ПЛАСТИКОВЫЕ ТРУБЫ НЕ ПОДВЕРr АЮТСЯ КОРРОЗИИ. Пластиковые трубы, KO
торые использовались преимущественно для подачи холодной воды, начиная с середи
ны 50 'IЫХ ни разу не подверrлись коррозии. В данном случае речь идет не о качестве
воды. После всесторонних исследований труб из поперечно сшитоrо полиэтилена, тpy
бы Wirsbo PEX были официально приняты для питьевой воды в Бельrии, Дании, Испа
нии, Италии, Нидерландах, Норвеrии, Соединенных Штатах Америки, Федеративной
Республике rермании, Финляндии, Швейцарии и Швеции.
Никаких осад;ков
Друrим фактором, оказывающим непосредственное влияние на выбор материала
для трубопровода, является содержание извести в воде. Если содержание извести BЫCO
ко и используются металлические трубы, то необходимо установить более длинную
трубу, чем обычно, для Toro, чтобы обеспечить длительный срок эксплуатации системы.
И наоборот, пластиковые трубы отличаются своими rладкими, ровными стенками. Это
означает, что не надо бояться образования известковых осадков, которые приводят к за
купорке трубы. Поскольку внутренний диаметр отверстия остается практически таким
же, должен быть выбран такой размер трубы, который не позволяет возникновению за
купорки, которая может образоваться после монтажа. Это способствует более простому
и, что важнее Bcero, более дешевому монтажу. Кроме Toro, меньшие диаметры COKpa
щают количество воды, проходящей по трубам для получения rорячей воды.
Синте'ПIЧеская пластмасса
Причиной Toro, что пластиковые трубы еще не сделали решительноrо прорыва в
домашних системах водоснабжения, может являться, rлавным образом, их плохая репу
тация. За это производители должны винить только себя.
Технолоrия пластмассы не только молода, но еще и сложна. Она требует от про
изводителей обширных и rлубоких знаний, упорства и творческоrо мышления и, HaKO
нец, чувства ответственности. Есть множество историй о неудачах производства пласт
массовой продукции, которых хватило бы на несколько книr. Если бы над некоторыми
продуктами проводились более добросовестные испытания, то сеrодня пластмасса
представлялась бы в более выrодном свете.
Иллюстрация 6: 1, 6 :2. Высокие требования выдвиzаются к ./Iлатериала./lЛ, используе./lЛЫХ
не в производстве труб. Летательные аппараты, которым eUfe далеко до cyпep
леzкоzо Gossamer Albatross (ЛеzкиЙ альбатрос) или челночноzо воздуUlНОZО аппарата
СоlитЬiа (Колу.ллбия), подверzают испытания./lЛ Ca.lltlble исключительные качества пла
Cm.lltlaccbl.
34
... ""II8L
....
....
35
'
\.\'
, ,',
. '\ - -
- .... ... """
,
у
'f" ,.
. .
" .
,. It ,I( \ I
\ ',' 1 ,-'
\ (\ I ,' ' \-
( I 1 I ':т
,: \/'
" · 1
, {,
, ( . . (
t
, .,
(
" ,
1"
:..
д
.
\;,
",
'-
. "х. '"
. , " ,',,,
Ишпострация 6:3. Любые nеРО6nостll на внутренних стенках труб приводят к образо
ванию отложений. В этом отношении l1.JШстиковые трубы имеют преимущество над
метШlЛlJческu.ми трубами. На нижнем рисунке показана метшmическая труба с HaKoп
ленными осадками.
36
Ишпострация 6:4. Если кровеnосnые сосуды и
КШlиJUlЯРЫ человеческою тела соединить He
прерывной цепью, их длина составит 56,000
МШlь (90,000 км). Сердце непрерывно ПрО20НЯ
ет около пяти кварт (5 л) крови через эту
разветвленную сеть.
56 000 миль труб
Коrда rшасти:ковые трубы произведе
ны, обработаны и смонтированы должны:м об
разом, ОIШ обладают невероятными возмож
ностями. Внекоторой степеIШ, природа уже
сделала это. В человеческом орrанизме сердце
перека1fiIВает приБJШЗительно 5 л :крови по 56
000:миль (90 000 км) трубопроводов, сделан
ных из "искусствеШIЫХ" материалов.
Не все потребитешr настроены скеrnи
чески. Например, производитешr автомоБIШей
верят в цеJПЮСТЬ СIlliТетической rшастмассы.
В США кошrчество rшастмассы в леrковых
автомоБIШЯX УДВОIШось с 1977 по 1981 rод, и
предполarалось, что это кошrчество увеJПIЧИТ
ся еще на 50 процентов к 1985 rоду. Объяв
леJПЮЙ целью этих перемен является COKpa
щеIШе издержек производства и ПOJшжеIШе
массы автомоБIШЯ для со:кращеJШЯ потребле
JШЯ тоruпrва.
Спектр использования rшастмассы
очень широк: на1filliая с изroтовлеJШЯ деталей
летательных атшаратов, таких как лопасти He
сущеrо ВIшта вертолетов, и заканчивая заме
няе:мы:ми частями человеческоro тела, напри
мер, rтасти:ковые клапаны для сердца. CIlliТe
тическая rшастмасса СЛУЖШIa в качестве свя
зующеrо элемента для теrтозащитной плит:ки
на чешючном воздушно кос:мическом arшaра
те. В 1981 rоду человек перелетел через Ла
Манш на rтacтмaccoBoM азроrшане.
В будущем с каждым rодом :мы будем
использовать постотrn:о увеJПIЧИВающееся KO
шrчество rшасти:ковой продукЦlШ. Консервная тара, электропровода, веЛОСIПIеды, в KO
торых осталось Bcero несколько металлических деталей. Все это продукция, сделшrnая
из rшастмассы, которую можно производиrь уже сеroдня. Настоящие оrpаничеJШЯ Ha
ходятся скорее в нашем воображеНJШ, нежешr в самом материале.
НОВЫЙ НЕФТЯНОЙ КРИЗИС? Что может привести к повтореJППO ситуaцшr, которая
привела к двум нефттIым кризисам в 70 ThIX. Новый нефттюй :кризис будет ПОИСТJffiе
:м:ировым :кризисом, который повшrяет на все про:мьшшеJlliое производство. Тем не Me
нее, rшастиковая химическая промьшшеJlliОСТЬ выдержала десятикратное увешrчеIШе
цен на нефть. В тот же период времеIШ цена на сырье, используемое в производстве
rшасти:ковых издеШIЙ, увеJПIIПШась только в три раза.
37
I I
\
"!
.....
.....
.......
Иллюстрация 6.5
Во время внедрения новых методов производства и друrих мер эффективности,
цена на производство rmастиковых труб осталась относительно стабильной. Цены на
rотовые трубы остаются неизменными в течение rода. По друrому обстоят дела с Meд
ными трубами, чьи цены зависят от ежедневных биржевых котировок. В зависимости от
событий, имеющих место в странах, производящих медь, цена может взлетать на сотни
долларов за тонну день ото дня.
Стоимость ПОJПIостью смонтироваШIЫХ систем
В действительности, сравнение штучной покупной цены между пластмассовыми
и металлическими трубами нет так уж важно. Что действительно важно в длительной
эксrmуатации, так это стоимость полностью rотовой системы. Это сумма, которая учи
тывает не только используемый материал, но и стоимость труда, вложенноrо в ее MOH
таж.
Верно то, что, например, трубы из жесткой меди и необходимые фитинrи часто
стоят дешевле, чем система, состоящая из труб Wirsbo PEX при использовании для
38
снабжения питьевой водой. Однако цена это еще не все. Трубы Wirsbo PEX не только
леrче пластиковая труба размером 328 футов (120 м) на 3;4 дюйма (20 мм) весит около
31 фунта (14 Kr), а медная 240 фунтов (110 Kr), но их также можно леrко резать, rнуть
и соединять. На монтаж пластмассовой трубы уходит меньше времени, что имеет oco
бенно большое влияние на общую стоимость трубопроводной системы.
Иллюстрация 6:5. Пластиковая труба "на вес пера". 400 футовая (120 Atl) бухта 3/4
дюйAtlовой (20 AtlAtl) трубы весит ecezo 31 фунт (14 KZ).
Иллюстрация 6:6. Монтаж трубопроводов для наnольноzо отопления. ЧеAtl AtleHbUle
труба сопротивляется сzибанию, meAtl леzче ее Atlонтировать.
у ПЛАСТМАССЫ ЕСТЬ СВОИ СОБСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ. Даже дилетант
с помощью одноrо прикосновения заметит абсолютную разницу между металлом и пла
стмассой. Любой, кто бы ни собирался устанавливать пластиковый трубопровод, дол
жен знать, в чем состоит эта разница и в чем преимущества пластмассы, и должен учи
тывать эти факты при работе с этим материалом.
Обычно, те, кто монтируют металлические трубы, достаточно быстро приспосаб
ливаются к пластмассовым трубам. Они увидят, что пластиковые трубы значительно
Иллюстрация 6.6
=
.....
".
облеrчают их работу. С помощью доступных учебных материалов любой, кто не являет
ся новичком в промышленности, достаточно быстро освоит работу с пластмассовыми
трубопроводными материалами
39
Даже укладка отопительных труб требует базовых специальных знаний, будь то
трубы для питьевой воды, rорячей воды или наземных отопительных систем.
ПОМlПIте об изменеlППl Д.JDПIЫ
Пластиковые трубы можно передвиrать. Это часть их природы. В зависимости от
изменения температуры, они MorYT либо расширяться, либо сокращаться. Изменение
длины является, rлавным образом, только эстетической проблемой. Длину можно леrко
реrулировать, спрятав трубу в СОфИIЫ и друrие полости или вмонтировав ее в пол, стену
или потолок. rибкую пластмассовую трубу, установленную в теле водопровода, можно
леrко менять. Скрьпый монтаж водопроводов обычно необходим в случае модерниза
ции, а также при возведении новых зданий.
Друrим свойством пластиковых труб, которое известно меньше, чем их TeHдeH
ция к расширению, является их тенденция к сокращению. Этим свойством обладают все
типы пластиковых труб, в большей или меньшей степени, после использования в тече
нии определенноrо количества времени. Причи
на может лежать во влиянии давления воды и
температуры на молекулярную реструктуриза
цию материала трубы от oceBoro направления
(параллельно оси трубы) до танrенциальноrо Ha
правления (перпендикулярно оси).
В худшем случае полиолефиновые трубы
сокращаются на 0.5 процентов. Напряжение при
растяжении, которое образуется в результате
этоrо сокращения, достаточно леrко выдержива
ется с помощью технически испытанных croH
ных муфт, при этом можно не бояться, что пла
стиковая труба выскользнет. Если ожидается,
что система трубопроводов будет демонтирова
на позднее, необходимо с caMoro начала вделать
уравнители (компенсаторы).
L
Высокие теl\Шературы и броски давлеlПlЯ
По сравнению с металлическими трубами
пластиковые трубы более чувствительны к BЫ
соким температурам и сильным броскам давле
ния. Трубные сети, используемые для промыш
ленной воды, подвержены воздействию темпера
туры от 195°F. (90 0 С.) дО 205°F. (9УС.) и давле
нию воды в 145 пси (10 бар), включая коэффи
циент безопасности давления 1.3 2.
К сожалению, нельзя исключать тот факт,
что ошибка во время конструирования или MOH
тажа, повреждение предохранительных клапанов
или термостатов MorYT привести к чрезмерному
повышению температуры (возможно даже дО
248°F. (120°С.)). Высокие температуры MorYT
сопровождаться резким повышением давления.
В таких случаях не совсем ясно, сможет ли пла
стиковая труба выдержать такую наrpузку, oco
бенно если в системе используются короткие
".
"(1
I I
40
трубы. С друrой стороны, длинные трубы создают эффект, подобный расширительным
цистернам, и поэтому MorYT предотвращать разрыв бойлера.
Трубы Wirsbo PEX MorYT выдерживать избыточную температуру дО 248°F.
(120°С.) в течение непродолжительноrо периода времени без повреждений. Однако, во
избежание неблаrоприятноrо влияния высоких температур, первые 6 10 футов (2 3 м)
трубы, выходящие из источника тепла, должны быть сделаны из металла.
Даже броски давления до 1000 пси (70 бар) можно смяrчить с помощью трубо
проводной системы долrосрочной эксплуатации. Способность мастиковых труб удли
няться и, таким образом, ослаблять пики давления способствует уменьшению наrрузки
на фитинrи трубы, чеrо нельзя сказать о металлических трубах.
С друrой стороны, высокое давление ведет к разрыву трубы. Избыточное давле
ние может иметь место в результате, например, накачки воды в систему, коrда водопро
водные краны закрыты, и у воздуха нет выхода. В таких случаях внутреннее давление
практически удваивает действительное давление на накачиваемую воду. Это означает,
что при действительном давлении в 80 пси (6 бар), внутреннее давление может возрасти
примерно на 600
пси (35 бар). Сжа
тие воздуха также
приводит к избы
точному давле
нию. (Для полу
чения дополни
тельной информа
ции об изменени
ях, происходящих
в трубе при дaH
ных условиях,
смотрите инфор
мацию о ползуче
I I сти на стр. 43 и
82).
Иллюстрация 6:7.
Fuбкую пластu
ковую трубу
]lЛОЖНО произво
дить любоЙ длu
НЫ.
модуль
упруrости.
Пластиковая тpy
ба должна быть
rибкой и относи
тельно мяrкой,
что поможет сбе
речь деньrи и
время. В этом
случае труба теря
ет значительную
часть неrабарит
ности. В боль
шинстве случаев
41
даже отпадает необходимость использовать колено. rибкость трубы зависит от ее тол
щины и TaKoro ее свойства как модуль упруrости или, как ero иноrда называют, E
модуль. rоворя научным языком, модуль упруrости описывает отношения между Ha
пряжением (а измеряемое в пси или N/mm 2 ), оказываемом на определенный участок Ma
териала (в данном случае это участок трубы), и пределом, до KOToporo она растяrива
ется (Е). Данное соотношение измеряется в дробях или процентах. Величина растяжения
выводится из уравнения:
Е == 111/1 х 100 ,
rде 1 == исходная длина, а 111 == увеличение длины.
Если бы кривая напряжения упруrости была прямой, это бы означало, что испытывае
мый материал полностью эластичен. Тоrда Е модуль будет равен спаду кривой а:
Е == а/Е
%
До сих пор мы представляли общеПРИНЯ'Iые математические факты. Коrда же
поднимается вопрос об истолковании и представлении результатов, то здесь нет единоrо
мнения. Такие условия испытания, как температура и степень напряжения, очень важны.
Например, высокая температура и низкое напряжение ведет к низкому модулю упруrо
сти. Сравнение модуля упруrости двух пластмасс, испытанных при разных условиях,
является, с учетом этих фактов, достаточно обманчивым, если не абсолютно неоправ
данным. Даже начальная или контрольная точка Е модуля не всеrда одинакова. Одни
производители помещают один из TaHreHcoB на нулевой точке системы координат (при
касании 0%). Друrие же учитывают 1 % или 10% напряжения при растяжении.
Результатом, KOToporo можно достичь на основе Е модуля, является то, что чем
меньше значение Е модуля пластмассовой трубы, тем она более rибкая и имеет меньше
оrраничений при монтаже. Однако объективное сравнение возможно только при усло
вии, что метод определения Е модуля и ero отправная точка одинаковы. В таблице 6:2
приводится пример модуля упруrости (Е модуля) трубы Wirsbo PEX при различных yc
ловиях.
НесмещеlПlое сравнеlПlе
Компания UNIFOS Kemi АВ, один из ведущих производителей полиэтилена в
Европе, провела испытание на сравнение модуля упруrости различных типов труб, ис
пользуемых для напольноrо отопления. Каждая из этих труб подверrлась че'IыIемM ис
пытаниям на разрыв, во время которых они растяrивались на 2 дюйма (50 мм) в минуту.
Длина испытываемых образцов составляла приблизительно 2 1/8 дюймов (55 мм).
Модуль секущей измерялся, коrда образец был растянут на 10%. Это значение
приближается к тому, которое будет встречаться при практическом использовании. В
Таблице 6:1 сведены ез льтаты данноrо испытания.
Мате иал для бы А В
Модуль секущей (пси, rде Е == 10%) 23, 061 30, 168
2
(N/mm , rде Е == 10%) +/ 435 +/ 725
159 +/ 3 208+/ 5
1 1.3
С
26, 107
+/ 1015
180+/ 7
1.1
D
31, 038
+/ 435
214+/ 3
1.3
А: РЕХ (Wirsbo РЕХ)
В: Со полимер полипропилена (PP C)
С: Полибутилен
D: РЕХ (структурирующее излучение)
Fuбкая жесткость (абсолютная и относительная) различных AtlатериаЛО6 для труб.
42
Как показывает таблица типы В и D являются самыми неэластичными, а поэтому с ними
труднее Bcero работать. Производители труб типа В рекомендуют наrpевать трубу до
1200 140°F. (500C 600C) дЛЯ уменьшения напряжения, а значит и для снижения опасно
сти аз шения че ез некото ое в емя после монтажа.
Модуль Растяжение 100%/мин Скорость растяже Температура
s % ния 1 %/мин
Секущая
1
10
1
10
1
10
1
10
124,009
28,283
26,832
10,153
84,848
7,252
20,305
2,900
Касательная
73,245
18,855
18,855
7,252
41,336
2,901
13,053
2,1 75
( 505)
(130)
(130)
50)
(285)
(20)
(90)
15)
°F. Ос.
73.4
73.4
176
176
73.4
73.4
176
176
Таблица 6:2
Модульупруzостu Е (пси или, в скобках, N/.lН.M 2 ) попереЧlю сшитО20 полиэтилена.
(rлава 12, раздел «Физ. И тех. Рейтинr некоторых специфических материалов»)
о (psi or N/mт")
Tangent modulus
at 1 % or 100.;, elongation
Рис. 6:1 Кривая напряжение растяжения
с использованием модуля касательной.
2
4
6
8
10
12
о (psi or N/mm 2 )
Secant modulus
at 1 % or 1 О'}" elongation
14
16
Е: elongation (%)
Рис. 6:2 Кривая напряжение растяжения
с использованием модуля секущей
2
8
6
10
12
4
14
16
Е: elongatio (%)
ПРОНИКНОВЕНИЕ КИСЛОРОДА. Является ли это проблемой? Пластиковые трубы,
сделанные из РЕ, РЕХ, РР и РВ, MOryT, до некоторой степени, пропускать rазы. Причина
кроется в молекулярной структуре этих типов пластмасс.
43
"
Илшострация 6:8. Прuбор для uзм.еренuя кuслород
ною проникновения. Пpuбор (Wirsbo Jvfocoп) работа
ет либо с 2азонпnолненной, либо с водонаполненной
трубоЙ
Разтща ПРОНIщаемости различных материа
лов измерима. Тем не менее, степень различия незна
ЧIПельна в переводе на ДОJП'осрочное ИСПОЛЬЗОВaJШе.
Может ли это свойство привести к возтrююветпо
проблем в нarлухо закрытых очarах (например, сис
тема напольноrо отоплетrя), зависит от :множества
факторов. Те:мпература является определяющим фак
тором. Менее важны внутреннее давление системы и
скорость потока. Проникноветrе ведет к незна'lli
тельному увешrченIПO содержaJШЯ ЮIслорода в воде.
Это, в свою очередь, представляет опасность общей КОррОЗШI для меТaJШичесЮIХ KOM
понентов систе:мы. Качество воды, используемой в системе, является определяющим
фактором Toro, имеет ли место, и до какой степетr, коррозия. Что касается поверхност
Horo отоrшетrя, для Koтoporo используются rшастиковые трубы, то у нас уже есть более
чем десяпшеттrй опьп в оценке проблемы КОррОЗШI. Количество напольныIx ОТОШI
тельных систем, работающих сеrодня в Европе, наСЧIПывает :rvrnшIионыI. Несмотря на
большое кошrчество систем, было обнаружено только несколько случаев возникноветrя
проблем, коrда проникноветrе ЮIслорода нельзя бьшо ИСКJПOЧIПЬ как способствующий
фактор. Наоборот, болышlliтвоo проблем возтrкaJШ в результате трудностей цир:куля
ЦЮI. Эти проблемы устраняются извлечетrем систе:мы.
Есть несколько способов уменьшения риска возможной опасности, возтrкающей
из за протrюювения ЮIслорода. Oтr ВКJПOчают:
1. добавлетrе в воду веществ, замеДJIЯЮЩИХ действие коррозии;
2. разделение ИСТО'lliика теrша и напольной ОТОШIтельной системы с помощью теп
лообмеmrnка;
3. ИСПОЛЬЗОВaJШе rшастмассовой трубы с опалубкой, препяrствующей протrююве
тпо ЮIслорода.
. r
-8
р
..............
\..
Антикоррозионные реактивы
С помощью добавления определенныIx химикатов (инrибиторов) ОЮIслетrе Me
таШIически:х ко:мпонентов можно уменышпь IШИ даже предотвратIПЬ. Антикоррозион
ныIe реактивы, которые также называются IlliПIбиторам:и, можно разделIПЬ в COOТBeTCT
вии с их функция:м:и:
Абсорбенты кислорода. Они вступают в реакцию с ЮIслородом, поступающим в
воду, и удерживают количество ЮIслорода, которое фактичесЮI мошо бы при
вести к коррозии, на :rvrnтr:мальном уровне.
Реактивы, которые предотвращают разъедающее действие на поверхности Me
ТaJШически:х компонентов электрохи:rvrnчесIOJ},ll способом. В зависимости от их
действIЩ делается разшr'lliе между анодныIrvrn,, катодньThШ и те:rvrn реактивами, в
которых используется комБIlliация Toro и дрyrоrо.
При работе с хи:rvrnческой ЗaIЦJПОЙ в ОТОШIтельных системах для полов наиболь
IIШЙ ШIтерес представляют IlliПIБIПОрЫ. Их работа СОСТОIП в предотвращетш коррозии
стальных поверхностей. ПРОИЗВОДIПели этих защитныIx задерживающих реактивов яв
ляются те:rvrn, кто имеет наиболее rлуБОЮIе ЗНaJШЯ в этой области. Только oтr MOryт CKa
зать, какой материал НaJШучшим образом ПОДХОДIП для каждоrо KoнкpeTHoro монтажа.
ИНПIБIПОр КОррОЗШI должен обладать и дрyrи:м:и характеристиками:
анодный защитныIй мехaJШЗМ для общей защиты от коррозии.
катодныIй защIпныIй мехaJШЗМ ДJIЯ предотвращетrя локализированной КОррОЗШI,
44
такой как язвенная коррозия.
теплостойкость, то есть способность выдерживать температуры, которым под
верrается система.
наименьшие потери от возможноrо действия, исходя из определенных xapaKTe
ристик воды, используемой в системе. (Характеристики предложенноrо инrиби
тора должны быть документально подтверждены производителем.)
отсутствие отрицательноrо действия на пломбы и пластмассовую трубу.
простой метод определения количества инrибитора в воде.
защитный механизм для металлических компонентов системы, а также для пла
стмассовой трубы.
Здесь нужно сделать предупреждающее примечание. Опыт рабо'IЫ с инrибитора
ми все еще оrpаничен. Выбирать и использовать эти материалы необходимо с предель
ной осторожностью и только под руководством опытных продавцов. Использование He
достаточноrо количества материала или материала, не обладающеrо соответствующей
степенью заЩИ'IЫ, может привести к образованию язвенной коррозии, особенно на
стальных компонентах. Если нужный эффект не достиrнут, инrибитор может принять
обратное действие, тем самым увеличив опасность язвенной коррозии. В нескольких
случаях наблюдался именно этот результат.
РазделеlПlе системы
Деление системы на бойлерный канал и отопительный канал, соединенных теп
лообменником, является решением, которое имеет большие перспективы. Разумеется, в
такой системе отопительный канал должен состоять из компонентов, сопротивляющих
ся коррозии. В ближайшем будущем такой тип систем появится на рынке.
Пластиковые трубы, не "ропускающие кислород
Здесь мы рассмотрим трубы, уже покрьпые слоем защитноrо материала. Этот OT
клоняющий барьер предотвращает, или существенно по нижает, проникновение кисло
рода через стенки трубы. Есть несколько альтернатив, которые теоретически MorYT ис
пользоваться для выполнения этой задачи. Но для Toro, чтобы rарантировать ее практи
ческую ценность, должны быть удовлетворены определенные требования, а именно:
Барьер должен уменьшать проницаемость кислорода в полиолефины (РВ,
РЕ/РЕХ, РР), по меньшей мере, на одну десятую нормальной средней величины
для KOHKpeTHoro материала.
Барьерный слой должен быть крепко приделан к трубе. Это должно предотвра
щать проникновение воздуха в пространство между трубой и барьерным слоем
на тот случай, если обшивка будет повреждена.
Температурные изменения не должны иметь неблаrоприятноrо воздействия на
срок эксплуатации защитноrо барьера. Это требование особенно трудно выпол
нять, если пластиковая труба и защитный барьер имеют различные коэффициен
ты эластичности (как, например, пластик и алюминий).
Должна быть возможность производить колено и рукав без повреждения защит
Horo по крытия. То же требование необходимо соблюдать при транспортировке
такой трубы и при ее монтаже.
Соблюдение всех этих требований уменьшает риск возникновения проблем во время
использования трубопроводной системы, но это также означает, что стоимость всей
системы будет выше. Тот факт, что, в соответствии с накоrmенным опытом, уrpоза про
блем, возникших в результате проникновением кислорода, минимальна, должен учиты
ваться при выборе используемоrо материала. Примером трубы, сконструированной в
соответствии с этими требованиями, служит Wirsbo pePEX. Это rmастиковая труба с ки
слородным барьером из полимерноrо слоя.
45
,
Методы испытаний
СЕrодня еще есть illOди, которые С1fiIТают, что все rшастиковые материалы одJПIaКО
вы. Это не так. Физические, химические и теXJШЧеские свойства rшастика rораздо более
разнообразны, \I ешr свойства дрyrиx rpутш MaTepJ' пов, например, меташIOВ. Все, кто
использует rшасти:к, должны по:мнить об этом.
Также следует по:мнить, что первые rшастиковые трубы бьUПI сделаны только для
снабжеJШЯ холодной воды. Этот факт ОСТаЕIШ свой след и до сих пор отображается в
разлиrшых стандартах и руководствах по испыт8.НИЯ}..:[. Трубы, которые должны Bыдep
живать температуру воды 70"F. (20 0 с.), не подверrаются такой нarpузке, как при те:мпе
ратурах воды 140" или 200"F. (600 или 9Ус.). К сожалению, некоторые производитешr
труб не хотят этоrо признавать. Даже некоторые rосударствеШIые испьпательные opra
ны имеют трудности с удовлетворением быстрых те:мпов развития в rшастиковой про
:мьшшеmюсти и технолоП1ЯХ производства тру"'"
Ненадежные методы
ИСПОЛЬЗОВaJШе rшастиковых труб для снабжеJШЯ холодной воды реryшrpуется
больrшrnством стандартов и норм. Эти нор:мыI действительны для проектировaшrя и
производства, а также для испьпaшrя и практическоrо использовaшrя. В настоящее Bpe
:мя все производитешr и испьпательные лаборатории признают метод долrОСрО'llюrо ис
пьпaшrя при IШЗКИХ те:мпературах воды (60" 140"F. или 20" 60" с.) и определение спе
цифическрх r ЭффJЩИентов безопасности разлиrшых материалов для труб.
Вот примеры некоторых КОЭффJЩИентов безопасности: пошrЭТIШен (РЕ), ДOCTa
TO прО'llIЫЙ материал, обладающий качествеШIЫМИ характеристиками: 1.3; ошrnpо
rnшен (РР): 2.0; ПОЛИВIlliИЛXЛорид (ПВХ): 2.0 2.5; полибутилен (РВ): 1.8 2.0.
Иноrда предпртш:маются попьпки проверить стойкость материалов при IШЗких
те:мпературах, например, при 200"F. (95 0 с.). В условиях нarpузки, образующейся под
воздействием rорячей воды, возmr:кает множество новых факторов, которые MOryт OT
рицательно влиять на долrове'llЮСТЬ rшасти:ковых труб. Вот поче:му необходимо IШaJШ
ровать долrОсрОlшые испытшrя не только с учетом всех параметров, которые MOryт по
ВШIЯТЬ на срок эксплуатации издеШIЯ, но и с учетом разшfIпIых комбштций этих пара
метров.
Также т хнически неоправДaJlliЬThl бьшо бы обобщение результатов испьпаний,
проведеIrnых на одном ТJше трубы, и ПРIШожение их ко всем трубам одноrо ТJПIа. Толь
ко в случае с трубами РЕХ можно выделить пять методов производства. Было бы нече
стно со стороны производителя вьшускать на рьпюк трубу в сопровожденшr с теXJШЧе
СК:И:МИ дaJlliыми, выбрaJlliыми и3 испытаний, проведеIrnым на ди.том издешrn.
47
Наихудшими примерами TaKoro рода MorYT быть результаты испытаний образцов
при температурах от 2750 дО 340°F. (135° 160°C.). Время, за которое образцы rmавятся
или начинают обесцвечиваться, затем используется в качестве показания срока эксплуа
тации трубы при температурах от 1800 дО 200°F. (800 950C.). Следуя тем же рассуждени
ям, стальные трубы, лучше чем медные, подходят для снабжения rорячей воды, по
скольку первые MorYT выдерживать высокие температуры и при этом не плавиться.
ТРЕБОВАНИЯ К ПРОИЗВОДИТЕЛЮ. Все эти факты означают, что относительно ra
рантий или подтверждений качества продукта клиент должен обращаться к производи
телю и продавцу. Особенно, если таким продуктом является труба, которая должна ис
пользоваться для снабжения rорячей воды. Разрыв трубы для холодной воды, проло
женной в rpYHTe, не является большой катастрофой. Однако последствия утечки rорячей
воды в трубе для напольноrо снабжения в мноrоквартирном доме MorYT быть серьезны
ми.
Каждая производственная компания, заботящаяся о своей репутации, должна дo
кументировать результа'IЫ испытаний на своих собственных изделиях следующим обра
зом.
1. РАЗМЕРЫ И МАРКИРОВКА
ТруБНа трубе должна быть указана определенная информация. Маркировочные знаки
служат для быстрой идентификации трубы. Они должны содержать наименование про
изводителя, размер трубы, дату производства, номер станка и оператора станка. Эта ин
формация позволит быстрее обнаружить причины возможных неисправностей.
2. ПРЕДЕЛ ДЛИТЕЛЬНОЙ ПРОЧНОСТИ
Испытания на длительную прочность должны проводиться квалифицированной незави
симой испытательной лабораторией. Если производитель хочет провести дополнитель
ные испытания самостоятельно, это добавит еще больше надежности.
3. УРОВЕНЬ БЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ
Пластиковые трубы, используемые в трубопроводах для снабжения питьевой воды,
должны иметь официальное подтверждение приrодности для этой цели.
4. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА
Проводя текущий контроль над качеством своей продукции, компания производитель
rарантирует потребителю, что продукт обладает качеством, документированным раз
личными испытаниями. Такой контроль над качеством особенно заслуживает доверия,
если для проведения испытаний производитель обращается к независимым испытатель
ным лабораториям.
5. ИСПЫТАНИЯ В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Производители также обязаны доказать, что труба будет обладать ожидаемыми свойст
вами при практическом использовании, путем проведения испытаний в условиях экс
плуатации.
Далее мы более подробно рассмотрим некоторые характеристики.
Иллюстрация 7: 1. И сnыmаmельное оборудование, uспользуеAtlое для проведенuя испы
танuя пластuковых труб под внутреННUllЛ давленuеAtl до разрушенuя. Это BCeAtLUpHO
прuзнанное uспытательное оборудованuе, управляеAtlое KOAtlnaHUeil Studsvik Energieteknik
АВ. Во вреAtlЯ uспытанuя к образцу прuкладывалась на2рузка u давленuе настолько дол
20, пока образец не разрушuться.
48
.. , . , ... ....
. ' ' ..
" .ilj.. ' 1 11 J ,:
." II!-
'f , ,,-
( r, f . : "1 ' l i
:"'81 .. . I '1 /, .
, .; .
:;. : '1 " 1. 1;;: ':.k .....:;:. ... . li5
.., '. '., :\ '1Q. ':' - .o'!. I"';
,! ..... .....,. . t I ;; -; '. .: ,
: "Ii- . \ :!f " I , ' ; _ ; - . 1 ..4
:....('rt с '\\ ........ r ' I ..
' iii' '... , \.:;." ' : 1'. ,.' .,." . - -
< .:= j 1 [: 1 ( .L . .ii-,';
\ ""-' .... I ! . 1..,
":i.:; ; I t l ,'с ... :..
.I..I 1't
i H :"
. .
. I UI1Wi!. (.
I I ,.: !
&'1:r .. - ....................:: ;..'I
" ..,
,.
\.
\ I t
.. - J- .. :а. - . .).i .
.. l;
..
,. .
t).
. ,
"
...
::-- ==-
.Л
, "'!I!
, l \
, , ,
' ,:"
"1 '
..1
. '1
'"
.'
1
I ; , , .
\, I \
.
'\. ...
;c .. I
. . t
I:
. ,. I
....... :1....
" .
i ,.
,1,
';., .:-
"1: i
I
1: !I
Иллюстрация 7.1
ИСПЫТАНИЕ НА ДЛИТЕЛЬНУЮ ПРОЧНОСТЬ
"Есть надежда". Эти слова чаcrо используются, чтобы с:крьпь неувереJПЮcrь относи
тельно результатов. Однако при монтаже JШаcrи:ковых трубопроводов нельзя довольcr
воваться тем, что не заслуживает доверия. Вы имеете пошюе право спрanшвать о сроке
эксплуатaцIШ.
Большей частью, ответ на этот вопрос MOryт дать испьпания на время до разру
шеJШЯ. И тут же ВОЗJШКает следующий вопрос. А имеmю: как проводятся такие испьпа
JПIЯ, и к каким результатам ОJПI приводят?
Теплота и давление
Во первых, трубу, над которой будет проводиться испьпaшrе, необходимо то'llю изме
рить. Затем конец патрубка reрметизируется на одном КOJще, напошrяется водой и дpy
rим коJЩОМ при:креJШЯется к иcrО1ffiИКу давлеJШЯ. После этоrо образец помещается в
бaJlliИК с roрячей водой или в термошкаф.
49
Шведская испьпательная лаборатория, Studsvik Energiteknik АВ, все:м:ирно при
знаmIЫЙ IlliСТИТУТ испьпаний rшастиковых труб, предлarает прибор с испьпательной
МОIЦНОСТЬЮ, которая указана в Табшще 7: 1.
Испытательные рабочие станц=: 650 Pa
меры труб: до 4 ДЮЙМОВ (118 мм в диаметре)
Темпераryры: от 750 до 2500 F., +/ 1 о F.
ДавлеIOIе:
ОА50 пси (+/ .2 пси)
(о з МПа, +/ 10 1\Ша)
50 уровней давления
Средcrво испытания: вода, воздух, реакти
вы, стимулирующие возникновение трещин
ПОД напряжением
Orношения между временем и напря
жением
Для Toro, чтобы составить дocтo
верный rpафик времеIOI эксrшyатaцшr TPy
бы до разрыва, необходимо сделать боль
шое кошrчество разрывов в течеmrе про
должительноrо периода времеJПI. Чтобы
бьпь то1fiIым,, необходимо сделать, по
меньшей мере, 15 разрывов при каждой
Таблица 7:1 те:мпературе ИСПЬШllШЯ через определен
ный промежуток времеJПI. Каждая точка
разрыва демонстрирует определеmюе отношеmrе между моментом нarpузки или про
межутком времеJПI щлшarаемой нarpузки и веШIЧШЮЙ напряжеmrя. Нarpузку на стенку
трубы можно вь:rrшСШIТЬ по такой формуле:
Положение кривой не достоверно
При отслеживании предела ДШIТельной прО1ffiОСТИ трубы точки разрывов распре
деляются неравномерно по всей системе КООРДШIат. Это представляет пробле:му. Какой
ТJПI кривой можно использовать для соеДIlliеmrя этих точек? Ответ на этот вопрос лежит
на совести тех, кто проводит испьпания. Дшrnyю пробле:му можно разреIШIТЬ с помо
IЦЬЮ математических правIШ и правIШ построеmrя кривых. Тaюn.:r образом, следует yдe
ШIТЬ особое вmrмание применеmпo а Рис.7.2.1
этих правIШ. В дшпюм случае это озна mm> (hoop slress)
чает ПРШIЯТие решеmrя о размещеmш
:кривой в системе КООРДIПffiТ.
Сначала не ВПОШIе понятно, rде
следует поместить :кривую. Какой вид
она должна иметь? Мы имеем дело со
средними значеmrя:ми или с мJППП...:[аль
ными значеmrя:ми? Вероятность Toro,
что труба будет представлять раБО1fiIе
свойства БJШЗкие, или даже лyщrше,
чем нормы, установлеШlые результата
:МИ испьп8НИЙ, будет ВЬШIе, есШI про
изводиrель пред ставит кривую с :м:шш
мальны:ми значеmrя:м:и.
Wirsbo Bcerдa основывает свои
:кривые времеJПI эксrшyатaцшr трубы
до разрыва на :м::mшJ..:[альных значеmrяx.
В результате статистическая ДOCTOBep
ность составляет 99 процентов.
rде:
р == внутреннее испытательное давление
d o == наружный диаме1р
s == толщина стенкн
Таблица 7:2
имеет такой вид (см. Рис. 7: 1 7:2:З).
o"v ==
р .( d о S )
2s
На основе вь:rrшслеIпIых значеlПIЙ напряже
IПIЯ .мы получаем так называе:мый rpафик
времеJПI эксrшyатaцшr трубы до разрыва. Он
рSl
2900
. Ьrезk
'е51 1551111 cOnlinuing
11450
1300
1160
1015
810
125
580
435
290
I Время лет
I I 145
IO 25 50
lb 1;01 lcy '6
50
Ноор stress
А
A пластический разрыв и хрупкий излом
B только хрупкий излом
I Исключительно пластичекий разрыв (переrрузки)
II Переходная стадия. Исключительно хрупкий излом.
В основном в механических процессах.
III Исключительно хрупкий излом. Химические процессы.
в
11
111
Logarithmic
Тiтe
Рис. 7: 1 Кривая вре.меnи эксплуатации трубы до разрыва, осnоваnnая па иC1lьunanи
ях под вnутреnnUJIt дав.леnие.м па пластиковую трубу (общий вид).
Рис. 7:2:1. Результаты испытаний после 500 часов. ВО МНО2ИХ случаях образцы уже
быЛ1J разорваны (точ1Ш). В дРУ2ИХ случаях испытания продол:жшшсь (стрел1Ш).
Рис. 7:2:2. Результаты испытаний после 8 700 часов (приБJШЗlJтельно юд). ЛИНИЯ, KO
торая до сих пор была прямой, на'Шнает спадать.
Рис. 7:2:3. Результаты испытаний после 5 лет. На данный момент все образцы разо
рваны. Кривая стремительно падает.
п Рис, 7 2 2 CJ РИС.7.2.3
''''тт' (hoop SlresSJ N/mm Ihoop stresSI pSI
20 2900 20 2900
'! =$= ; 1450 10 1450
1300 9 1300
1160 8 1160
1015 7 . 1015
6 870 6 870
5 725 725
4L 580 580
I
435 435
............... 290 290
11 145 145
0.8 1 116 116
10' 10' 10 100h lO'h
Load 11,11(1 1п 7 Y(I.,.rs
51
Насколько продолжительной может быть" долrовременная эксплуатация"?
к сожалению, некоторые производитешr больше зamпересованы в получеНШI
быстрой при6ьUПI, чем в проведеНШI серьезных и трудое:мких испьпаний, на которые
необходимо тратить деньrи.
Необходимо задать вопрос, до какой crепеIШ :кривая бьша построена на rpафике,
и до какой степеIШ она зависела от экстраполяцmr (теоретическоrо проецировaшrя). Что
касается некоторых важных rшаcrиковых материалов, испьпaшrя на предел ПРО1fi{Оcrи
продолжaшrсь 100 000 часов (более десяти лет). В США испьпaшrя обь:rrrn:о длятся 10
000 (104) часов при определеююй темпера1УРе испьпaшrя. Исходя из этоro промежутка
времеIШ, разрешается экстраполяция в 1 О лет.
Для продолжительноrо периода времеIШ, 10 000 часов С1fiIТаются :м:JПIИ}..:[альньrм
временем испытaшrя. Тем временем, появляется все больше и больше специалистов, KO
торые полarают, что на подобное испьпaшrе необходимо выдешrrь 30 000 часов (при
БJШЗительно 3,5 rода). мое (Международная орrанизация по crандартизации) даже ro
ворит о 40 000 часах.
Определяющий фактор: время
Все rpафики времеIШ эксrтyатации до разрыва призваны доказать, что испьпы
ваемая труба будет иметь срок использовaшrя не менее 50 лет. Это cBoero рода прШIЯТИе
желаемоrо за действиrельное, основшпюе на некоторых катеrорических суждеIПIЯX.
Дома, которые строятся, имеют предполarае:мый срок эксrтyатации 80, 90 lUПI 100 лет.
По этой прIfIПlliе имеет с:мысл производиrь такие трубы, которые слуЖИJШ бы также
ДОJП'О.
МЫ еще не можем дать T01fi{OrO объяснеIПIЯ образованию тpeIЦllli в результате
ло:м:коcrи. Некоторые исследовaшrя показали, что прIfIПlliа лежит в окислеНJШ кислоро
дом, который присутствует в атмосфере. Ко:мпaшrя Wirsbo не разделяет эту точку зре
IПIЯ. Испьпaшrя на время эксrтyатации до разрыва, проведеЮIые при те:мпературе
180°F. (80 0 с.) на нормальном (не попере1fi{О СIШIТОМ) пошrЭТIшене, привешr к образова
нию большоrо кошrчеcrва тpeIЦllli на трубе уже через 100 часов, что в свою очередь
привело к спаду (так называемо:му подкосу) кривой ПРО1fi{Оcrи. ЭТО СШШIКОМ короткое
вре:мя для образовaшrя хи:м:ическоrо пробоя. По наше:му :мнению (как показано на рис.
7:1), хрупкий излом, набшодае:мый в Фазе 11, образуется в результате механических
процессов. С дрyrой стороныI, хрупкий излом трубы в Фазе 111 образуется ИСКШО1fiIТель
но из за окислеIПIЯ при высоких те:мператур3..'С (теrшовой пробой).
Есшr, ожидается, что нормальная рабочая темпера1УРа будет ВЬШIе 100°F. (40 0 е.),
важно проверять rpафики времеIШ эксrтyатации до разрыва всех ТIПIОВ труб, предна
значеЮIЫХ для использовaшrя при высоких те:мпера1УР3..'С. До какой степеIШ rpафик co
ответствует фактичес:кm.:r дшrnьrм? Зависит шr далыпIй конец кривой от экcrраполяцmr?
Иллюстрация 7.2. Пластичный разрыв Иллюстрация 7. З. Хрутшй излом.
52
Есшr это так, учитывает шr кривая спад, который является ecTecтвeIrnым, коrда точки
излома наносятся на основе фактических ДaJПШХ испьпания? Набшодения, сдешпшые
ранее, привешr к закшочению, что "чем продолжительнее время испьпания, тем T01fi{ee
будет результат, представлеIrnый на rpафике".
Также полезно проводить сравнеIШе спада кривой времеIШ эксrтyата:ции до раз
рыва разшfIlliых ТJПIОВ rumсти:ка для труб. Уровень спада зависит от каждоro отдельноrо
ТJПIа матер:шша. В случае с ПХВ и РР :кривая может резко снижаться. РЕХ (Wirsbo PEX),
наоборот, представляет постепеIrnый спад. Это означает, что ПРО1fi{ОСТЬ матер:шша менее
зависима от времеIШ. ОДIПIМ из результатов является то, что хотя прО1fi{ОСТЬ, обнаружи
ваемая трубой РР (пошrстирол) во время краТКОсрО1fi{оrо испьпания, зна1fiIТельно вьшrе,
обратный эффект имеет место при продолжительном испьпании. Также верно то, что
есшr между ПРО1fi{ОСТЬЮ трубы РР при IШЗ
ких И высоких те:мпература..'С есть большой
промежуток, то разIПЩа для трубы Wirsbo
РЕХ сравIШТельно невешr:ка.
Посмотрите на сравнеIШе предела
ПРО1fi{ОСТИ на рис. 7:3. пунктирныIe шrnии
на рисунке представляют собой экстрапо
шrpовшшые ДШlliые. Обратите ВIПIМание,
что в первом случае тендеIЩИЯ к ПОIШже
нию, которая обь:rrrn:о составляет Фазу 11,
выхдит из кривой характерной для трубы
РЕХ (Wirsbo PEX). По истеченшr девяти
летнеrо испьпания при те:мпературе 203°F.
(95 0 с.) мы прIШDПI к выводу, что нет раз
тщы между Фазой 1 и Фазой 11 для трубы
Wirsbo PEX. Только, есшr те:мпература дoc
тиrает очень высокоrо уровня, на1filliается
термальный износ (окислеIШе) (Фаза Ш).
15
I I
12.5
10
9
8 I Р8 80"
7
WB PEX 80'-
,
Normal
, ""'" t
1
10-'
ICFh
50 years
10'
1(» 10'
Load t те
Shon lerm slrenglh
LOnQ lerm Slrcnolh
PSI
2900
1450
1300
11БО
1015
870
725
580
435
290
Рис. 7: 3. Трафик времеnи JКC1lлуа1tШции до
разрушеnия для прямой 2ладкой трубы, ис
пытанной с водоЙ
Ускоренные испытания
ОДIПIМ из способов достижения одIlliаковых результатов быстрее, чем с помо
IЦЬю продолжительных испытаний является проведеIШе испьпаний при высоких те:мпе
ратура..'С. Анализ (толкование) этих результатов следует проводить с максимальной тща
тельностью. Даже те:мпература, вьшrе нормальной на 1 У 20°F. (80 1 оос.), может при
вести к молекулярным изменения:м. Результатом будет то, что для испьпания будет ис
пользоваться совершетю ди.той матер:шш. Даже показатель работы стаБJШIПаторов,
предотвращающих окислеIШе (износ), может радикально меняться при высоких те:мпе
ратура..'С. Есшr ускореЮlые испьпания призваны привести к дocToBepным результа
там, следует учесть множество факторов. Эти факторы необходимо рассматривать в
контексте нормальных и повьшrеIrnых темпера1)'р. Ко:мпания Wirsbo провела исчерпыI
вающие испьпания для TOro, чтобы прийти к этим отношения:м и сравнения:м.
Прямая труба не дает ответов на все вопросы
То, что мы сльшraJIИ ДО сих пор относительно продолжительных испьпаний,
справедШIВО только для пря:мых труб. Несмотря на то, что результатыI этих тестов важ
ныI, ОIПI не предоставляют ffiIМ IlliфОРМа:ции достаТО1fi{ОЙ для TOro, чтобы прийти к за
КJПOчению о сроке эксrтyата:ции трубы. Монтаж и использование оказывают большую
53
Изоrнутые трубы
Коэффициент упрyrости (Е модуль) IШа
сти:ковой трубы является, среди Bcero прочеro,
мерой ее mбкости. Общеизвестно, что IШасти:ко
вая труба более lUПI менее леrко rнется, с одной
стороны, и чувствиrельна к внутреIПIе:му напря
жению, создаваемо:му в результате изmба, с дpy
rой стороны. Чем менее mбким является матери
ал, используемый для трубы, тем менее труба
приrодна для сmбания.
По этой прIfIПlliе правIШЬНО будет попро
сить производителя предоставить результаты
ДОJП'осрочных (не менее 3000 часов) испьпаний
на время эксrшyат8ЦШI до разрыва под BнyтpeH
IШМ давлеIШем. Эти испьпания необходимо пр о
водить при наивысIШIX рабочих те:мпература..'С на
трубе с изmбами, эквивалентными наи: ,reньшим изmбам, разрешеIrnым для испытывае
мой трубы.
нarpуз:ку на трубу. Она rнется и царапается. Be
щества, которые приводят к образовamпo трещIЩ
и дрyrие хи:м:икamш, которые MOryт содержаться
в воде, оказывают СИJIЬное воздействие на трубу.
Это только некоторые из мноrиx примеров, KOTO
рые можно привести.
,
I J
-\ '
о I II
--:"L...
,
"i\:'
. ...........
f IIJ.
,\
1
. .
.. IJ
[
. ..a; &.
.
::
:;.
.,
ОБРАЗОВАНИЕ ТРЕЩИН ОТ НАПРЯЖЕНИЯ. Tep:мJffi "образование тpeIЦllli от Ha
пряжения" используется для определения хрупкоrо излома материалов, которые обь:rrrn:о
склоIrnыI к разрыву при пошучести. ТреЩШIЫ от напряжения MOryт образовываться под
воздействием механических СIШ (внешIШX lUПI внутреmшx), коrда имеет место вшrяние
дрyrиx arpессивных веществ, даже есШI напряжеIШе ниже Toro, которое обычно приво
дит к образовamпo тpeIЦllli.
Классическим примером образования тpeIЦllli от напряжения служит ПОШIКарбо
натныIй стержень, который остается нормальным при растяжеНШI, пока он не сталкива
ется с кarшей мепш хлорида. В момент контакта стержень неожидатю распадается на
мелкие :кусочки.
АналоПfIlliО, образование TpeIЦllli от напряжения в трубе часто является резуль
татом BнyтpeIlliero напряжения и наличия He1fiICТOT в воде. ВнутреIПIее напряжеIШе
можно опредешrть, поrpузив патрубок в сосуд с мепш хлоридом. Дрyrой способ это
отрезать кусок трубы и нarpеть ero. Любое изменеIШе формы указывает на присутствие
BнyтpeIlliero напряжения.
Насколько важно знание о СКЛОIlliОСТИ трубы к образовamпo тpeIЦllli от напряже
ния? Это может бьпь вопросом ЖИЗJПI И смерти! Труба, которая подверraется воздейст
ВIПO BнyтpeIlliero напряжения, является уязвимой трубой. Это усyryбляется напряжеIШ
ем, которо:му труба подверrается при монтаже, например, спЮание. Результаты испьпа
ния, получеIrnыIe во время испытания на время эксrшyат8ЦШI до разрыва прямой трубы,
при ДШlliЫХ обстоятельства..'С больше не являются достоверными.
Не допустима зависимость от предположеJПIЙ при работе со свойствами, имею
щи:м:и решающее значеJПIе для ДОJП'ове'llЮСТИ трубы, такими как СКЛОIlliОСТЬ к образова
нию тpeIЦllli от напряжения. Вот почему необходимо требовать от производителя два
разных ТIша IlliфОРМ8ЦШI, есШI трубу нужно corнyть. Первый ТJПI это ДШlliые по испыI
тaн::ияJ..:[ на время эксrшyат8ЦШI до разрыва при максимальных рабочих те:мпературах.
54
...............
...
'\
.........
.(
"
,
!
......,........
, \
'"
fi
1; J
II!I,
.
.-
.._
.@.: =-
", .....
- . '-
..,
. : :. .:: : ...
--.:. :.. -.......-
............."-- -..... ...... .:. -
..... ........ ........ ..... ..... . .......... -."
Ноор slress 00 (log.1
Environmcnl
waler
................. alr, cenaln akallS
. well'ng agenl (surfaclanl)
........... agcnl with а swelllnQ cffec!
.
..
"
.,,"
"
'"'
Load ',те beforc lublng la,lurc I (Iog.}
,
\. "
Рис. 7.4. Влияnuе разлuчnой среды на поведение полиолефинов во время эксплуатации
до разрушения при НОРМШlЬНblХ температурах.
Второй тIПI это ДШlliые по испьпaн::ияJ..:[, проведеIrnым с веществами, которые спо
собствуют образованию тpeIЦllli от напряжеIШЯ (детерreнты).
Ко:мпания Wirsbo обладает двумя ТIшами испьпаний, проведешIЫХ над трубой
РЕХ офJщшшьным испьпательным IlliСТИТУТОМ. ОдIПIМ из условий испьпаний бьша
те:мпература 203°F. (95 0 с.); испьпания ПРОВОДlUПIсь в 1fiIСТОЙ воде и 2 процентном pac
ТЕоре, вкшочая реактив. После исследований, которые ДJПIJШсь два с ПОЛОВIlliОЙ rода, не
бьUПI обнаруженыI IШ образования тpeIЦllli от напряжеIШЯ, IШ резкие спады :кривой Bpe
меIШ эксплуатации до разрушеIШЯ. Как правIШО, жидкость, которая проходит по трубам,
оказывает неОДIшаковое действие на предел прО1ffiОСТИ матер:шша для трубы. Для полу
чеIШЯ общеro представлеIШЯ см. диarpам:му на рис. 7:4.
Ишпострация 7:4. Трубы и С20нные муфты во время испытания температурными ЦUK
лами, проводяще20СЯ с использованием техничеС1ШХ требований DVGW (Немецкая ac
55
СОЦUGЦUЯ спеЦUШlUстов по 2азу и воде)
Илшострация 7: 5. Д p П Стаuе закрепляет соединительную муфту для проведенuя 2O
сударствеНН020 испытания сюнной муфты.
Илшострация 7:6. Проверка термостойкости (сопротивляемости старению) во время
производства.
Царапины неизбежны
При монтаже труб просто невозможно избежать царапIlli. Этот факт нельзя иrно
рировать. Наоборот, об этом следует ПОМНIПЬ при проведетш испьпаний, а также сле
дует собирать IlliфОР:мацmo о том, как царапIlliЫ ВШIЯЮТ на дошове'lliОСТЬ испытыве
мой трубы. В настоящее вре:мя нет международных стандартов на испытание ПрО'lliО
сти исцарапaJlliОЙ трубы. Это :r-.пmyс. Вот поче:му компания Wirsbo времеIПIО использует
ИСПЫТaJШе под давлеюrем, которое официально используется во вре:мя набшодеIOIЯ за
производством. ИСПЫТaJШе ПРОВОДIПСЯ при температуре 202 0 р. (95 0 С.) при кольцевом
напряженIШ 667 пси (4.6 N/:м:м 2 ), которое соответствует внутренне:му давлеюrю прибли
ЗIПельно 160 пси (11 бар/:м:м 2 ) в ТIПIИЧНОЙ трубе, используемой для промежуточноrо
давления. ПРОДОЛЖIПельность испытания ЗaJШмает не менее 170 часов.
Wirsbo делает царапIlliЫ на трубах РЕХ, используемых в испытJшях,, с помощью
лезвия, которое делает надрез 1 jЛП (.00004 дюйма) на диаметре кромки. rлуБIlliа Haдpe
зов, сделанных внутри и снаружи трубы, составляет 1 30 процентов ТОШЦIlliЫ стенок
трубы. Результаты показывают, что труба Wirsbo, произведенная в соответствии с MeTO
дом Энrела, прошла 1 70 часовое испытJшеe без повреждеIШЙ после нанесеюrя царапIlli
шубиной в 20% стенЮI трубы. Даже после проведеIOIЯ 20000 часовоrо испьпания не
было обнаружено юrкаки:х треЩIlli. Следует отметить, что есть трубы, чья дошо
вечность ослаблена царапинa:r-.пI rлуБIlliОЙ Bcero в 1 процент.
ПрИ'Шна неЧУВСТВIПельности труб Wirsbo PEX к царапIlliам и их сопротивляе
мость образовaJШЮ треЩIlli от напряжеIOIЯ лежит, среди прочеrо, в их сетчатой молеку
лярной структуре. СIШЫ, высвобождающиеся в результате разрыва молекулярных цепо
чек (при этом не важно, как образуется разрыв), удерживаются в окружающих молеку
лах всей цеrnr. ТaкиJd образом, все КOIщентращш выравюrваются сами собой. ДопоШIИ
тельную IlliфОРМацию о попере'lliОЙ СIШIВке смотрите на СТРaJШце 75.
Илшострация 7: 7. Царапины на трубе из полиолефuна сокращают ее долювечность .
Ноор stress Ov (Iog.)
-:::
... ... ... "":'
. 4
. , :-,. .:i.e
. ..
1 -:
" " .k
.. ==:.....
.. "'-:J
- ; "f;'
without
scratches
,
,
\
Load tlme before tubing failure t (Iog.)
Рис. 7: 5. 3aвиcuм.ocтb предела прочности пластиковой трубы от трещин.
56
Ишпострация 7: 8 7: 9. М олекулярnая струюnyра пОЛ1JпРОl1Шlена (вверху) u пОЛ1JэтШlена
(внизу). Черные шары представляютУ2лерод (С), а белые водород (Н).
..
57
н н н н н н н н н н
\/ \/ \/ \/ \/
с с с с с
""/ '" / "'", / '" / "" / "'", / + o o
с с с с с с
/\ /\ /\ /\ /\ /\
н н н н н н нн Н Н Н Н
Н Н Н Н Н Н Н Н Н
\/ \ \/ \/ \/
с с. с с с
"" /' '" / "" / '" / '" / "" / + . о ОН
С С С С С С
/\ /\ /\ /\ /\ /\
н н нн Н Н Н Н Н Н Н Н
-J/
Н Н Н Н Н Н нн
I I \/ \/ \/
с с н с с с
'" /' /' / + / "'/ "" / '"
с с с .с с с
/\ /\ I /\ /\ /\
н н НН Н нн Н Н нн
Рис. 7: 6. Т ер,Л,ш ческое окисление полиэтилена (упрощенный вид химической реакции).
Злейший Bpar пластика
Без кислорода нет жизни. Но иноrда то, что лежит в самом основании жизни,
может быть rубительным. Из за своих окисляющих свойств кислород может быть силь
ныIM разрушителем.
Е том числе разрушителем плаС'IИка. Под воздействием тепла кислород проника
ет в материал и разрушая молекулярные цепочки, делит их на равньш мелкие частички.
Коrда это происходит, можно видеть результат окисления. Оно приводит к разрушению
молекулярной структуры плаС'IИка. солнечныIй свет оказывает такое же воздействие.
Независимо от причиныI Taкoro разрушения из за кислорода, ультрафиолета или Toro и
дpyroro оно происходит с разной скоростью, в завИС:Ш,ЮС'IИ от nша плаС'IИка. Самым
решающим фактором СКОрОС'IИ разрушения является структура цепной молекулыI. Чем
сложнее ее структура, то есть, чем больше она имеет вторичныIx rрупп, тем больше она
склонна к разрушению.
Ответвления являются слабыми точками молекулярныIx цепочек. Это то место,
rде начинается разрушение и процесс распада. молекулярныIe структуры ПОЛИЭ'IИЛена и
полипропилена показывают разницу между простыIии и сложными молекулами.
Тип ПОЛИЭ'IИЛеновоrо сырьевоrо материала, используемоrо концерном Wirsbo,
:m.:reeT в среднем 1 О 000 атомов yrлерода между каждым ответвлением в молекулярной
цепочке. Друrое дело с полипропиленом. Здесь ответвление набтодается для каждоrо
BToporo атома. Е результате РР больше подверrается опаснос'IИ окисления, чем РЕ и по
этому должен подверrаться большей степени стабилизации. То же верно и для полибу
тилена (РЕ).
"Пожиратели радикалов"
Невозможно полностью предотвра'IИТЬ разрушение. Ero можно только замедлить
до такой степени, чтобы пластиковая труба достиrала приемлемоrо срока службы. Для
этоrо необходимо ввес'IИ реrулируемое использование стабилизатора.
Что касается полимеризованныIx материалов для труб, в качестве стабилизаторов
(антиоксидантов) часто используются феноловые соединения (циклические или кольце
вые соединения). Одной из характеристик стабилизаторов является то, что они быстрее
58
реаrируют на разрушающее действие кислорода, чем полимеры, то есть, они быстрее
окисляются.
Частички молекул, которые отпадают в результате воздействия кислорода на по
лимер, называются "радикалами". Если полимеры незащищены, свободные радикалы
принимают участие в расщеплении молекулярных цепочек. Именно эта цепная реакция
ликвидируются антиоксидантом.
ИзучеlПlе и анаJDIЗ
Производители пластиковых изделий должны предъявлять высокие требования к
идеальному стабилизатору. Например, он не должен быть ядовитым. Для Toro чтобы он
исправно работал, он должен быть распространен тонким слоем по всему материалу.
Стабилизатор должен иметь достаточную подвижность, но также он должен оставаться
стабильным, чтобы не смываться и не просачиваться сквозь стенки трубы. Эти свойства
указаны только для Toro, чтобы объяснить мноrие факторы, которые необходимо учи
тывать при защите rmастиковой трубы от окисления и износа.
Компания Wirsbo уже десять лет работает над решением этих проблем. Испыта
ния, которые проводятся в компании BASF, являются только частью процесса поиска
оптимальноrо стабилизатора. Испытания на предел прочности продолжаются и сеrодня,
через десять с половиной лет (начиная с 1984), при температуре 203°F. (95 0 С.). Это pe
кордное время для про ведения испытаний при такой высокой температуре. Уже было
показано, что выбранный стабилизатор действует так, как это необходимо.
Нет быстрых ответов
Заманчиво провести быстрые испытания при высоких температурах на стабили
зированном rmастике, а затем просто приложить полученные результа'IЫ к поведению
Toro же пластика при низких температурах. Это заманчиво, но чересчур просто. Это
мечта, которая существует только в умах некоторых специалистов. Однако полимеры не
так леrко обмануть. Это невозможно потому, что структура и поведение их молекул при
температуре 300°F. (150°С.) абсолютно отличны от их структуры и поведения при 140°F.
(60 0 С. ).
Эта разница отображается в различных темпах разрушения при различных TeM
пературах. В результате способность стабилизатора работать так, как необходимо, под
верrается неблаrоприятному воздействию.
Итак, мы остановились на продолжительных испытаниях при различных темпе
р атур ах, если мы хотим получить достоверные данные о термической стойкости изде
лия. Желательно, чтобы клиент запрашивал у производителя тип данных.
Ниже мы приведем два примера HeaKKypaTHoro использования результатов испы
таний. В одном случае производитель пришел к ожидаемой продолжительности жизни в
204 rода для определенноrо типа трубы, проведя краткосрочные испытания при BЫCO
ких температурах и использовав теоретическую экстраполяцию, чтобы получить заклю
чения о продолжительной эксплуатации. При непосредственном использовании труба
начала разрушаться уже через 90 дней. В ответ на эти методы мы бы хотели напомнить
о наблюдениях, что впечатляющим фактам и rрафикам можно доверять только в том
случае, если человек знает, как и кем эти данные будут собираться и создаваться.
Друrой пример касается чувствительности некоторых полимеров к металличе
ским ионам (например, ломкость, возникающая под воздействием меди). Склонность к
такому типу разрушения в большей степени зависит от сложности молекулярных цепо
чек. Полипропилены и полибутилены особенно подвержены этому, так называемому,
"каталитическому износу". Для преодоления этой реакции необходимо прибеrнуть к
использованию специальных стабилизаторов, называемых "металлические деактивато
59
ры". Тем не менее, все ОIШ имеют явные недостатки. ОIШ ядовиты и поэто:му не MOryт
использоваться в систем8...'С снабжеIПIЯ IПIТЬевой воды. Некоторые производитешr избе
rают этой проблемы, используя при проведеНШI доJп'oсро1ffiых испьпаний трубные фи
ТJПIПI, сдеШПlliые из нержавеющей стaшr вместо меди. Тaюn.:r образом, ОIШ MOryт дoc
тичь более T01ffiых результатов.
Освобождение стабилизатора
Во время проведеIШЯ обьrrrnых продолжительных испьпаний под внутреJlliИМ
давлеIШем вода удерживается в образце в течеIШе Bcero процесса испьпаний. Это при
водит к быстро:му насьпцению жидкости ант:иоксиданта:м:и, которые, при нормальных
условиях, трудно растворяются в воде. Любое последующее УIПIЧТожеIШе этих веществ
ведет к пошюй приостановке их действия. Ситуация абсошотна дрyrая, коrда труба ис
пользуется в нормальных условиях. Вода непрерывно проходит через трубу. В этом
случае она приводит к непрерывно:му освобождению стабшrnзатора, особеmю есшr CTa
бшrnзирующее вещество не достаточно про'llЮ удерживается в материале трубы.
Ко:мпания Wirsbo исследует такое поведеIШе способом :мноrократноrо КIШЯЧеIШЯ
образцов в дистшmиpоватюй воде. СопротивлеIШе матер:шша окислению испьпывается
до и после юшячеIШЯ. Имейте в виду, что Wirsbo ожидает, что срок эксrтyатaцшr ее
труб будет составлять 50 лет. В таком случае большое кошrчество ант:иоксидантов будет
присутствовать в воде после КIШЯЧеIШЯ в течеIШе нескольких MecтJ:eB.
ЗДОРОВЬЕ
ВШIЯНИе металлических систем водоснабжеIШЯ на здоровье человека IШКоrда не
обсуждалось. А должно бьшо бы, поскольку металлические трубы используются очень
давно. ИскшочеIШем являются оrpаничеIШЯ по использовamпo медных труб в HeKOTO
рых странах для сохранеIШЯ качества воды.
Дрyrое дело с rшасти:ковыми трубами. Будyщr сначала правыми, шоди скеПТJIIПЮ
ОТНОСlUПIСЬ к вопросу об их использовaнJШ. ОIШ бьUПI вьrnyждены. Например, должны
бьUПI бьпь оrpаничеIШЯ по кошrчеству СВIПЩa, выделяемоro трубами из ПВх. Бьшо дo
казано, что система стабшrnзaцшr труб Wirsbo PEX нетоксична. То есть, результатыI ис
пьпаний показaJЩ что она не более ТОКСJIIПIа чем, например, сахар.
Ишпострация 7:10. Докумеnты, cepти
фикаты и контракты на проведение
испытаний подтверждения качества
труб Wirsbo P КУ (репрезентативная
выборка).
'"
,-z...
....
Выброс вредных веществ
\
Цель исследований rшасти:ковых
труб отшrчается от исследований coдep
жания ToKcJIIlliых материалов. Трубы
также испьпыв.JIисьь для Toro, чтобы
опредешrть степень, до которой ОIШ ВШIЯЮТ на вкус, запах, цвет lUПI 'ПIстоту воды, KO
торая через JПIX проходиr. ОдJПIМ из исследовательских IlliСТИТУТОВ, проводящих имен
но такой ТIПI испьпаний для производиrелей по всему :миру, является KIWA в rоШIан
ДIШ. Среди :множества испьпаний rшастика, проводимых IlliСТИТУТОМ, есть одно, которое
вьrзывет вьпцела1fiIВание в дистшmиpоватюй воде. Через 72 часа вода проходиr хи:м:и
ческий анализ для определеIШЯ вкуса, запаха, изменеIШЯ цвета и зате:мнеIШЯ. Друше
60
"
)
. .
....,
\
европейские IlliCfИТ}'ТЫ также проводят подобные испытaшrя National Sanitation
FОШldаtiоn (NSF), Номер стандарта 14, работает в США
61
ТребуйтеДОК lентальноеподтверждение
Стандарты здравоохранения (пищевое законодательство и законы о наркотиках)
существенно отличаются в разных странах. Есть один важный совет, которому клиент
должен был бы следовать. Всеrда требуйте у производителя или дилера rосударствен
ный сертификат, подтверждающий безопасность материала; этот сертификат действует
в стране, в которой монтируется труба. Документальные данные rораздо более надеж
ны.
ПРАКТИЧЕСКИЕИСПЫТАНИЯ
Ни одно испытание не дает TaKoro представления о поведении при эксплуатации
пластиковой трубы, как то, которое проводится при условиях, подобных практическому
использованию. Такие испытания не терпят компромиссов. Компания Wirsbo начала
свою первую широкомасштабную проrpамму испытаний еще в 1972 1973 rодах. В ней
принимает участие Шведский монтажный научно исследовательский институт (Swedish
Building Research Institute (SIB)) и все rосударственные испытательные институты.
Именно во время этих испытаний был выдан сертификат на различные трубы Wirsbo
РЕХ дЛЯ питьевой, rорячей воды и отопительных систем. К 1982 rоду мы получили Ta
кие сертификаты в десяти странах.
75000 температурных циклов
Следующим пунктам уделялось особое внимание во время всесторонней испы
тательной проrpаммы:
Различные условия монтажа: плотные, ослабленные, в трубопроводе и в цементе.
Небрежное обращение: царапины, переrибы и изrибы.
Сrонные МУф'IЫ: различные виды и типы фитинrов.
Температурные циклы: подача холодной (50°F., 10°С.) и rорячей (203°F., 95 0 С.) воды
(при 145 пси или 10 бар/см 2 ) каждые три минуты. Трубы подверrались 75 000 темпера
турных циклов в течение 15 месяцев.
Четыре сrоlПlЫХ муфты из двад;цати
Часто можно слышать: "соединительные МУф'IЫ это самые слабые места во всей
системе". Что же заставило прийти к такому выводу?
Из 20 типов муфт, опробованных на трубах, только четыре соответствовали,
предъявленным к ним требованиям. В результате более поздних испытаний еще
несколько сrонных муфт подтвердили свою приrодность к употреблению. При
условии правильноrо монтажа ни одна муфта не представляла проблем.
За последние rоды на трубах Wirsbo PEX было установлено около шести мил
лионов сrонных муфт. За все это время почти не было никаких жалоб. Некоторые
проблемы возникали из за неправильноrо монтажа (неплотно прикрученные rай
ки, недостающие детали и т.п.).
Опыт показывает, что некоторые люди, работающие в промышленности, часто
сомневаются в истинности подобных утверждений. Мы ответим в форме вопроса. [де
еще вы найдете испытательную проrрамму, которая выполнялась бы так же, как Wirsbo?
Скорость потока воды не показатель
В медных трубах обычно запрещена подача rорячей воды, если скорость потока
воды составляет десять футов в секунду или меньше. Если вода протекает быстрее, воз
никает опасность образования язвенной коррозии в результате коррозийноrо разъеда
ния. Шведский монтажный научно исследовательский институт испьпывал трубы
Wirsbo PEX (с применением и без изломов) в течение одноrо rода, при этом вода проте
кала со скоростью 92 фута (28 м) в секунду при температуре более 195°F. (90 0 С.). Во
62
время испытJlliйй в трубах не было обнаружено юrкаких проблем.
\, \
..".
\
"'
f- J:. .
-;;;
<
ИШIюстрация 7: 12. Соединительные в ставЮJ, утвер;жденные для использования с тpy
бами fVirsbo PlLY (выборка).
ИШIюстрация 7:13. Испытан.ие на усталость
С20ННЫХ муфт по 75 000 температурньи,,! циклш"t.
Испwnание поктыеост, кикие муфты миzyт eы "
дер;жuвать подобные условия.
Отсутствие шума от падающей воды
Очень быстрое зaR]Jытеe клапана приводIП К ..
скачку давления в системе водоснабжения. Необхо
димо прIlliимать во внимание эту пробле:му при pa
боте с трубопроводами и дp} оборудованием.
rородская водопроводная станция Аделаиды, AвCT
рашrя, исследовала поведение труб Wirsbo РЕХ в подоБныIx условиях. Трубы, предна
значеIlliые ДJIЯ ИСПОЛЬЗОВaJlliЯ при давлеЮlli до 145 пси (1 О бар), подверrались 833 000
скачкам давлеIOIЯ при 220 пси (15 бар). Оюr выдержали и это испытJlliеe без каких шrбо
проблем. Действующие и проrнозируемые нормы определяют 1 О 000 40 000 скачков как
достаТО1ffiое ИСПЫТaJlliе. Скачки давлеюrя не только накладывают дополюrтельную
нarрузку на трубы. Также оюr вызывают раздражающий шум, разумеется, есшr трубы
сделаныI из металла. При ИСПОЛЬЗОВaJlliИ пластиковые труб такие проблемы не возника
ют, поскольку сам материал заrлушает звук.
63
..
.
..
.
.
.
.
.
Производство труб РЕХ
"БОЛЬШОЙ ВЗРЫВ". Полиэтилен, как описывает формула ( CH2 CH2 )п, впервые был
произведен в лабораторных условиях анrлийской химической компанией ICI в 1933 ro
ду. Внедрение этоrо материала было драматичным. Испытательное оборудование взле
тело на воздух.
Шесть лет спустя испытания стали более контролируемыми. В это время нача
J' ,ь Р ту яр Р '> одство материала. Это был первый материал, произведенный по
лицензии в США компанией Union Carbide и друrими компаниями.
Три nmа ПОJПIэтилена
На сеrодняшний день производятся три типа полиэтилена: LDPE, MDPE и HDPE.
РЕ это акроним полиэтилена. LD, MD и HD означают низкую rmотность, среднюю
плотность и высокую плотность. Разделение на три типа осуществлено в соответствии с
такими измерениями:
LDPE: 56.8 57.8 фунтов/фут З (0.910 0.925 мr/м З )
MDPE: 57.9 58.6 фунтов/фут З (0.926 0.940 мr/м З )
з з
HDPE: 58.7 60.0 фунтов/фут (0.941 0.965 Mr/M )
Трубы Wirsbo PEX производятся из полимера высокой плотности со CBepXBЫCO
кой молекулярной массой и плотностью около 59.3 фунтов/фут З (0.95 мr/м З ). Данный
фактор является решающим в определении свойств конечноrо продукта, поскольку кри
сталли'llЮСТЬ пошr:мера напрт..lУЮ за
висиr от ero rшотности.
"КРИСТaлJIИIП{ость" подразуме
вает закономерное расположеIШе моле
К)'л во всей структуре, блarодаря СIШе
сцеrшеIШЯ в материале. И наоборот,
беСПОРЯДО'llюе расположеIШе молекул
означает аморфное состотше материа
ла.
Оба ТJПIа структур показаны на
схематическом рисунке 8:2.
Чем больше rшотность, тем BЫ
ше степень КРИСТaлJIИIП{ости И, как pe
зультат, ВЬШIе прО'llюсть rшасти:ка.
Степень КРИСТaлJIИIП{ости пошr:мера,
который использует КOIщерн Wirsbo
для труб РЕХ, составляет 90 процентов.
х означает поперечное сшивание
......
. .
..
Ишпострация 8.1
Х в акрониме РЕХ означает попере 1 lliые ме)ю,:10лекулярныIe связи. Дтшый Tep
:МJlli используется для ОIПIСaшrя хи:м:ическоrо связывaшrя молекул РЕ в трехмерную
сеть. Метод, используемый ко:мпанией Wirsbo для получеIШЯ попере'llЮЙ СIШIВки в
материале для трубопровода, основан на процессе, разработаmюм немецким изобрета
телем Томасом Энrелом. Попере1fi{ая сшивка, которая достиraется с помощью даmюrо
метода, является основой замечательных свойств труб Wirsbo РЕХ.
Ишпострация 8.2
Контроль над сырьем
Перед началом производствеmюrо
процесса маI<.:ромолекулярныIe сырьевые Ma
териалы и добавки, такие как стабшrnзаторы,
сшивающие arенты (перекись) и ТО:МУ подоб
ное, подверrаются всестороIlliИМ контроль
ным процедурам. Такие характеристики, как
точка rшавлеIПIЯ, однородность и rшотность
определяются лабораторией ко:мпamш
Wirsbo.
Часть сырьевоrо материала, обла
дающеro удовлетворительными свойствами,
помещается в лабораторный :миксер. 01Туда
он берется для испьпательноrо пути lUПI
"опьпноro завода", как ero Illiоrда назЫВaJOТ.
Реryлярное производство начшшется только
после определеIШЯ с помощью rOToBoro пат
рубка, что состав материала, а также методы
ero производства, являются правIшьными.
440 фунтов на 5 000 футов
ПОШIЭТIШен сырец, прои3води:мый
КОМП3IШей Wirsbo в виде ПОрОIIIКа, подверrа
ется деформации для получеIПIЯ необходи
Moro размера зерна. Затем оно взвеIШIВается
66
Иллюстрация 8.4. fVirsbo определяет, сколько добавить матеPUШla для отправки в пpo
изводство.
на элеКТРШlliЫХ весах и смешивается с добавками в
ЮIКсере с помощью сложноrо метода.
Смесь помещается в 440 Фунтовый (200 кr)
сосуд. После :марюrpовЮI в соответствии с ТIПIом
трубы, которая будет произведена из этой смеси,
она помещается в ХРaJШшпце на несколько дней.
Наконец, масса подается из сосудов в экс
трудер. 440 фунтов (200 кr) порош:ка достаточно
для производства около 5 000 футов (1 500 м) 3/4
дюймовых (20 :м:м) труб Wirsbo РЕХ с тошциной
стенок 3/32 дюйма (2 :м:м).
Илшострация 8.3 Молекулярная структура попере'lliОСIШIТоrо ПОШIэтrшена.
Поперечная сшивка материала в аморфном co
СТОJПIии
Трубе придается форма с помощью экстру
дера, который удерЖlIВает сырье в форме порошка
на одном кшще, и, прrшаrая теrшо и большое дaв
леюrе, вытесняет трубу из кольцеобразноrо OТBep
стия на дpyrOM кшще.
Во время фОрЮlрОВания трубы происходIП
и попере'lliая СIШIвка. Теперь целесообразно упо
:мянуть важную разнJЩY между трубa:r-.пI Wirsbo
РЕХ и друr:И: ПI трубa:r-.пI, сделанны:rvrn из СIШIтых
ПОШIмеров. Поперечная СIШIВка имеет место, пока
материал нахОДIПся в аморфном СОСТОя:н:шI, то
"
?
.:z ,
'\'
.....
11
67
есть, при температуре, которая превьшrает TeM
пературу rшавлеIШЯ кристашIOВ. В результате,
устраняются все :кристаллические зоны, которые
MOryт оказывать ОТРIЩательное действие на
процесс попере'llЮЙ сшивки. Сшивка проходит
ровно и без помех.
Определение неполадок электрическим спо
собом
По мере выделеIШЯ аморфноro материала
из фОрМОВО'llЮЙ мarшrnы, он становится почти
прозра1fiIым. На.,'Содясь в этом состотпш, он
подверrается обработке контрольной аппарату
рой, в которой используется электрическое поле
для непрерывноro анализа rотовой трубы. В
датюй аппаратуре используется напряжеmюсть
поля 12 000 Вольт на каждые 1/16 дюйма (7 500
вольт на каждый :м::илл::m.:rетр) тоJпцllliыI стенки.
Любое нарушеmrе в электрическом поле, KOTO
рое может ВОЗJПIКать в результате отклонеIШЯ в
ТОШЦIlliе стенки lUПI ПРOIшкновеJПIЯ воздуха lUПI
rpязи, незамедшrтельно дает сиrнал о TpeBore.
Кроме контроля над ТОШЦIlliОЙ стенок и OДHO
родностью, В это время удаляются все rазооб
разные остатки в матер:шше.
КaшrБРОВО1ffiая arшaратура и ватш с xo
лодной водой используются вслед за контроль
ной аппаратурой. Имеmю в этом месте трубный
материал :кристaтrnзуется и пршш:: ,шет свой xa
рактерный моло1ffiо белый цвет. Сразу после
этоro на трубу наносятся детальные ДЮlliые, OT
резается необходимая ДШПIa, и труба cBopa1fiIВa
ется в бухту, rотовую к отrpузке.
В ж:урнале делаются зarnrси о каждой
бухте, в которых указываются дата, время суток,
ответствеIlliый оператор и друrая подобная IПI
формация. В Ж)'Рнал заносятся также такие дaн
ные, как тIПI материала, используемоrо в шобое
задюпюе время, и шобые изменеIШЯ в экструзи
oIlliых roловка.,'С.
Ни одна бухта не выходит из внимания Wirsbo
- ,
...
...,.
t
.
.
Ti,
-
..
i ;
.
, .....
( :J
\ .
==-
..с::..
ltIМI
..
I ,
"Т"
l,)
Иллюстрация 8. 5 Контроль по дачи
.материалов
Лаборатория Wirsbo берет образец от каждой бухты, а затем подверrает их всем
существующим испьпaн::ияJ..:[ и проверкам. Wirsbo устанОВIШа стандартные допустимые
отклонеIШЯ для внутреJППIX и внеIШПIX диаметров и для ТОШЦIlliЫ стенок; эти допус
тимые отклонеIШЯ mrже разрешеIlliых для rшастиковых труб. ЕсШI отклонеmrе cocтaв
ляет .0008 дюймов (0.02 мм) от установлеIlliых допустимых отклонеlПIЙ для шобоrо из
68
\.
..........
I
\
.
.........
Иллюстрация 8. 6 Контейнерт зшрузки
Иллюстрация 8. 7 АншlUЗ температурной зависимости (Диф термо аншlUЗ).
"
. ....
IDIID
lII8J!I1J
--во
...
трех упо:мянутых измереIШЙ, С1fiIТается, что целая бухта не прОIIШа испьпaшrе. После
чеrо она раСIПUПIВается на кусочки.
Такая ''пед8НТИ'lliОСТЬ'' имеет серьезную практическую цель. ЕсШI illЩО, монrи
рующее трубы Wirsbo, должно работать также быстро, как Toro требует Wirsbo, трубо
прОБодные фитIlliI'И должны сразу устанавшrваться правIШЬно.
69
Поперечная сшивка: ни слишком MHOrO, ни
слишком мало
.1.
'[
1
ХаРaR"Теристики трубы, сделанной из попе
ре'lliО СIШПоrо полиэтrшена, определяются, rлав
Hым образом, качеством используемой попере'lliОЙ
СШИВЮI, то есть соотношением молекулярных цепо
чек, сцеrшеюIЫХ ДРУТ' с дрyrом. Это соотношеmrе
должно быть пропорциональным. ЕсШI оно СШIш
ком :мало, :материал, скорее Bcero, не будет попереч
НО СIШПым полиэтrшеном с оrpаничеЮIЫМ сроком
эксплуатации при ВЫСОЮIХ температурах. ЕсШI оно
СШШIКом велико, материал быстро становится лом
ЮIм.
1".",
':. )
Уровень поперечной СШИВЮI в трубах Wirsbo PEX должен составлять 70 90 про
центов. Лаборатория Wirsbo проверяет этот уровень с помощью двух разШI'lliых MeTO
дов. В первом используется быстрый, но очень Ha
дежный мехаmrчески:й метод (собствеюIЫЙ патент
Wirsbo), а во втором используется :хш.пrчесЮIЙ aнa
лиз, основанныIй на стандартах ASTM и DIN. BTO
рой метод также используется для КaJШбровЮI Me
ХaJШчесЮIХ испытaJШЙ.
Испьпания под давлением
Раз в неделю Wirsbo отбирает пять образцов
из производственной ШImrи для проведеmrя испы
тания под давлеmrем. Образцы помещаются в воду
203 0 р. (95 0 С.), напОШIяются водой и подверrаются
избыточному давлеmпo в течеmrе 170 часов.
..
Иллюстрация 8. 8 Контроль ка;ждО20 образца
Иллюстрация 8.9 Определение процента сшивки:
растя;жение после ншрева до 310 0 р (155 ОС). Фото:
Студсвик Энер2Uтехник АБ.
Например, труба с ншvlliнальныIM значеmrем давлеmrя 87 пси (6 бар) испьпывается
Wirsbo при внутреннем давлеmrи 145 174 пси (1 o 12 бар). В результате на стенку трубы
будет оказано кольцевое напряжеmrе в 667 пси (4.6 H!:M}l'i). Это значеmrе близко при
БШIжается к деЙСТВIПельной прО'lliОСТИ материала. Есть достаТО'lliое ОСНОВaJШе дЛЯ TO
ro, чтобы Wirsbo работала с таки:rvrn ВЫСОКИ1vIИ значеmrЯ1vШ при проведетш этих испы
таний. Wirsbo рекомендует прилarать то же напряжение при проведеmrи :краткосрочныIx
испытаний, что и при составлеmrи rрафиков времени эксплуатации до разрушения. Ta
кой подход дает дополmrтельную rарантию качества. Wirsbo проводит подобные испы
танrщ которые длятся 1000 часов, правда, не так часто.
В соответствии с деЙСТВУЮЩШvlИ нормами также проводятся одночасовые испы
тания под давлением и даже испытaJШЯ под давлеmrем до разрыва. По :мненIПO ко:мпа
НШI Wirsbo, такие :краткосрочныIe испьпания не важны и их необходимо пропускать, ec
ли проводятся соответствующие испытaJШЯ сырья.
70
Monitoring
+
..
t ..
;'
Monitoring
Monitoring
.
I
G
)
.Z:
Monitoring
r-.....\
'\;"
..... - . I - .. {;
.. I .:;, R
._ I . .. ..ш
.... &-\ .....". I ....,;,..ot.I .,.aIt ..,.
'" . .......... -"'..... ........ .
. .
Иллюстрация 8.10 Процесс nроизводства РЕХ труб: коптроль па ка:жда.t этШlе.
p
Иллюстрация 8.11 Проверка труб 1ш соответствие раз.,.tеров.
....
'"
...
"
..
I
w,я.$
Испытания на изменение размеров
Образцы берутся с каждой ПОТО'llюй JШН:ШI три раза в недешо. ОIШ измеряются
как можно точнее. Затем ОIШ нarpеваются в пе1fiI при температуре 248°F. (120 0 с.) в Te
71
чеIШе одното часа. Наконец, ОIШ повторно изме
ряются после выемки и охлаждения.
Это испьпание позволяет Wirsbo опреде
ШIТЬ веJПIIПЩY внутреIПIето напряжения в MaTe
риале, используемоrо для трубы. Некоторые
стандарты по методике испьпаний допускаю 3
процента, а некоторые 5 процентов в качестве
верхнето предела допустимоrо изменения дшrnы
трубы. Wirsbo устанОВIШа верхний предел в 3
процента.
В случае с некоторыми материалами бо
лее высокий процент изменения формы означает
большую СКЛОIlliОСТЬ к разрушению.
.......
"Бдительное око"
НабшодеIШе за производством, проводи
мое на завода..'С Wirsbo, должно:
1. препятствовать продаже повреждеJlliЫХ
труб и
2. rарантировать, что все ПРОДaJПIые трубы
cooTBeTcТEYJOT треБОВ 1 Tocyдapcт
веIПIОТО сертификата, особеIlliО котда он
касается результатов испьпаний, прове
деJПIЫХ КOJщерном Wirsbo.
.
..."\
""-
\.
Иллюстрация 8.12 Химическое опреде
ление процента сшuв1Ш.
Иллюстрация 8.1 3ДОЛ20временное ис
пытание под давле1шем
........
'81
Для тото, чтобы внутреIПIее набшодеJШе
за производствеJlliым процессом стало как мож
но более надежным, оно бьшо передано под KOH
троль независи:мых испьпательных орrанизадий.
Два три раза в тод заводы Wirsbo посещают
представиrешr из таких ор:raнmадий в США, За
падной rермашш, rоШIандJШ, Норвепш, Фран
ЦJШ и ШвеЦJШ. ОIШ изучают спецификaцшr, 1
журналы и испьпательное оборудование, а Taк : .-)
же берут образцыI ДЛЯ проведеIПIЯ испьпаний в ..: :.
своих лабораториях.
Качество является неотъемлемой частью традJЩИЙ компaнIШ Wirsbo с момента ее
основания в семнадцатом веке. ИмеIlliО с таким чувством была разработана обпшрная
система rарантJШ качества. Требования, предъявляемые Wirsbo к себе, высоки. Ко:мпа
ния стремится бьпь лучшей. На меньшее она не соrласна.
'\.
'
.\
::.JR.iiii:{
...............
..):
11
.J
: 1
..#'"
" ..
1.
I
- r
,
l.J
I
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ПОПЕРЕЧНОЙ СШИВКЕ. За прошеДIШIе TO
дЫ JШастиковая про:мьшшеIlliОСТЬ разработала :множество методов попере'llЮЙ СIШIВки
для формовки JUПI экструзJШ РЕ шrбо отдельно, шrбо в сочетamш с друrи:м:и JШасти:ко
выми материалами. Только потому, что JШасти:ку присвоено родовое имя "РЕХ", еще не
означает, что он содержит тот же материал, что и все остальныIe JШастмассы, известные
под тем же именем. Каждый производиrель вьшускает версIПO труб РЕХ, которые OT
72
.
ШIЧаются от труб, вьшускае:мых друr:и: ш
производителя:ми. Эти разШIЧИЯ MOryт зави
сеть от свойств сырьевото материала, от Me
тода, используемоrо для производства roTO
вото издеШIЯ, и от уровня требуемоrо каче
ства.
'"
....
Кроме метода Энrела, используемоrо
Wirs Ьо, используются и друrие методы.
Иллюстрация 8.14 Тест на удлинение ( после
ншрева)
Иллюстрация 8.15 Проверяющий Д p Стаnе
lvIP А Daппstadt вводит результаты проверок
Радиационная сшивка
.,)
'-
Котда нормальную трубу РЕ бомбар
дируют электроны, энерrия, производимая
излучеIШем, приводит в действие попереч
ную сшивку. Дшшый процесс осуществляет
ся при комнатной те:мпературе. СIШIВка KOH
центрируется на тех зонах материала, KOTO
рые остаются аморфными во вре:мя бомбар
дировки. Это не способствует существеJПЮ
му уменьшеmпo уровня достиrнутой кри
сталли'llЮСТИ.
Этот относительно новый метод луч
ше всето подходит для труб малых размеров.
Тем не менее, он имеет некоторые HeдocтaT
ки. ОдJПIМ из JПIX являются отверстия, обра
зуе:мые на стен:ка..'С трубы в результате воз
можноrо электрическоrо прорыва во вре:мя
бомбардировки. Также существует тен;цеIЩИЯ
к неравномерной сшивке lUПI к избьпо'llЮЙ
СIШIВке, что приводит к ло:м:кости.
.
'8
........
Силановая сшивка
Дamшй метод, разработшшый компанией Dow Chemical Сотрапу, основан на
насьпцеmш макромоле:кулыI РЕ :кре:мнием. Воздействие BOДтIOTO пара при НaJIИIПШ Ka
тализатора активизирует процесс попере1ffiОЙ СIШIВКИ. СIШIВка производится по так
называемым пошIсIшоксановым мостам ( Si O Si ). Однако эти мосты более слабые, чем
нормальныIe связи C c.
Метод сиоплас
Дamшй метод осуществляется в два этапа.
На первом этапе пошrмер смешивается с креь-пшйорrаническим производным co
еДIlliеIШем. Под ВШIЯНИем перекиси и антиоксиданта он насьпцает цепочку РЕ.
На втором этапе обработamшй пошrмер и катализатор смешивается с основныIM
веществом РЕ. После этоrо изrотовляется труба. Попере1ffiая СIШIВка осуществляется
относительно медлеIlliО способом добавлеJПIЯ BOДтIoTo пара и теIШа. Это определяется
тем, насколько хорошо вода прОJПIКает сквозь стенки трубы.
73
...........
74
Моносилановый метод
Данный метод, разработанный компаниями Maillefer и BICC, подобен методу
Сиоплас, поскольку речь идет о ero химической реакции. Разница состоит в том, что ис
пользуется только первый этап. Данный метод используется преимущественно для про
изводства кабелей и труб, предназначенных для использования при средних температу
рах.
Метод Понт а муссон
При использовании метода РАМ труба принимает форму при температуре, при
которой вызывается реакция перекиси. Это означает, что поперечная сшивка осуществ
ляется в сосуде с расплавленной солью при температуре 4800 540°F. (2500 2800C.).
Из за использования высоких температур возникает проблема сохранения формы
и химико термических свойств трубы во время поперечной сшивки. В сравнении с Me
тодом Энrела, данный метод также требует большеrо количества перекиси.
Метод AZO
в данном методе для поперечной сшивки РЕ шведская компания Uponor АВ ис
пользует соединения ..AZO (молекулы с rруппой N N ). Труба формируется при темпе
ратуре, ниже той, при которой имеют место соединения ..AZO. Затем температура в co
левой ванне повышается до отметки, необходимой для прохождения реакции. Она зна
чительно выше температуры, необходимой для перекисной реакции.
РЕ, используемый в данном случае, имеет высокую плотность и высокую моле
кулярную массу. Поперечная сшивка осуществляется в ванне с расплавленной солью
способом, подобным методу РАМ.
Дрyrие методы с использоваlПlем перекиси
Во всех недавно разработанных методах для поперечной сшивки используется
перекись. Она либо смешивается с сырьем до экструзии, либо добавляется методом
диффузии во время или после процесса экструзии. В любом случае форму трубы необ
ходимо внимательно контролировать во время поперечной сшивки при повышении TeM
пературы. Поскольку эти методы достаточно новы, они продолжают разраба'Iываться.
7ВЧ сшивка
Профессор MeHrec из Техническоrо университета в Аахене разработал новый
метод для сшивки полиэтилена.
Данный метод основан на том, что поляризованные вещества поrлощают энер
rию от поля УВЧ (ультравысокой часто'IЫ). Перекись распадается на радикалы, которые
вызывают поперечную сшивку, и действует при температуре, ниже нормальной. Сама
цепочка РЕ не поляризована и поэтому не поrлощает энерrию.
Сравнение свойств и поведеlПlЯ
Аfаmерuал 1: ПоnереЧНО СШ11mый nОЛLlэт'J1лен (PRY), nРО'Llзведенный по .методу ЭН2ела и далее
усовершенствованный rVirsbo.
Аfаmерuал 2: ПОЛLlэт'J1лен, СШ11mый с nо.мощью 1flлучеН11Я.
А! аmерuал 3: ПОЛLlэт'J1лен, СШ11mый дРУ2'LLМИ .методами, отличны.ми от Аштода ЭН2ела.
А! аmерuал 4: ДРУ2ие nолиолефиновые .материалы, такие как Р В, Р Р, РРС (РЕ).
75
Свойство I\IIa териалы
1 2 3 4
Термостойкость при 230 0 р. (95 0 С.)................. ... 1 2 2 3 2 4
Сопротивление растрескиванmo при напряжении. 1 2 4 1 2 2 4
rибкость 1 2 2 3 2 4
Ударная вязкость.......................................... 1 1 1 3 5
Теruюпроводность........................................ . 2 2 2 3 4
Уд;.линение................................................ ... 4 4 4 3 4
Измерения, допустимые ОТЮlонения. . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 4 2 4 2 4
Химико термические характеристики. . . . . . . . . . . . . . .. 1 2 2 5 2
Механические свойства при комнатной темпера'IYре:
Краткосрочное напряжение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 2 3 2 3 2 3 1 2
Предел прочности на разрыв........................... 1 2 4 2 3 1 2
Остатки материала, токсичность...... . . . . . . . . ... . . . . .. 1 2 2 3 2 4
Индукционный период при 392 0 р. (200 0 С.)...... . . .. 3 2 3 1 2 3
Поведение при ползучести.............................. 1 1 1 1 3
Таблица 8:1
1 очень хорошо
2 хорошо
3 удовлетворительно
Оценки относятся к самим свойствам и/или к дублирующим данным, имеющимся для опреде
ленноm свойства.
Также можно добавлять друrие поляризованные вещества (уrлеродная сажа) и
использовать друrую "нормальную" перекись, который будет образовывать радикалы
посредством термическоrо разложения. Затем смесь, вместе со всеми ее добавками, BЫ
давливается при возможно наиболее низкой температуре. После этоrо она сшивается на
стадии увч. Преимуществом данноrо метода является равномерное распределение
энерrии по материалу, что приводит к однородной поперечной сшивке. Проблема
ми, возникающими при работе с данным методом, являются поиск подходящих неполя
ризованных добавок для труб и эффект, который MorYT создавать оставшиеся радикалы.
Данный метод еще не используется в массовом производстве.
4 сомнительно
5 IШохо
Зависимость от температуры
Свойства материалов РЕХ зависят от температуры, при которой осуществлялась
поперечная сшивка. Особенно важно различать трубы, которые проходили поперечную
сшивку при температуре, превышающей температуру кристаллическоrо плавления, и те,
которые подверrались данному процессу при температуре, ниже указанной. При темпе
ратурах, превышающих точку кристаллическоrо плавления (коrда материал находится в
аморфном состоянии), сшивка проходит естественно без какоrо либо химическоrо или
механическоrо повреждения. Коrда сшивка осуществляется при температуре, ниже YKa
занной, она происходит среди молекул в аморфной области между кристаллитами, что
приводит к не очень хорошим результатам. Например, труба, произведенная подобным
образом, претерпевает изменения в некоторых своих свойствах после rорячеrо rнутья.
Временное воздействие высоких температур оказывает отрицательное влияние на проч
ность материала из за изменений в кристаллической структуре, к которым приводят Ta
кие температуры. Труба, которая сшивается при температурах ниже точки кристал
лическоrо плавления (например, при использовании силановоrо метода или метода pa
диационной сшивки), обычно теряет от 10 до 15 процентов своей прочности после Ha
rpeBa до температур выше этой точки. Труба, сшитая по методу Энrела, не теряет свою
прочность при такой же обработке.
Ползучесть
Что касается полимеров, а также мноrих друrих материалов, то реакцией на по
76
стоянную наrpуз:ку в течение ПРОДОЛЖlПельноrо периода времеюr является УДШIнение
ИШI деформация части IШИ Bcero материала. Эта реакция, которая УСIШивается со BpeMe
нем, называется "ползучестью". Деформацию, которая имеет место в таких СIПуациях,
можно раздешпь на начальную дефор:мацrпo и деформацию при ползучести. Отношение
начальной деформации к деформащш при ползучести зависIП от веШI'lliНЫ нarрузЮI
ИШI напряжешщ температуры материала и материала, который испьпывается (см. Рис.
8: 1).
у ДJIинение (деформация) это функция времени и наrрузки (выраженной как Ha
"ряжение)
При сравненШI различных :материалов важно:
1. Различать начальную деформацmo и деформацию при ползучести (см. Рис. 8:2).
2. Проводить сравнеюrя между материалами касательно ползучести по отношеюrю
к их прочности (ИJШ модулю упрyrости, оценке напряжеIOIЯ и Т-П.). Например,
степень ползучести для ПВХ при 2000 пси (25 N/:мм 2 ) можно сравюrть со степе
нью ползучести для специфическоrо РЕ при 400 пси (5 N/:м:м 2 ).
3. Проводить сравнеюrе при температурах, соответствующих испытываемым MaTe
риалам. Например, если материалы должны использоваться для труб rорячей BO
дЫ, прие:млемой температурой будет 180 0 р. (80 0 С.).
Обобщенная :кривая, показанная на РИС.8: 1, справеДШIва для трех различныIx TeM
ператур (например, 700, 1400 и 230 0 р. IШИ 200, 600 и 110 0 С.) при одинаковой нarpузке, а
также для трех разШI'lliЫХ степеней нarрузок при одной и той же температуре.
E IICln (.....) Ide formQllO'!..............
х
)lress 1 о
{'8
I
х Thc mаlеrlаllЗ
c:Jet n Icly overlOoRded
. ДI 111 s ре,",.
1I 1t- creeping bC1JlnS
10 nccelerate
С..еср
.r.tihe
;meol
'OOh
al"ldlhe
S[t&SS
0'2 u I
InltlaJ.-
C: I
::r 1
0'20
10 . 10 10' 10- .0 10"-
. t10ur 2.с. hOUf'S 1 rnOnlh -ea'
Рис. 8: 1 В этой точке, ползу
честь материала начинает увеличи
ваться. NfатериШl определенно пepe
2ружен. Кривые ползучести. Удлинение
(деформация) показана на рисунке как
функция времени. Кривые показывают
изменения в матеРИШlе при трех раз
личных напРЯ;)ICениях.
10 Ilmelf1 h
I
I
I
r ' "
1
м 11епвll h'lS n greater ulRstlClly
I)u! .iI les.se" oogrcc О, crtJep thип
m':J1e,.,all1
,О
10" 10' 10 10 ,О-
1: holJf 24 houn . mOf'Мh 1 yeiiir
Рис. 8:2 Nfатериал 1 более ЭJlа
стичен, но имеет меньшую степень
ползучести, чем материал 2.
Кривые ползучести. Этот рису
нок демонстрирует разницу ме;)ICду
двумя вuдаJi,lU материалов. NfатериШl 1
претерпевает большую начШlЬНУЮ дe
формацию, но деформация при ползуче
сти мала. Совсем наоборот дело об
стоит с материШlОМ 2. В то время, как
начальная деформация мала, степень
ползучести очень велика.
77
... \}JIPS ео --РЕХ VOJJ I - 1бх2,2 Р 8 1 О 95. С .' DV ,\
\МРА
n УР DIN1
Советы по
выбору трубопроводов
8
9
в ДАННОЙ rЛАВЕ собраны некоторые правила для оценки качества разШI1ШЫХ
классов тшасти:ковых труб.
Любой серьезный ДIШер должен иметь возможность предоставить докуменrиро
BamJыIe дamJыIe относительно каждоrо критерия.
1. Какой тип пластика используется для производства труб?
Производитель должен указать в рекламе lUПI в друrих ИСТО1ffiИКах информ8ЦlШ,
предоставляемой ко:мпанией, а также на самой трубе ТIПI используемоrо материала.
rибкие IШасти:ковые трубы для ОТОIШеIШЯ, IПIТьевой воды и roрячей воды, KOTO
рые появляются на рьпше, в основном делаются из сырьевых материалов, показamJых в
Табшще 9:1.
2. Какая торrовая марка сырья обычно используется для производства труб?
у производителя труб необходимо запрашивать информацшо о товарном сорте
сырья, используемоrо для трубы.
Примеры торrовых марок:
BASF Lupolen 5261 Z Q 100 для труб РЕХ, произведеIlliых по методу Энrела
(трубы Wirsbo PEX)
Hoechst Hostalen РРН 2222 для пошrnpоrnшеновых труб
Shell РВ 4121 для пошrБутIшеновых труб
3. Имеет ли труба соответствующую маркировку?
Трубы высокото качества должны иметь маркировку, которую не летко стереть.
Такая маркировка должна содержать разJПIIШУЮ информацшо.
1. Имя производителя lUПI фабрIfIПIая марка трубы
2. Размеры трубы (ТОJПЦllliа стенок, внеIШШЙ диаметр)
3. Допустимая рабочая те:мпература
4. Допустимое давлеIШе при допустимой рабочей те:мпературе
5. Штамп утверждеIШЯ соответствующеrо контрошrpующеrо ортана
6. ТIПI сырца (название lUПI код)
7. Номер станка (в том случае, есшr производитель использует несколько станков)
8. [од производства
4. Заключается ли дотовор между производителем, тосударственным ортаном по
обеспечению качества изделий и контролирующим ортаном?
Каждый серьезный производитель должен предоставить доказательства тоro, что
производимый продукт контрошrpуется признamJым и авторитетным испьпательным
институтом для поддержания стандартов качества. Перечень некоторых TocyдapCТBeH
ных ортанов по обеспечению качества издеШIЙ и контрошrpующих ортанов приводится
в rлаве 11.
5. Существует JDI Офlщиальное разреmеlПlе на предложеlПlое использоваlПlе?
Производитель обязан предоставить доказательство TaKoro разрешения тоrда, KO
rда это необходимо. Особенно это касается труб, предназначенных для использования в
системах снабжения rорячей и питьевой воды.
6. Оказьmает JDI труба ОТРlЩательное ВJDlЯlПlе на здоровье, еСJDI она используется
в системах снабжеlПlЯ I'орячей и IПIтьевой воды?
Производители, предлаrающие трубы для использования в этих случаях, должны
получить сертификат от официальноrо opraHa, засвидетельствовавшеrо, что изделия не
опасны для здоровья (rиrиеническая и токсиколоrическая сертификация).
7. Труба должна соответствовать стандартам и нормам, но достато'll-lО JDI ЭТОI'О?
Труба должна удовлетворять требования к стандартам и нормам качества, YCTa
новленным для конкретных целей использования. Здесь следует сделать oroBopKY, что
эти нормы представляют только минимальные требования. Только тот факт, что эти
требования удовлетворяются, еще не предоставляет rарантии качества. Обычно требо
вания испытательных opraHoB охва'Iывают значительно больший спектр.
8. Подтверждается JDI ДОКJ lентами время ПрО'll-lости до разрьmа?
Производитель должен предоставить подтверждение официальных испытаний
времени rидростатическоrо поведения трубы до разрушения.
Долrосрочное испытание нельзя проводить на образце трубы, предоставленной
поставщиком сырья, или на специально произведенных образцах, предоставленных
предприятием перераба'Iывающей промышленности. Вместо этоrо, испытание должно
проводиться на трубе, взятой с технолоrической линии производителя.
Резуль та'IЫ безотказной работы предусмотрены для:
а) Наивысшей рабочей температуры
б) Температур, превышающих допустимые температуры для нормальной работы
в) Изоrнутой трубы
r) Трубы с предопределенными точками разрыва (царапины)
д) Трубы, которая соприкасается с реактивами
е) Трубы РЕХ, сделанной из РЕ, который был сшит на различных уровнях. В каждом
случае их необходимо испьпывать как описано в пунктах a) д).
9. Насколько труба ДОJП'ове'll-lа?
а) Долrовечность трубы, точнее, ее устойчивость к разрушению в результате термиче
cKoro окисления, должна быть документально подтверждена. Это следует делать как для
труб, которые подверrаются наrрузке, так и для труб, подверrаемых напряжению от ки
пячения. Кипящую воду, используемую в испытаниях, необходимо периодически Me
нять (как подтверждение Toro, что система стабилизации не размывает материал).
б) Необходимо предоставить доказательства, что исследования изнашивания и поведе
ния безотказной рабо'IЫ трубы проводились вместе.
10. ПрОВОд;JIJllIСЬ JDI испытаlПlЯ на монтажных площадках?
Необходимо запрашивать результаты испытаний, проведенных на уже смонтиро
ванной трубе. Вот некоторые примеры:
а) Испытания с температурными интервалами (испытания на усталость) на:
1. Сrонных муфтах (различных конструкций и марок)
2. Трубах, помещенных в бетонные rmи'IЫ
3. Изоrнутых трубах
б) Друrие испытания на сrонных муфтах:
1. Предел прочности на разрыв
2. Прочность на разрыв
80
3. Импульсное давление
в) Ссылки
11. Существуют JПI Ш1струкции по монтажу и есJПI да, то какие?
Руководства и инструкции по монтажу, предоставляемые производителем, долж
ны содержать следующую информацию:
а) Допустимые температуры и пределы номинальноrо давления
б) Эластичность (пределы)
в) Поведение, разрушающее холод, если необходимо
r) Сопротивляемость ультрафиолетовому излучению
д) Плавкость
е) Эластичность в HarpeToM состоянии
ж) Система трубноrо соединения
з) Коэффициент удлинения
12. ДаШlые, собраlПlые о трубном материале.
а) Механические характеристики
1. Плотность
2. Предел прочности на разрыв
3. Модуль упруrости
4. Растяжение при разрыве
5. Сопротивление ударам
6. Водопоrлощение
7. Коэффициент трения
8. Поверхностное натяжение
9. Кислородная проницаемость
б) Термические характеристики
1. Температурные оrраничения
2. Коэффициент тепловоrо линейноrо расширения
3 . Температура плавления
4. Удельная теплоемкость
5. Теплопроводность
спользование и п !)lП'од;ность некоторых тру ных материалов
I\!Iaтериал Аббревиатура Отоrmение Питьевая rорячая BO
вода да
Полиэтилен низкой плотности LDPE (х) х
Полиэтилен высокой плотности IШРЕ х
Поперечно сIШIТЫЙ полиэти РЕХ, (ХРЕ, XLPE) х х х
лен*
Полипро пилен * * РР х х
Полипропилен**(Сополимери PP C х х
зованный)
Поли бутилен 1 PB 1 х х (х)
и
б
Таблица 9:1
* Поперечно сIШIТЫЙ полиэтилен является не отдельным трубочным материалом, а целой rpуп
пой материалов, которые по:крывают IШIрокий спектр :качественных различий.
** Предлаrается множество типов полипропилена и полибутилена, при этом :каждый имеет раз
личные уровни качества.
Символы, используемые в таблице:
х == общепринятое использование
(х) == использование не общепринято
== не используется
81
.
.
...
.
.
........
Монтаж труб Wirsbo PEX для систем напольноrо
отопления и водоснабжения
ВЕС, ТОЧНОСТЬ РАЗМЕРА И rИБКОСТЬ вот характеристики, которые являются
решающими для простоrо монтажа трубопровода.
Известно, что пластиковые трубы леrче металлических. Например, 400 футов
(120 м) 3/4 дюймовой (20 мм) трубы Wirsbo PEX с толщиной стенки 3/32 дюйма (2 мм)
весит приблизительно 31 фунт (14 Kr). Медная труба TaKoro же размера и длины, пред
назначенная для использования в тех же целях, весит около 240 фунтов (110 Kr).
Контроль размеров
Точность размеров, то есть, поддержание одинаковых внутренних и внешних
размеров и одинаковой толщины стенки, является характеристикой, которая может зна
чительно меняться, в зависимости от типа и марки трубы. Вот почему здесь необходи
мо принять во внимание такую рекомендацию. Перед использованием типа или марки
трубы, с которой вы не знакомы, получите от производителя спецификации, а также He
сколько образцов, которые можно испытать. То, насколько хорошо соединения крепят
ся на трубу, указывает на леrкость монтажа.
Самокомпенсация трубы
Леrкость, с которой можно монтировать и придавать форму трубе в соответствии
с данными требованиями, является, пожалуй, наибольшим преимуществом пластико
вых труб над металлическими. Тем не менее, между отдельными типами rmастиковых
труб MorYT быть существенные различия. Простое сrибание нескольких труб лучше
Bcero покажет, насколько велики эти различия.
В случае с трубой Wirsbo PEX не нужно бояться ломкости даже при отрицатель
ной температуре 148°F. ( 100°C.). 3/4 дюймовую (20 мм) трубу с толщиной стенки
3/32 дюйма (2 мм можно без труда соrнуть в холодном состоянии на 1800 rpaдYCOB с
.,
Иллюстрация 10.1
:м:mш ,шльным радиусом изrиба 6 дюймов (150 :м:м (центр к центру). rорячее rнyтьe
возможна :м:шrn:мyм вполоВIrny этоrо радиуса.
ЕсШI сmбание бьшо совершено, например, с перекручиванием, труба Wirs bo РЕХ
ведет себя очень "СIШсходительно". Осторожное нarpевание трубы с помощью IПIcrо
лета раСПЬUПIТеля теrшоrо воздуха до температуры 275"F. (135 0 с.), а затем ее охлажде
IШе позволяет трубе прIlliЯТЬ первоначальную форму и про'llЮcrь. Как шюrда rоворят
84
специалисты по rmастику: «Трубный материал обладает термической памятью».
ТОЛЬКО НЕСКОЛЬКО ПРОСТЫХ ИНСТРУМЕНТОВ. Монтажнику труб Wirsbo PEX
нет необходимости носить за собой оrpомный ящик с инструментами. Более Toro, к Ka
ждой бухте труб прилаrается краткая инструкция по монтажу.
Иллюстрация 10.2
Для резки трубы необходим только один простой инструмент. Следует заметить,
что для обеспечения оптимальной rерметизации с соединительными муфтами, разреза
ние необходимо делать под уrлом 90 rрадусов.
Чтобы предотвратить проникновение rрязи в трубу, открытые концы должны
быть закрьпы защитными колпачками.
Трубы Wirsbo PEX можно сrибать как в холодном, так и в HarpeToM состоянии.
Если используемая труба имеет небольшой диаметр, ее можно соrнуть вручную.
Если трубу (3/8 3/4 дюйма (10 20 мм) необходимо соrнуть с небольшим радиу
сом, используются приборы для холодноrо rнутья при уrлах 90 rрадусов.
85
....
-.
Иллюстрация 10.3
Иллюстрация 10.4
ЕсШI труба не сrибается, ее нельзя
подверrатъ воздействFПO открытоrо оrня.
Поэто:му необходимо использовать IПIсто
лет раСПЬUПIТель теrшоrо воздуха с так Ha
зываемой "нarpевательной рубашкой".
Далее приводится метод, исполь
зуемый для roрячеrо rнyтъя. Нarpейте об
ласть сrиба дО 275"F. (145 0 с.). (При такой
те:мпера1УРе труба становится прозрач
ной.) После этоrо поместиrе трубу на
поршень для сrибания ИJПI сопште ее
BPY1ffi)'IO. Затем дайте трубе остьпь в воде
ИJПI на воздухе.
в табшще 10: 1 пред ставлен наи
менышIй допустимый радиус изrиба для
каждоrо отдельноrо размера трубы и
"
86
Иллюстрация 10.5
Иллюстрация
10.6
метода сrибaшrя.
Перед сrи
банием труб с
большими диа
метрами, чем
приведеIlliыми в
табшще, прокон
сультируйтесь со
специaшrста:м:и
Wirsbo lUПI с Ba
шим ДIШером.
"
:::,
87
Иллюстрация 10.7
Иллюстрация 10.8
88
Нa.иJ\IIеньший радиус изrnба в дюЙмах и (:м:м)
Размер трубы r орячая rnбка Холодная rnбка
rибочный инструмент
дюЙмы (:м:м ) дюймы (:м:м ) дюймы (:м:м ) дюЙмы (:м:м )
0.39 (10) 0.79 (20) 1.18 (30) 1.77 ( 45)
0.47 (12) 0.98 (25) 1.18 (30) 2.36 (60)
0.59 (15) 1.34 (34) 1.77 (45) 2.95 (75)
0.63 (16) 1.41 (36) 2.56 (65) 3.07 (78)
0.71 (18) 1.58 (40) 2.76 (70) 3.54 (90)
0.79 (20) 1.77 (45) 3.94 (100) 3.94 (100)
0.87 (22) 1.89 (48) 4.33 (11 О)
0.98 (25) 2.01 (51) 4.92 (125)
1.10 (28) 2.44 (62) 5.51 (140)
Табшща 10: 1
...J
.......о
Иллюстрация 10.9
Иллюстрация 10.10
CrOHHbIe муфты
Трубы Wirsbo РЕХ необходимо соеДIlliЯfЬ с
помощью прессуе:мых соеДIlliIПелей. На рынке
представлено :множество тIПIОВ соеДIlliIПелей. Ваш
дrшер Wirsbo поможет сделать правИJIЬный выбор.
При соеДIlliеюrи всеrда необходимо использо
вать вставную :муфту. При подсоединенШI трубы к
клапанам разрешено ИСПОJIЬЗОВaJШе односторонюrх резьбовых соеДIlliIПелей. СоеДШIе
юrя, сделанные с их помощью, менее rpОМОЗДЮI. В любом случае, необходимо следо
вать всем IlliСТрУКЦИЯ:М по соеДIlliеюrю, предоставленным производителем.
ЗНАЧИТЕЛЬНО МЕНЬШАЯ СТОИМОСТЬ МОНТАЖА вот, что является преимуще
ством ИСПОЛЬЗОВaJШя труб Wirsbo PEX для систем rnпьевой и rорячей воды. Теперь
89
'.'
.
,' \
\
..:.....
"
.......
)
""
.......
1..
..J
...............
..........
Иллюстрация 10.11
Иллюстрация 10.12
можно использовать пустое пространство в
вашем помещеНШI. При выборе мест для
прокладки труб учиrывайте уже сущест
вующие пустые пространства, такие как KO
ЛШlliЫ, полые потолки, стены с обрешети
нами, выемки и т.п. Такие пустоты позво
ляют скрыть монтаж и облеrчают доступ к
системе.
11
\.
Монтаж трубы в защитной трубе
Вариантом прокладки трубы в существующих пустотах является вставка трубы в
защитную трубу. Защитная труба, используемая в даmюм случае, должна бьпь сделана
из теrшостой:коro ПОШIЭТIшена. Для дшпюrо метода можно использовать монтаж в бетон
90
Иллюстрация 10.13
и цементные стены. Наибольшим преи:муществом даmюrо метода является уже упо:мя
нутая возможность доступа и практическое отсутствие опасности ущерба, ПРИ'lliненноrо
водой. Защитная труба может использоваться как при самой низкой температуре MOH
тажа, так и при самой высокой эксrшуатациоmюй температуре без проблем. В HeKOТO
рых случаях трубы rорячей и холодной воды Moryт иметь одну и ту же ЗaIЦJПную трубу.
ЕсШI это не цир:куляцишшая система, не будет mrKaкoro заметноrо повышеmrя темпера
туры холодной воды. Застойная зона в защIПНОЙ трубе, которая rшотно прrшеrает к Ka
ждо:му концу, имеет ВЫДaIOщиеся изоляцишшые способности. Крайне редко необходима
ДОПОJПппельная теrшоизоляция. Имея идеальный уровень жесткости и rnбкости, TPy
ба Wirsbo PEX очень хорошо подходит для защитной трубы. Для Taкoro пша монтажа
нет проблем изrnбов. Желателен монтаж соеди
НIПельной коробюr на кшще защитной трубы.
В качестве заменыI ИШI растяжения защит
ной трубы, саму трубу можно проложить на rши
между обрешетинами. Там, rде есть встроеIlliая
бытовая теXJШка (например, на :кухнях), для про
кладюr имеются основы. При использованШI для
автоматической посудомоечной :м3lшшы трубу
можно СЛОЖIПь кольцом перед самым соеДШIеJПI
ем с мanшной. Тоrда ее можно будет леrко дoc
тать ДJIЯ ремонта, при этом не отсоединяя трубу.
В полах с :мноrослойной конструкцией
трубу можно монтировать в проделанныIx Map
шрутизированныIx выемках на одном из уровней.
В бетонныIx потолках и каменныIx ИJШ беТОIlliЫХ
стенах для прОКJIадюr труб можно делать желоба
ИШI вые:м:ки. [де это возможно, для монтажа ис
пользуются полыIe пространства ИJШ поrpеба под
нижним этажом ЗДaJШЯ. Труба укладывается на
настrш из фольrn и ИЗОЛЯЦИОIlliоrо материала и по:крывается вторым слоем изоляцион
Horo материала.
Трубы Wirsbo РЕХ идеально подходят ДJIЯ монтажа в бетон. Эти трубы обладают
. .
'-......
.
91
.
-
I
КОРРОЗИОJПюй стойкостью И сопротивле
JПIем к изнanшванию даже при высокой
скорости потока и не образуют тpeIЦllli
при изrибах lUПI в кривых областях. CTe
пень растяжеIПIЯ оrpаничена, поэто:му
даже при монтаже под тонкими слоями
цемента треЩШIЫ не образуются.
ТЕПЛЫЕ ПОЛЫ не новшество. Ha
польное отоrшеmrе было изобретено не
совремеJпIым человеком. Оно существо
вало уже ТЫСЯ1fiI лет назад. В то время
теrшо подавалОСЬ в виде теrшоrо воздуха
(Ишпострация 10.19). По существу, толь
ко это измеmшось с тех пор. Сеrодня, как
известно, для этих целей используется
вода, поскольку это в техническом oтнo
шеmш более эффективно.
Это не означает, что использовamrе BO
дЫ обходится без проблем. стальныIe трубы подверrаются коррозIШ. Медные трубы
склоJпIыI к образованию усталостных треЩIlli в результате движеIПIЯ во время раСIШIpе
IПIЯ и со:кращеIПIЯ. Друraя опасность зависит от кошrчества возможных HerepMeтIfIlliых
отверстий. Их больше, есШI в системе используется большое кошrчество соеДIlliеJПIЙ.
92
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
--
I
.
Трубопроводная система, состоящая из пластиковых труб Wirsbo PEX, предлаrа
ет идеальное решение всех этих проблем.
Максимальное приБJШЖеlПlе к идеальной кривой
Есть веские причины, почему поверхностное отопление и особенно напольное
93
t
-.
. {l
'.
1 ..
-......... .
J _1
a. -:...
-...:,
..-
Иллюстрация 10.19
водяное отоrmение становятся все более популярными. Стоимость отопления непрерыв
но возрастает. Этот факт вынуждает все большее количество людей прибеrать к исполь
зованию различных методов изоляции. Это, в свою очередь, выводит на первый план
такой метод низкотемпературноrо отопления, как водяное напольное отопление. TeH
денция, заметно отличающаяся от нефтяной промышленности, делает использование
заменяющих форм энерrии еще более привлекательной. Некоторые из этих методов, Ha
пример, солнечная энерrия или rеотермальная энерrия, достиrают своей наибольшей
эффективности именно в области низкотемпературноrо отопления. По этой причине они
особенно привлекательны для использования в системах поверхностноrо отопления.
Использование систем напольноrо отопления также подразумевает более BЫCO
кий уровень жизни. Диаrрамма, показанная на Иллюстрации 10:20, основана на резуль
татах изучения идеальноrо распределения температуры в помещении. Сравнение пока
зывает, что кривая распределения тепла при использовании напольноrо отопления бли
же Bcero приближается к идеальной кривой распределения тепла.
МШIЛИОНЫ футов В {'ОД
Каждый rод миллионы футов труб Wirsbo PEX монтируются для систем rорячеrо
и холодноrо водоснабжения и для напольноrо отопления. В Западной rермании, Швей
царии, Италии, Австрии, rолландии, Бельrии, Испании, Швеции, Норвеrии и Дании все
больше людей принимает решение использовать трубы Wirsbo PEX в системах отопле
ния.
Преимущества труб Wirsbo PEX заключаются в том, что они коррозиеустойчивы,
не включают добавок, опасных для здоровья, rибкие и эластичные. Царапины, изrибы и
химикалии не влияют на их срок эксплуатации. Различные силы, которые освобождают
ся в результате термическоrо расширения, заrлушаются самим материалом. (Труба и
окружающий ее бетон не повреждаются.) И наконец, блаrодаря длине труб, их монтаж
про изводится с минимальным количеством соединений. Трубы Wirsbo PEX "тяжело
весы" среди лидирующих европейских систем водоснабжения и поверхностноrо
94
Иллюстрация 10.20 Распределение тепла при различных видах отопления:
l'IдеШlьная для человека, при напольном отоплении, при радиаторном отоплении, при
отоплении конвекторами, при отоплении потолком, при отоплении стенами.
Иллюстрация 10.21
Устройство напольною
отопления в ;Ж:ШlOм дo
ме.
отоrшения. Пред
ставитешr КО:МПaнJШ
Wirsbo с радостью пре
доставят в ваше распо
ряжеIШе ОIПIсание сис
темы, IlliСТРУКЦlШ ПО
монтажу и сметы.
L
. .)-
Иллюстрация 10.22 Te
11ЛО все2да в зоне pacпo
ло;ж:ения людей
\
J I
,.
1'" , ....:
11""/1'.111 ,и,
.
ШШJ
I I
=- -
..............:
........
95
,
r
I
I
,
.
.
"1
. ,
,
\
Испытательные орrанизации
МЕЖДУНАРОДНОПРИЗНАННЫЕ ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ opr АНИЗАЦИИ
(ВЫБОР ПО СТРАНЕ)
АВСТРИЯ
Оstепеiсhisсhеs КШlststоffinstitut
Franz Grill Stral3e 5, A 1030 Wien
БЕЛьrия
Institut du Genie Civil
6, Quai Banning, B 4000 Liege
ФРАНЦИЯ
Centre Scientifique & Тесlшiquе du Шiti
ment;
4 Avenue du Rесtеш Роinсariе, F 75782
Paris Cedex 16
ВЕЛИКОБРИТАНИЯ
The N ational Water СОШlcil, Fitting
Testing Station The Causeway,
Staines Midd1esex, тw 18 3DR
КА.нАДА
Canadian Standards Association,
Certification Division
178, Rexdale В1vd, Rexdale, Ontario
ИТАЛИЯ
Instituto Italiano dei Plastici
Via C.I. Petitti 16.20149 Milano
НИДЕРЛАНДЫ
Keuringsinstituut voor Waterlei
dingsartikelen KIW А NV
Postbus 70, NL 2280 АВ Rijswijk
ШВЕЙЦАРИЯ
Eidgen6ssische Materialprfifimgs
Шld Versuchsanstalt
UЪеrlandstral3е,
СН 8600 Dfibendorf
ЗАПАДНАЯ rЕРМАНИЯ
Staat1iche Materialpriifimgsanstalt
Dannstadt
Postfach 110949, D 6100 Dannstadt
ШВЕЦИЯ
Studsvik Energiteknik АВ
S 61182 Nyk6ping
ДАНИЯ
Jydsk Теlшоlоgisk Institut
Marselis Bolevard 135,
DK 8000 Arhus С
ФИНЛЯНДИЯ
УТТ VVS Tekniska Laboratoriet
Vannemansgranden 3,
SF 02150 Esbo
ИСПАНИЯ
Instituto de P1astico у Caucho
Juan de lа Cierva 3, Madrid 6
СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ
National Sanitation FОШldаtiоn,
Р.О. Вох 1468,
А1ш Arbor, Michigan 48106
..,
Символ Количество Единица измерения
1 Длина (длина трубы) фут
d Диаметр (общий) дюйм
d O Внешний диаметр дюйм
di Внутренний диаметр дюйм
f Радиус трубы дюйм
[а Средний радиус трубы дюйм
s Т олщина стенки (трубы) дюйм
о Т олщина, толщина слоя дюйм
А Поверхность, поперечное сечение фут L
V Объем фут 3
h Высота фут
!lh Разница ВЫСОThI фут
V Скорость фут/с
g Ускорение свободноrо падения (местное) (;:::; 32.17) фут/с
R Отношение диаметра к толщине стенки (D/s) (CTaH Безразмерная величина
дартное отношение размера)
m Масса (вес) ФУНТ m
тт Вес трубы ФУНТ m
тм Средний вес трубы ФУНТ m
Р Плотность фунт m / фут j
Рт Плотность трубноrо материала фунт m / фут 3
РМ Средняя плотность фунт m / фут 3
Pw Плотность воды фунт m / фут j
F Сила
lb F
р Давление пси (фунТF/ дюйм 2 )
!lp Разница давления пси (фунТF/ дюйм 2 )
() Нормальное напряжение (растяжение) Также: напря пси (фунт/дюйм)
жение стенки, кольцевое напряжение
V Объемный расход rаллоны в минуту
V Кинематическая вязкость фут 2 /с
V w Кинематическая вязкость воды фут 2 /с
Re Число Рейнольдса Безразмерная величина
с Показатель сопротивления трению трубы Безразмерная величина
Т Температура (термодинамическая) R (== °F + 460)
t Температура °F
а Коэффициент линейноrо расширения фут/фут' R
Q Количество тепла БТЕ/ч
Ql Тепловые потери БТЕ/ч
А Теплопроводность БТЕ/ч' фут' °F
а Коэффициент теплопередачи БТЕ/ч' фут 2 . °F
k Коэффициент тепловоrо проникновения БТЕ/ч' фут 2 . °F
Л Коэффициент теплопроводности БТЕ/ч' фут 2 . °F
Rt Сопротивление тепловому проникновению фут L . Ч . °F /БТЕ
л: 3.1416
ln Натуральный лоrарифм
Формулы, используемые в вычислениях
100
1. Вес трубопровода, ОСНОВaJШЫЙ на дшrnе 1 фут
тт==п/144. (do s). s .1. Рт
(фунт m ) 1 == 1 фут
2. Объем трубопровода, основшшый на дшrnе 1 фут
V == п/576 . d 2 ,.1
(фут 3 ) 1 == 1 фут
3. Вес носителя в трубе, основшшый на дшrnе 1 фут
тм==п/576. d 2 , . рм.l
(фунт m ) 1 == 1 фут
4. Плотность воды как темпера1УРНая функция (э:м:rшpическое уравнеIШе с 1fiIслеIlliыI
:ми веJПIIПП{а:ми, действиrельное для д:шшазона температур 50 200°F)
pw == 62.2685 + .0077761 . t .0001252. t 2 + .000000157. t 3 (ФУНТm/ФУТ3)
5. КIrn:ематическая вязкость воды как температурная функция (э:м:rшpическое ypaвHe
IШе с 1fiIслеIlliыми веJПIIПП{а:ми, действиrельное для диапазона температур 50 200°F)
V w == 10 6 (28.001587 .371028. t + .0020269 . t 2 .00000384. е (фут2/ с )
6. ПадеIШе давлеIШЯ на фут трубы
,6,р == с . Р . у2. 1/24 . d 2 , . g
(пси)
6.1 с это показатель сопротивлеIШЯ трению трубы. Следующее уравнеIШе достато'llЮ
ТО'llЮ дЛЯ расхода воды в шобой трубе Wirsbo PEX (формула Ни:курадзе)
с == .0032 + .221. Re 237 (при:мени:мо дляl0 4 < Re < 108)
7. Это выделяет и ШIЛЮстрирует ВОДтIОЙ столб y2/g из уравнеIШЯ Бернушш
iVl
.
L
h
h,
L
t h 2
.
Иrнорируя эффект жидкостноrо треIШЯ и допуская большой объем жидкости (со
скоростью Уl, стре:мящейся к нушо), выходная скорость У2 выводиrся из следующих
двух уравнеlПIЙ:
7.1 Lili == h 1 h 2 == У 22/2. g
(rидростатический напор) (фут)
g .
7.2 У2 == "'W L " 5" ,6,h
(выходная скорость) (фут/с)
101
8. Теrшовые потери труб, исходя из ДШlliЫ 1 фут, как показано на от:крьпом попереч
ном сеченшr трубы, имеющей два слоя ИЗОЛЯЦlIоmюrо материала.
1 Tubing wall
2 == Insulating layer
3 == Insulating layer
Surface
temperature Т
т == 144 Q + Т 2
d;;> d 4 П
Т 2
СХ2
./
I
QL == 11: .1. (Тl ='ъ )
12/(al.dJ) + 12/(a2. ) + In (d2/ ) . 1/(2.лJ) + In(d з /d 2 ) . 1/(2.Л2)...
...+ In ( /dз) . 1I(2.лз)
(БТЕ/ч) 1 == 1 фут
ЕсШI труба подает rорячую воду, член, содержащий коэффициент теrшопереда1fiI
аl, достато'llЮ мал, поэто:му ero можно иrнорировать при сравненшr с дрyrи:м:и членами
уравнеIШЯ. ЕсШI труба не имеет изошrpующих слоев, тоrда d 2 == d з == . Натуральный
лоrарифм дробей d з /d 2 lUПI /dз (каждая из которых в даmюй точке будет ПРJlliИJiI:ать
значеIШе 1) будет равен нушо. Соответствующие члены уравнеIШЯ опускаются.
8.1 Коэффициент теrшопереда1fiI учитывает передачу теrша блarодаря конвекЦJШ и из
лучению. На следующем rpафике с доcrато'llЮЙ ТО'llЮСТЬЮ показаны коэффициенты
теrшопереда1fiI изошrpоваmюй и неизошrpоваmюй трубы в безнапорных условиях при
температуре окружающей среды 68°F.
Thermal
transfer
coefficient
(overall) as а
function of the
temperature of
the tubing wall
surface (t).
о' (Btu/[hr . ft 20 F»
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
68
100
140
180
212 t (О F)
102
9. Теrшовые потери через однородные слои (стенки), исходя из поверхности 1 KBaд
ратный фут.
т (О К) а2
/
ф т,
Т 2
t
Тз
1 L1T == Т T5
Т4
f
Т5
Ш? : Х :i
./ /'
... ..-
02
Q==
..
О,
А.дТ
l/а 1 + 81/(12 . А,) + 82/(12 . А2) + l/а2
==К.А.дТ
(БТЕ/ч) А == 1 фут2
9.1 k коэффициент TerтoBoro пршшкновеIПIЯ. Ero обратная веJПIЧШIa 1/k сопротив
леIШе теrшово:му пршшкновению.
1/k == l/а1 + 81/(12 . А,) + 82/(12. А2) + l/а2 (ч. фут2. °F/Btu)
9.2 Коэффициент теrшопереда1fiI учитывает передачу Terтa блarодаря конвекЦШI и из
лучению. На следующем rpафике с достато'llЮЙ ТО'llЮСТЬЮ показана сумма коэф
фициентов на rnадкой поверхности без пршry-дительноrо движеIПIЯ воздуха и при
температуре о:кружающеrо среды 68°F.
Thermal
transfer
coefficient
of buildings
with surface
heating as а
function of the
surface
temperature t.
а (Btu/[hr - ft 20 F])
2.0
1.4
1.6
1.2
68
80
90
100
t (О F)
103
10. Отношение между размерами трубы, внутренним давлением и давлением на стенку
трубы (касательное напряжение на окружности, кольцевое напряжение а). В COOT
ветствии с международным доrовором действительным является следующее ypaB
нение:
1 0.1 Р == 2 . а . s/ (d s)
или транспонированное
(пси)
1 О . 2 а == р . (d o s )/2 s == Р . r J s
или транспонированное
(пси)
10.3 s == Р . dol(2 . а + р)
или транспонированное от 10.2
(дюйм)
10.4 2 а/р == dols 1 == R 1
( безразмерная величина)
Для отношения между внешним диаметром и толщиной стенки мы ввели значение R ==
dols. В анrлоязычных странах и особенно в Соединенных Штатах принято SDR или
Standard Dimension Ratio (Соотношение стандартных размеров).
10.5 Друrое отношение между диаметром и толщиной стенок представлено в уравнении
р == d 1 /s. Ero тоже иноrда называют SDR, но это неправильно. Если мы добавим ypaBHe
ние 10.2, результатом будет следующее уравнение:
2 а/р == d/s + 1 == Р + 1
(безразмерная величина)
11. Ниже приведены различные способы выражения объема прохождения материала
трубы. Они выведены из формулы 2 без учета длины.
11.1
11.2
11.3
11.4
11.5
v == 1/77.01 . л: . d 2 i . v
V == 1/576 . л: . d 2 i . v
2
V == 6.25 . л: . d i . V
V == .7791 . л: . d 2 i . V
V == 46.75 . л: . d 2 i . V
(rаллоны/с)
(фут/с)
(фут/ч)
(rаллоны/мин)
(rаллоны/час)
в предыдущих формулах в качестве альтернативноrо значения можно ввести di == d o 2.
12. Тепловые потери для воды как функции пропускноrо объема и разниц температур.
12.1 Ql == 8.324 V . t1 Т (БТЕ/ч)
rде V выражено в rаллонах/час, а t1 Т равно падению температуры по прямой.
12.2 Ql == 1222 . d i 2 . V . t1T (БТЕ/ч)
104
Коэффициенты преобразования
Метрические инеметрические (аlffлийские и американские) эквиваленты
ме м
1 25,4 . 10 3
0,30480,914
4 1,6093 . 103
1,852 . 103
дюйм
39,370 1 12 36
63,36 . 103
72,913 . 103
миля
0,621 37. 10 3
15,783 . 1 О 6
0,18939. 10 3
0,568 18 . 10 3
1 1,150 8
я Д
1,093627,778
. 10 3 0,333
33 11,76 . 103
2,0254. 103
3,280883,333
. 10 3 1 3 5,28
. 103 6.076 1 .
103
1 микрон (11) == 10 6 метров, 1 aHrcтpeM (А) == 10 10 метров
2
ме
10,645 . 10 3
92903. 10 3
,
0,836 13 4,046
9. 103 2,590 О
. 106
2
дюим
1,550 О . 103 1
144 1,296 . 10
3 62726 . 106
4.0145. 109
ак
0,247 10 . 10 3
0,15942. 10 6
22 957. 1 О 6
0,206 61 . 10 3
1640
мо ская миля
0,539 96 . 10 3
13,715 . 10 6
0,164 58 . 10 3
0,493 74. 10 3
0,86898 1
2
миля
0,386 10. 10 6
0,249 10. 10 9
35 870 . 1 О 9
0,32283 . 10 6
1 562 5 . 10 3
,
1
3. Объем (У)
3 3 Фут 3 3 imp. gallon американский
метр дюим ярд
rаллон
116,387. 10 6 61,024. 103 1 35,315 0,578 1,308 О 21,434 219,97 3,6046 264,174,329 О
28317.10 3 1,728 . 103 70 . 10 3 1 27 . 10 6 37037 . . 10 3 6228 8 . 10 37 4805
, , , ,
0,764 56 4,546 46,656 . 103 0,160 54 0,133 10 3 1 5,946 1 168,18 1 0,832 201,97 1,201 О
1.10 33785 277,42231 68 . 10 3 4 951 . 68 1
, ,
4. 10 6 10 3
1 0,764 6,944 4
. 10 3 1 9
43,56 . 103
27,878 . 106
4. Масса (т), вес
Kr фунт слаr унция брит. цeHT брит. тонна амер. амер. ТOH
нер центнер на KOpOT
короткий :кая тонна
центнер
1 0,453 59 2,204 6 1 68,522 . 1 О 35,274 16 19,684 . 10 0,98421 . 10 З 22,046 . 10 з 1,1023. 10 з
14,594 28,350 32,17462,5 31,081 . 10 3 514,79 1 8,928 6 . 10 з 0,446 43 . 1 О 3 10. 10 ЗО,321 0,5 . 10 З
. 1 О 3 50,802 .10 3112 1 1,9426 . 10 1,792 . 103 0,287270,558 14,363 . 10 з 740,625. 10 З 16,087 . 10 з
1,016 1. 10 3 2,24 . 1 О 3 3 3,481 1 35,84 . 103 04 . 10 з 1 20 27,902 . 10 6 50 . 1,1222,4 1 20 31,25. 10 656
45,359907,19 1 00 2 . 1 О 3 69,621 3,108 1,6.10332 0,892 86 17,857 10 З 1 44,643. 10 . 10 З 1,1250.
1 62,162 . 103 з 0,892 86 1 о з 1
z,
1 слаr 1 Фунту силе. с/фут
Меры, используемые в США
US cwt: короткий центнер; brit:ish cwt: ДШlliный центнер
US ton: короткая тшша; brit:ish ton: дшпшая тшша
М/С
1 0,277 780,30480,447
040,51444
км/ч
3,6 11,0973 1,6093
1,852
миля/ч Узлы злы/ч
2,23690,621370,681 82 1,94380,539960,59248
1 1,1508 0,86898 1
105
7. Сила F, Сила тяжести G
Ньютон Н дина
1 10. 10 o 9,80664,448 0,1 . 10 о 1 0,98066' 10 о
2 0,44482' 106
нт сила
0,22481 2,2481 . 10 O
2,20461
8. КОJПfЧество движеlПlЯ
Nm
1 9,80660,11299 1,355 8
9.
0,101 97. 10 O
10,197' 10 3 10. 10
3 113 595. 10 6
10,332' 10 3 0,703
07 . 1 О 6
Физические aT
мое е ы
9,8692' 10 o
0,986920,96784
96,7841,3158'
10 31 68046. 10
3 '
фунт сила/дюйм2
Паскаль Па
бар
1 100. 10 98,066'
1039,8066'106
133,32101,32' 103
6,8948' 103
10. 10 o 1 0,980
6698,066 1,333
2'10 31,0132
68,948' 10 6
0,14504. 10
14,50414,223
1,4223 . 103
19,337' 10 3
14,6961
1 мВт== 9,81 . 10 Па
10. Энерrия (Е), Работа (W)
Джоуль Дж КИЛОВа1т часы километры В Килокалории Лошадиные си фут' фуит Брит. теrшовая
кВТ.ч милю ккал лы/часы л.с./ч сила единица БТЕ
13,6'1069,8066 0,277 78. 10 61 0,101 970,367 10 0,23885 . 10 3 0,377 67. 10 6 0,737 56 2,655 0,94782'10 3
4,1868. 1032,647 2,724 1 . 10 6 . 1 06 1 426,94 0,27 859,85 2,342 3 . 1,35963,703 7. 2'1067,2330 3,4121 . 103
8. 1061,3558 1,163' 10 30,735 . 1060,13826 1 О 3 1 632,42 10 61,581 2. 10 3 3,088 О . 103 9,2949' 10 3
1,0551'103 500,37662' 10 6 1 07,59 0,323 83 . 10 3 1 0,51206'10 6 1,952' 1061 3,968 3 2,509 6 .
0,293 07 . 10 3 0,25200 0,39847' 10 3 778,1 7 1031,2851' 10 3
1
1 эрr== 0,110 O Дж
11. Мощность (Р)
Вап Вт кило фунт/с ккал/с ккал/ч Лошадиная сила Лошадиная сила фут' фуит БТЕ/ч
(метрическая) л.с. еила/с
1 9,80664,186 0,101 971 0,238 85 . 1 О 0,859 85 1,3596. 10 1,341 О . 10 0,737 56 3,412 1
8.1031,163 426,94 0,118 2,342 3 . 10 3 1 8,43223,6 13,333 . 10 3 13,151 . 10 3 7,233 О 3,088 33,462 14,286
735,50745,70 597576,040 0,27778. 10 3 . 1031 5,692 5 1,581 2 . 5,614 6 1,559 6 . О . 1 03 0,857 . 1 О 33,968 3
1,355 8 0,293 07 0,13826 0,175670,178 632,42 10 3 1 1,013 9 10 3 0,98632 1 79542,48550 2,5096. 103
29,885 . 1 О 3 11 0,32383 . 10 641,19 1,8434. 10 3 1,8182. 10 3 1 0,216 16 2,544 4 . 103
3 69,999 . 1 О 6 1 ,165 8 0,39847. 10 3 0,393 02 . 1 О 3 4,626 2 1
0,252 00
12. Темпе
а, те МОд;lПlамическая Т
Шкала Кельвина Шкала Цельсия
т К t c ос
О К 255,372 К 273,150C
273,15 К 273,16 17,778 0 С оос
К 373,15 К 0,01 ос 100 0 С
ные шкалы
Шкала Фаренrейта Физическое co
ор стояние
459,670P оор 32 0 р Абсолютный
32,018 0 р 212 0 р нуль Те:мперату
ра таяния льда
Тройная точка Т tr
воды Те:мперату
ра юmеюrя воды
Корреляцишшая
те:мпература
Корреляцишшая
те:мпературная
разтща
t c == 5/9 (t F 32)
1 К 0,4555 56 К
1 ос 0,4555 56 0 С
1,8°R I°R
1 ,8 0 р 1 0 р
106
Физические и технические характеристики
некоторых специфических материалов
Предел ПрО'll-lос'IИ на разрьm и модуль упруrости труб Wirsbo РЕХ
Характеристики предела прочности на разрыв и модуля упруrости предоставлены Tex
ническим университетом Сто кrольма, Institute for Light Construction. Испытания OCHO
вывались, rлавным образом, на нормах DIN 53455 и DIN 53457. Образцами для испыта
ний служили патрубки.
1. Предел ПрО'll-lос'IИ на разрьm при наибольшей силе О'в (N/мм 2 )
t (ОС) f: (%!мин )
1 1 О 100
23
13,7 16,820,2
60
10,4 11,5 14,7
80
8,49,2 10,0
100
6,67,2 8,0
2
2. Модуль упруrости Е (N/MM)
Модуль секущей Es N!MM 1 Модуль касательной Et N!MM 1
t (ОС) f: (%) 23 60 80 23 60 80
1251050 630470275 160 250 195 13085 150 125 95 60 15 350215 90 30 155 115 60225 105 9050 173
20
Скорость раcrяжения f: == 10%!мин
3. Модуль секущей Es (N/мм 2 )
t (ОС) 23 0 С 60 0 С 80 0 С
f: (%!мин) f: 1 10 100 1 10 100 1 10 100
(%)
12510 505380 630470 855 635 190 165 250 195 320 250 130 11080 150 125 95 185 155
225 130 275 160 370195 11070 130 85 165 100 50 60 11070
4. Модуль касательной Et (N/мм 2 )
t (ОС) 23 0 С 60 0 С 80 0 С
f: (%!мин) f: 1 10 100 1 10 100 1 10 100
(%)
12510 285 190 350215 585285 125 10050 155 115 60 24016585 90 75 40 105 9050 140 10055
8020 9030 11550 18 22 30 15 17 20
5. ПЛО'IНость И теплопровод;ность различныIx материалов
Трубопровод, фасонные патрубки р фунт/фут j БТЕ/чОF
Металлы
Сталь ,48 48,5
Медь ,556 170,
Медь 210,
Нержавеющая сталь ,556 9,2
Латунь ,531 69,
Бронза ,543 35,
"Esmatur" (латунь без удаления цинка) ,512 58,
XLPE (РЕХ) ,059 ,022
строительныIe материалыI
Жесткий бетон ,14 0,81
107
Леrкий бетон, сухой ,031 0,069
Древесноволокнистая плитка * ,038 0,075
Минеральная/стекловата ,0012 0,029
,0025
Полиуретан, вспененный* ,0025 0,021
Полистирол, вспененный* ,0012 0,023
ПопереЧНО СШИ'IЫЙ полиэтилен (РЕХ), вспененный* ,0019 0,023
Линолеум ,069 О, 11 О
Поливинилхлоридное покрытие, литое * * ,087 0,046
Дрyrое
Лед ,057 1,39
Вода ,062 0,35
Воздух ,0008 0,014
* Меняется в зависимости от rmотности
* * В случае с пластиковыми покрытиями необходимо обращаться к спецификациям
производителя.
6. Характеристики пластика в сравнеlППl со сталью
Материал Коэффициент ли Плотность Теrmопроводность
нейноrо TermoBoro фунт/фут 3 БТЕ/чОF
расширения
LDPE HDPE XLPE 83 72 78 56 72 44 6 .057 .060 .059 .056 0,18 0,240,22 0,081
(РЕХ) PP C РВ ПВХ ,057 ,087 ,487 0,13 0,10433,5
Сталь
108
7. Смесь возд:ушноrО/ВОДЯllоrо пара
Температура, давление насыщения и количество воды для каждой пространственной
единицы насыщенноrо воздуха.
ос Давление Hacы r/M J ос Давление Hacы r/M J ос Давление Hacы r/M J
щенноrо пара щенноrо пара щенноrо пара
мм мб ар мм мбар мм мбар
Ртуть Ртуть Ртуть
зо 25 0,280 0,373 0,333 1819 15,48 20,63 15,41 8688 450,9 601,0 366,7 394,3
20 15 0,47 0,626 0,550 2021 16,48 21,97 16,36 9091 487,1 649,2 423,5
12 11 0,77 1,03 0,88 22 23 17,54 23,38 17,34 92 93 525,8 700,8 Давление
10 9 1,24 1,65 1,38 2425 18,65 24,86 18,38 9495 546,1 727,9 пара kp/CM 2
8 7 6 1,63 2,17 1,80 2627 19,83 26,43 19,47 9697 567,0 755,8 1,460 1,561
5 4 3 1,78 2,37 1,96 2829 21,07 28,08 20,62 9899 588,6 784,5 1,668 1,780
2 1 1,95 2,60 2,14 3032 22,38 29,83 21,82 100 101 610,9 814,3 1,8992,024
::1:0+1 2,13 2,84 2,33 34 36 23,76 31,67 23,09 101 633,9 844,9 2,754 3,68
+2+3 2,32 3,09 2,54 3840 25,21 33,60 24,42 104 106 657,6 876,5 4,85 6,30
+4+5 2,53 3,37 2,76 4550 26,74 35,64 25,81 108 11 О 682,1 909,2 10,22 15,85
+6+7 2,76 3,68 2,99 5560 28,35 37,79 27,28 112 707,3 942,8 40,53 87,6
+8 +9 3,01 4,01 3,24 6264 30,04 40,04 28,81 114 116 733,2 977,3 224,9
+10 3,28 4,37 3,51 66 68 31,83 42,43 30,37 118 120 760 1013,0
+11 3,57 4,76 3,81 7072 35,7 47,5 33,8 130 787,6 1049,8
+12 3,88 5,17 4,13 7476 39,9 53,2 37,6 140 150 815,9 1087,5
+13 4,22 5,62 4,47 7880 44,6 59,4 41,8 160 180 875,1 1166
+14 4,58 6,10 4,84 8284 49,7 66,2 46,1 200 937,9 1250
+15 4,93 6,57 5,18 55,3 73,7 51,2 250 300 1004,4 1339
+16 5,29 7,05 5,55 71,9 95,8 65,4 374 1074,6 1432,3
+17 5,69 7,58 5,94 92,5 123,3 83,0 1148,7 1531,1
6,10 8,13 6,35 118,0 157,3 104,1 1227,3 1635,9
6,54 8,72 6,76 149,4 199,1 130,1 1309,9 1746,0
7,01 9,34 7,35 163,8 218,3 141,8 1397,2 1862,3
7,51 10,01 7,72 179,3 239,0 153,5 1489,1 1984,8
8,05 10,73 8,26 196,1 261,4 168,0 2026 2700
8,61 11,48 8,80 214,2 285,5 182,5 2710 3612
9,21 12,28 9,39 233,7 311,5 198,0 3570 4758
9,84 13,12 10,00 254,6 339,4 214,6 4636 6179
10,52 14,02 10,66 277,2 369,5 232,4 7520 10023
11,23 14,97 11,30 301,4 401,8 251 ,4 11659 15540
11,99 15,98 12,03 327,3 436,3 271 ,7 29818 39744
12,79 17,05 12,79 355,1 473,3 293,3 64433 85882
13,63 18,1 7 13,60 384,9 513,0 316,2 165467 220551
14,53 19,37 14,52 416,8 555,5 340,7
Метод поrлощеlПlЯ
Значение относительной влажности <р можно получить из отношения количества воды
по массе в определенном количестве воздуха и количества воды по массе в том же KO
3
личестве воздуха в точке насыщения. Смотрите таблицу выше (в столбце (r/M )). Необ
ходимо учитывать изменения давления и температуры смеси в измерительном приборе.
Психрометр
Значение парциальноrо давления PD водяноrо пара выводится из полуэмпирической
формулы (Sprиng психрометра).
PD == Pf 0.49 (t tr) (мм Ртуть)
PD == Pf 0.49 (t tr) (миллибары)
rде:
t температура на сухом термометре
tf температура на влажном термометре
Pf давление насыщения при tf.
Формула действительна для температурноrо интервала от 200C дО +30 0 С. Ее
точность должна соответствовать точности температурных показателей. Множитель,
стоящий перед элементами в скобках, пропорционален атмосферному давлению, KOTO
рое здесь имеет значение 760 мм Рт == 1013 миллибар. В том случае, если текущее значе
ние отличается, этот множитель можно корректировать для отображения атмосферноrо
давления.
Тоrда формулой для относительной влажности будет: <р == PD/P', rде р' == давление
насыщения при текущей температуре.
109
Таблицыпреобразования
Метрические инеметрические (аlff ли:йские и американские) ед;инllцыI
1_ Длина п еоб в миллимет ы
ДЮЙМ :мм ДЮЙМ :мм :мм ДЮЙМ :мм
1/32 0.794 5/32 3.969 7.144 13/32 10.319
1/16 1.588 3/16 4.762 7.938 7/16 11.112
3/32 2.381 7/32 5.556 8.731 15/32 11.906
1/8 3.175 1/4 6.350 9.525 1/2 12.700
ДЮЙМ :мм ДЮЙМ :мм ДЮЙМ :мм ДЮЙМ :мм
17/32 13.494 21/32 16.669 25/32 19.844 29/32 23.019
9/16 14.288 11/16 17.462 13/16 20.638 15/16 23.812
19/32 15.081 23/32 18.256 27/32 21.431 31/32 24.606
5/8 15.875 3/4 19.050 7/8 22.225 1 25.400
2_ Длина преобразование дюймов (десятичных дробей) в миллиметры и обратно
ДЮЙМ ММ ДЮЙМ ММ ДЮЙМ ММ ДЮЙМ мм
0-03937 1 25-4 0-62992 16 406-4 1-22047 31 787-4 2-20472 56 1422-4
0-07874 2 50-8 0-66929 17 431-8 1-25984 32 812-8 2-28346 58 1473-2
0-11811 3 76-2 0-70866 18 457-2 1-29921 33 838-2 2-36220 60 1524-0
0-15748 4 101-6 0-74803 19 482-6 1-33858 34 863-6 2-55905 65 1651-0
0-19685 5 127-0 0-78407 20 508-0 1-37795 35 889-0 2-75590 70 1778-0
0-23622 6 152-4 о- 82677 21 533-4 1-41732 36 914-4 2-95275 75 1905-0
0-27559 7 177 - 8 0-86614 22 558-8 1-49606 38 965-2 3-14960 80 2032-0
0-31496 8 203-2 0-90551 23 584-2 1-57480 40 1016-0 3-34645 85 2159-0
0-35433 9 228-6 0-94488 24 609-6 1-65354 42 1066- 8 3-54330 90 2286-0
0-39370 10 254-0 0-98425 25 635-2 1-73228 44 1117-6 3-74015 95 2413-0
0-43307 11 279-4 1-02362 26 660-4 1 - 82202 46 1168-4 3-93700 100 2540-0
0-47244 12 304-8 1-06299 27 685-8 1-88976 48 1219-2
0-51181 13 330-2 1-10236 28 711-2 1-96850 50 1270-0
0-55118 14 355-6 1 -141 73 29 736-6 2-04724 52 1320-8
0-59055 15 381-0 1-18110 30 762-0 2-12598 54 1371-6
Пример: 20 д;юймов равны 508 МИJШиметрам, а 20 МИШIиметров равны 0.78407 дюймов.
110
З. Длина преобразование футов в метры и обратно
фут м фут м фут м
3.2808 1 0.3048 78.740 24 7.3152 177. 17 54 16.459
6.5617 2 0.6096 82.021 25 7.6200 183.73 56 17.069
9.8425 3 0.9144 85.302 26 7.9248 190.29 58 17.678
13. 123 4 1.2192 88.583 27 8.2296 196.85 60 18.288
16.404 5 1.5240 91.86 28 8.5344 203.41 62 18.898
19.685 6 1.8288 95.14 29 8.8392 216.97 64 19.507
22.966 7 2.1336 98.42 30 9.1440 216.54 66 20.117
26.247 8 2.4384 101.71 31 9.4488 223.1 О 68 20.726
29.528 9 2.7432 104.99 32 9.7536 229.66 70 21.336
32.808 10 3.0480 108 .27 33 10.058 236.22 72 21.946
36.089 11 3.3528 111.55 34 10.363 242.78 74 22.555
39.370 12 3.6576 114.83 35 10.668 249.34 76 23.165
42.651 13 3.9624 118.11 36 1 0.973 255.91 78 23.774
45.932 14 4.2672 121.39 37 11.27 262.47 80 24.384
49.213 15 4.5720 124.67 38 11.582 269.03 82 24.994
52.493 16 4.8768 127.95 39 11.887 275.59 84 25.603
55.774 17 5.18163 131.23 40 12.192 282.15 86 26.213
59.055 18 5.48644 137.80 42 12.802 288.71 88 26.822
62.336 19 5.79125 144.36 44 13.411 295.28 90 27.432
65.617 20 6.0960 150.92 46 14.021 301.84 92 28.042
68.898 21 6.4008 157.48 48 14.630 308.40 94 28.651
72.178 22 6.7056 164.04 50 15.240 314.96 96 29.261
75.459 23 7. О 104 170.60 52 15.850 321.52 98 29.870
Пример: 10 футов равны 3.0480 метров, а 10 метров равны 32.808 футов.
4. Поверхность преобразование квадратных футов в квадратные метры и обратно
фут 2 III фут 2 III фут 2 III
10'764 1 0'0929 279' 86 26 2'4155 559'72 52 4'8310
21'528 2 0'1858 290'63 27 2'5084 581 . 25 54 5'0168
32' 292 3 0'2787 301'39 28 2' 60 13 602'78 56 5'2026
43'056 4 0'3716 312'15 29 2' 6942 624'31 58 5'3884
53'820 5 0'4645 322' 92 30 2'7871 645'83 60 5'5742
111
64'583 6 0'5574 333'68 31 2'8800 667'36 62 5'7600
75'347 7 0'6503 344'45 32 2' 9729 688'89 64 5' 9458
86'111 8 0'7432 355'21 33 3'0658 710'42 66 6'1316
96'875 9 0'8361 365'97 34 3'1587 731'95 68 6'3174
107' 64 10 0'9290 376'74 35 3' 2516 753'47 70 6'5032
118' 40 11 1 . 0219 387'50 36 3'3445 775' 00 72 6'6890
129'17 12 1'1148 398'27 37 3'4374 796' 53 74 6'8748
139'93 13 1'2077 409'03 38 3'5303 818' 06 76 7' 0606
150'70 14 1'3006 419'79 39 3'6232 839'58 78 7'2464
161 . 46 15 1'3936 430'56 40 3'7161 861'11 80 7' 4322
172' 22 16 1'4865 441 . 32 41 3'8090 882'64 82 7'6180
182'99 17 1 . 5794 452'08 42 3' 90 19 904'17 84 7'8039
193' 75 18 1'6723 462'85 43 3'9948 925'70 86 7'9897
204' 51 19 1'7652 473' 61 44 4'0877 947' 22 88 8'1755
215'28 20 1'8581 484'38 45 4'1806 968'74 90 8'3613
226'04 21 1'9510 495'14 46 4'2735 990'28 92 8'5471
236'81 22 2'0439 505'90 47 4'3664 1011'8 94 8' 7329
247'57 23 2'1368 516'67 48 4'4594 1033'3 96 8'9187
258'33 24 2' 2297 527'43 49 4'5523 1054'9 98 9'1045
112
269-1 О 25 2 - 3226 538-20 50 4-6452 1076-4 100 9-2903
Пример: 10 квадратных метров равны 107.64 квадратных футов, аl0 квадратных футов 0.9290
квадратных метров.
5_ Объем преобразование кубических футов в кубические метры и обратно
фут З II2 фут З II2 фут З rJ
35-315 1 0-0283 918-18 26 0-7362 1836-4 52 1-4725
70-629 2 0-0566 953-50 27 0-7646 1907-0 54 1-5291
105-94 3 0-0850 988-81 28 0-7929 1977-6 56 1-5857
141-26 4 0-1133 1024-1 29 0-8212 2048-3 58 1-6424
176-57 5 0-1416 1059-4 30 0-8495 2118-9 60 1-6990
211-89 6 0-1699 1094 - 8 31 0-8778 2189-5 62 1-7557
247-20 7 0-1982 1130-1 32 0-9061 2260-1 64 1 - 8123
282-52 8 0-2265 1165-4 33 0-9345 2330-8 66 1-8689
317-83 9 0-2549 1200-7 34 0-9628 2401-4 68 1 -9256
353-15 10 0-2832 1236-0 35 0-9911 2472-0 70 1 -9822
388-46 11 0-3115 1271-3 36 1-0194 2542-7 72 2-0388
423-78 12 0-3398 1306-6 37 1-0477 2613 - 3 74 2-0955
459-09 13 0-3681 1342-0 38 1 -0760 2683-9 76 2-1521
494-41 14 0-3964 1377 - 3 39 1 -1043 2754-5 78 2-2087
113
529-72 15 0-4248 1412-6 40 1-1327 2825-2 80 2-2654
563-03 16 0-4531 1447-9 41 1-1610 2895-8 82 2-3220
600-35 17 0-4814 1483-2 42 1 -1893 2966-4 84 2-3786
635-66 18 0-5097 1518-5 43 1 -2176 3037-1 86 2-4353
670-98 19 0-5380 1553-8 44 1-2459 3107 - 7 88 2-4919
706-29 20 0-5663 1589-2 45 1-2743 3178-3 90 2-5485
741-61 21 0-5947 1624-5 46 1-3026 3249-0 92 2-6052
776-92 22 0-6230 1659-8 47 1-3309 3319-6 94 2-6618
812-24 23 0-6513 1695-1 48 1-3592 3390-2 96 2-7184
847-55 24 0-6796 1 730-4 49 1-3875 3460-8 98 2 - 7751
882-87 25 0-7079 1765-7 50 1-4158 3531-5 100 2-8317
Пример: 10 кубических метров равны 353.15 кубических футов, а 10 кубических футов равныI 0.2832 KY
бических метров.
6_ Объем преобразование американских rаллонов в литры и обратно
rаллоны л raллоны л raллоны л rаллоны л
0-246 1 3-785 2 - 906 11 41 -639 5-812 22 83-279 11-888 45 170-343
о- 528 2 7-571 2 - 642 12 37-854 6-340 24 90-850 13-209 50 189-270
0-793 3 113568 3-434 13 49-21 О 6- 868 26 98-420 14-530 55 208-197
1-057 4 15-142 3-698 14 52-996 7-397 28 105-991 15-850 60 227-124
1-321 5 18-927 3-963 15 56-781 7 - 925 30 113-562 17-171 65 246-051
1-585 6 22 - 712 4-227 16 60-566 8-454 32 121-133 18-492 70 264-978
114
1 . 849 7 26'498 4'491 17 64'352 8'982 34 128'704 19' 813 75 283'905
2'113 8 30'283 4'755 18 68'137 9'510 36 136'274 21 '134 80 302'832
2'378 9 34'069 5'019 19 71'923 10'039 38 143'845 22' 455 85 321'759
2' 642 10 37'854 5'283 20 75'708 10' 567 40 151'416 23'776 90 340'686
Пример: 5 литров равны 1.321 американских rашюнов, а 5 американских rаююнов равны 18.927
литров.
7. Масса, вес преобразование фунтов в килоrраммы и обратно
фунт Kr фунт Kr фунт Kr
2.2046 1 0.4536 35.274 16 7.2575 68.343 31 14.061
4.4092 2 0.9072 37.4 79 17 7.7111 70.548 32 14.515
6.6139 3 1.3608 39.683 18 8. 1647 72.753 33 14.969
8.8185 4 1.8144 41 888 19 8.6183 74.957 34 15.4 22
11,023 5 2.2680 44.092 20 9.0718 77.162 35 15.876
13.228 6 2.7216 46.297 21 9.5254 79.366 36 16.329
15.432 7 3.1752 48.502 22 9.9790 81.571 37 16.763
17.637 8 3.6287 50.706 23 10.433 83.776 38 17.287
19.842 9 4.0823 52.911 24 10.886 85.980 39 17.690
22.046 10 4.5359 55.116 25 11.340 88.185 40 18. 144
24.251 11 " 4.9895 57.320 26 11.793 92.594 42 19.051
26.456 12 5.4431 59.525 27 12.247 97.003 44 19.958
28.660 13 5.8967 61.729 28 12.701 101.41 46 20.865
30.865 14 6.3503 63.934 29 13.154 105.82 48 21.772
33.069 15 6.8039 66.139 30 13.608 11 0.23 50 22.680
Пример: 10 килоrpамм равны 22.046 фунтов, а 10 фунтов равны 4.5359 килоrpамм.
8. Плотнос'IЬ преобразование фунтов на кубический фут в килоrраммы на кубический
метр и обратно
фунт/фут Kr/rvr фунт/фут Kr/rvr фунт/фут Kr/rvr
0.062428 1 16.019 1.2486 20 320.37 2.9965 48 768.89
0.12486 2 32.037 1.3734 22 352.41 3.1214 50 800.93
0.18728 3 48.056 1.4983 24 384.44 3.4335 55 881.02
0.24971 4 64.074 1.6231 26 416.48 3.7457 60 961. 11
0.31214 5 80.093 1.7480 28 448.52 4.0578 65 1041.2
0.37457 6 96.111 1.8728 30 480.56 4.3699 70 1121.3
115
0.43699 7 112.13 1.9977 32 512.59 4.6821 75 1201.4
0.49942 8 128.15 2.1225 34 544.63 4.9942 80 1281.5
0.56185 9 144. 17 2.2474 36 576.67 5.3064 85 1361.6
0.62428 10 160. 19 2.3723 38 608.70 5.6185 90 1441.7
0.74913 12 192.22 2.4971 40 640.74 5.9306 95 1521.8
0.87399 14 224.26 2.6220 42 672.78 6.2428 100 1601.9
0.99884 16 256.30 2.7468 44 704.81 6.5549 105 1681.9
1. 1237 18 288.33 2.8717 46 736.85 6.8671 110 1762.0
Пример: 10 килоrpамм на кубический метр равны 0.62428 фунтов на кубический ФУТ. 10 фунтов
на кубический фут равны 160.19 килоrpамм на кубический метр.
9. Температура преобразование rpaдYCOB Фаренrейта в rpaдycbI Цельсия и обратно
°F ос °F ос °F ос
148 100. 73.3 53.6 12 ll.l 203.0 95 35.0
130 90 76.8 57.2 14 9.9 212.0 100 37.7
112 80 62.2 60.8 16 8.8 248.0 120 48.9
94 70 56.7 64.4 18 7.7 284.0 140 60.0
76.0 60 51.2 68.0 20 6.6 320.0 160 71.1
58.0 50 45.6 71.6 22 5.5 356.0 180 82.2
40.0 40 40.0 75.2 24 4.4 392.0 200 93.3
22.0 30 34.4 78.8 26 3.3 413.6 212 100.0
4.0 20 28.9 82.4 28 2.2 482.0 250 121.1
14.0 10 23.3 86.0 30 l.l 572.0 300 148.8
23.0 5 20.6 89.6 32 О 662.0 350 176.6
24.8 4 20.0 93.2 34 1.1 752.0 400 204.4
26.6 3 19.4 96.8 36 2.2 842.0 450 232.3
28.4 2 18.8 100.4 38 3.3 932.0 500 260.0
30.8 l 18.2 104, О 40 4.4 1112.0 600 315.6
32 О 17.7 113.0 45 7.2 1292.0 700 371.3
33.8 1 17.2 122.0 50 10.0 1472.0 800 426.6
35.6 2 16.6 131.0 55 12.8 1652.0 900 482.2
37.4 3 16.1 140.0 60 15.6 1832.0 1000 537.7
39.2 4 15.5 149.0 65 18.4 2192.0 1200 648.9
41,0 5 15.0 158.0 70 21.2 2552.0 1400 760.0
42.8 6 14.4 167.0 75 23.9 2912.0 1600 871,2
44.6 7. 13.8 176.0 80 26.7 3272.0 1800 982.3
46.4 8 13.3 185.0 85 29.5 3632.0 2000 1093.3
48.2 9 12.7 194.0 90 32.2 4532.0 2500 1371.1
50.0 10 12.2
Пример: 50 rpaдycoB Цельсия равны 122.0 rpaдycoB Фаренrейта. 50 rpaдycoB Фаренreйта равны
10.0 rpадусов Цельсия.
116
10. Теплопроводнос'IЬ преобразование БТЕ. дюйм/фут 2 . ч . rpaдycbI F в Вт/К' м
БТЕ 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0.09
0,10 0,0144 0,0159 0,0173 0,0187 0,0202 0,0216 0,0231 0,0245 0,0260 0,0274
0,20 0,0288 0,0302 0,0317 0,0332 0.0346 0,0361 0,0375 0,0389 0,0404 0,0418
0,30 0,0433 0,0447 0,0461 0,0476 0,0490 0,0505 0,0519 0,0534 0,0548 0,0562
0,40 0,0577 0,0591 0,0606 0,0620 0,0634 0,0650 0,0663 0,0678 0,0692 0,0707
0,50 0,0721 0,0735 0,0750 0,0764 0,0779 0,0793 0,0808 0,0822 0,0836 0,0851
0,60 0,0865 0,0880 0,0894 0,0908 0,0923 0,0937 0,0952 0,0966 0,0981 0,0995
0,70 0,101 0,102 0,104 0,105 0,107 0,108 0,11 О 0,111 0,112 0,114
0,80 0,115 0,117 0,118 0,120 0,121 0,123 0,124 0,125 0,127 0,128
0,90 0,130 0,131 0,133 0,134 0,136 0,137 0,138 0,140 0,141 0,143
1,00 0,144 0,146 0,147 0,149 0,150 0,151 0,153 0,154 0,156 0,157
1,10 0,159 0,160 0,162 0,163 0,164 0,166 0,167 0,169 0,170 0,172
1,20 0,173 0,174 0,176 0,177 0,179 0,180 0,182 0,183 0,185 0,186
1,30 0,187 0,189 0,190 0,192 0,193 0,195 0,196 0,198 0,199 0,200
1,40 0,202 0,203 0,205 0,206 0,208 0,209 0,211 0,212 0,213 0,215
1,50 0,216 0,218 0,219 0,221 0,222 0,224 0,225 0,226 0,228 0,229
1,60 0,2307 0,2321 0,2336 0,2350 0,2364 0.2379 0,2393 0,2408 0,2422 0,2436
1,70 0,2451 0,2465 0,2480 0,2494 0,2509 0,2523 0,2537 0,2552 0,2566 0,2581
1,80 0,2595 0,2610 0,2624 0,2638 0,2653 0,2667 0,2682 0,2696 0,2710 0,2752
1,90 0,2739 0,2754 0,2768 0,2783 0,2797 0,2811 0,2826 0,2840 0,2855 0,2869
2,00 0,2884 0,2898 0,2912 0,2927 0,2941 0,2956 0,2970 0,2984 0,2999 0,3013
Пример: Какое значение соответствующей единицы измерения имеет 0.23 Btu. дюйм/фуi. ч'
rpадусы Р.? Начните со столбца BТU и поместите значение 0.20. Отсюда следуйте по таблице
влево до столбца 0.03 и прочтите значение 0.0332 (Вт/К' м).
117
\
\
\
.
'\ \
.. ,
rлоссарий терминов пластиковой технолоrии
Правила пользования rлоссарием
Статьи без определеIШЙ сопро
вождаются номерами страющ, которые
дают ссьт:ку на текст, rдe дается пояс
неIШе тер:мIOШ.
Звездочка (*) указывает, что сле
дующее слово и ero пояснеIШе, вкшоче
ны в rлоссарий.
А
АМИНОПЛАСТИК
Эти термореактивныIe пластмассы представляют
собой аминосодержащие или амидосодержащие
соединения альдеrида. Наиболее известными
альдеrидами являются меламиноформальдеrид
ные полимеры (МФ) или карбамидоформальде
rидные полимеры (КФ).
Оба типа имеют почти одинаковые
свойства, однако, полимеры МФ имеют лучшие
характеристики. Пластмассы МФ и КФ MOryT
быть прозрачными и бесцветными, а также CBeT
ло желтыми и окрашенными в светлые тона. Эти
материалы светоустойчивы, имеют низкую
ударную вязкость, устойчивы к воздействию
большинства орrанических растворителей и
имеют хорошие электрические свойства (сопро
тивляемость поверхностной утечке). Пластмассы
МФ обнаруживают лучшие свойства, чем пласт
массы КФ под воздействием тепла (пластмасса
КФ используется при 176°F., 80°С, а пластмасса
МФ при 248°F., 120°С), атмосферы, химикатов
и влаrи.
Область применения: в штукатурках и
связующих веществах, в производстве покров
ных материалов, для опрессованных и IIПампо
ванныIx деталей, продуктов электрической изо
ляции и столовой утвари.
АМОРФНОЕ СОСТОЯНИЕ
"Бесформенное", а также стеклообразное co
стояние. Сравнимое с жидким состоянием с
очень высоким внутренним трением. В противо
положность кристаллическому состоянию MaTe
риала, здесь атомы и молекулы расположены
неравномерно. Аморфные материалы не плавяr
ся при специфической температуре, однако,
смяrчаются на всем интервале температур. В тех
точках, rде материал бьш разрушен, поверхность
часто имеет раковинообразныIй вид.
АНТИОКИСЛИТЕЛИ
Вещества, которые добавляются в rpуппы поли
MepHoro формовочноrо материала для предот
вращения окисления. Их эффективность OCHOBa
на на то:м, что они быстрее вступают в реакцию
с кислородом, чем полимер (для предотвраще
ния старения).
полезныIe антиокислители представляют
собой ароматические аминосоединения. Под
воздействием света они обесцвечиваются. С
друrой стороныI, фенолы не обесцвечиваются, но
и не имеют TaKoro эффекта как антиокислители.
Антиокислители используются в резине
и полиолефинах.
АРОМАТ С ОЕДИНЕНИЯ
ABS
Аббревиатура акрилонитрила, бутадиена и сти
рола.
ASTM
Американское общество специалистов по испы
таниям и материалам. Публикует стандарты
терминолоrии, маркировки, испытаний и произ
водства.
AZO МЕТОД
Б
БАКЕЛИТ@
Т орrовая марка различных термоактивных пла
стмасс. Изначально это бьш феноло полимерный
литьевой пластик, разработанный r. Бекелендом
в начале прошлоrо столетия. Патент на этот
продукт стал основой для производства полно
стью синтетических материалов, которые доми
нировали на рынке вплоть до середины проIIШО
ro века.
в
ВОДОРОДДЬIЙ ПОКАЗАТЕЛЬ
ВУЛКАНИЗАЦИЯ
Процесс сшивания полимера, коrда каучук Me
няет пластическое состояние на упруrое и жест
кое. Одним из самых первых реактивов, исполь
зовавшихся для вулканизации, бьша сера.
ВЯЗКОЕ
РАЗРУШЕНИЕ
(IlЛAСТИЧЕСКОЕ)
VMPA
Ассоциация орraнизаций по испьпанию мaTe
риалов (Verband der J\l[aterialpruefunsaem ter).
VPE
Аббревиатура поперечно сшитоrо *полиэтилена,
приняrая нормами DIN (*XLPE, *РЕХ, ХРЕ).
r
rЕЛЬ
Поперечно сшитый полимер, который сильно
раздувается в растворителе. Основной xapaKTe
ристикой rеля является распространение моле
кулы сетчатой структуры по всей емкости peaK
тивноrо сосуда, при этом поперечно сшитый
продукт продолжает раздуваться из за раствори
теля.
rомоrЕНИl.ffiОСТЬ
120
rОМОПОЛИМЕРЫ
Полимеры, образованные только от одноrо MO
номера. Антоним: *Сополимеры. rомополиме
рами являются мноrие термопластические MaTe
риалы (РВ, РЕ, PS).
rРАНУЛЫ
Шарики одинаковоrо размера и формы. Это об
щеприняrая форма, в которой представлена син
тетическая пластмасса.
rУДЪЕАР, ЧАРЛЬЗ
HDPE
Аббревиатура полиэтилена высокой плотности
( твердоrо полиэтилена). *Полиэтилен.
д
ДЕЗАКТИВАТОРЫМЕТАЛЛОВ
ДЕТЕРrЕНТЫ
Синтетические *поверхностно активные веще
ства с моющим и очищающим эффектом.
ДИФФУЗИЯ
Процесс проникновения, основанный на способ
ности молекул raза и жидкости распространяrь
ся по всей области твердых материалов. Процесс
прохождения веществ сквозь твердую пластмас
су, называется проникновением. Он проходиr в
три этапа: впиrывание (ассимиляция), диффузия
и десорбция (элиминация).
ДИСТИЛЛЯЦИЯ
НЕФТИ)
(НЕОЧИIЦЕННОЙ
ДОБАВКИ
Относяrся к большой rpуппе материалов и сис
тем материалов, которые оказывают воздействие
на технолоrические и практические свойства
полимеров. Не леrко разделиrь присадки на раз
личные rpуппы, тем не менее, ниже приводяrся
некоторые из них:
Внутренние и внешние смазочные MaTe
риалы (уменьшение вязкоrо, смазочноrо эффек
та). Антиадrезивы и разделиrельные средства
(предотвращают слипание пластиковых MaTe
риалов ).
*Инициаторы/активаторы, *инrибиrоры
(полимеризирующие аrенты, которые начинают
реакцию, ускоряют, замедляют или прекращают
её).
*Стабилизаторы, *антиоксиданты (пре
дотвращают разрушение в результате воздейст
вия тепла, кислорода или ультрафиолетовых
лучей).
Антистатики (уменьшают электрическое
сопротивление пластика, иными словами, пре
дотвращение образованию электрическоrо заря
да). Противопожарные аrенты.
*Наполниrели
*у мяrчители, пластификаторы (делаю
материалы более прочными на удар).
Топливо (используется для создания
rазов при производстве ryбчатых продуктов).
Красящие вещества (пиrменты).
DIN
Аббревиатура Немецкоrо института стандартов
(Deutsches Institut fur Normung). Акроним: DIN.
Институт с помощью своих комиrетов и персо
нала занимается пере смотром книr стандартов,
приняrых в rермании (известных как стандарты
DIN).
DVGW
Немецкая ассоциация специалистов в области
rаза и воды (Deutsches Verein fur Gas und
Waserfachl eute).
Е
Е МОДУЛЬ
*Модуль упруrости.
и
ИЗБЬПОl.ffiAЯ ТЕМПЕРАТУРА
ИЗОТАКТИЧЕСКИЕ ПОЛИМЕРЫ
* Симметричность молекулярной структуры
ИIПИБИТОРЫ
*Добавки, которые замедляют химическую pe
акцию или останавливают её. Например, они
пред отвращают преждевременное затвердева
ние. Также они увеличивают срок хранения и
прочность полуфабрикатов.
ИНДЕКС ПЛАВЛЕНИЯ (r/l0 МИН)
Мера текучести и обрабатываемости пластика.
Эта мера представлена в rpаммах материала,
который можно выдавиrь за десяrь минут при
нормальных условиях (температура, давление,
форма патрубка). Индекс зависиr от молекуляр
ной массы полимера. В случае с полиолефинами
это особенно важно.
инициАторыI
Также: активаторы, реактивы, катализаторы.
*Добавки, которые начинают или ускоряют хи
мическую реакцию. В большинстве случаев они
входяr в состав rOToBoro продукта.
ИСПЬПAIПIЕ НА ИЗrИБ
Испьпание материалов для определения предела
прочности на разрыв и деформационных xapaK
теристик под воздействием напряжения в трех
точках. Во время испьпания образец, который
был расположен на двух опорах, сrибался в цeH
тре с постоянным коэффициентом скорости.
Это испьпание, кроме Bcero прочеrо,
121
определяет прочность на изrиб SbB (напряжение
при изrибе при наибольшей силе), а также воло
конную эластичность кромки SbB при наиболь
шей силе или SbRBO время разрыва.
ИСПЬПAIПIЕ НА РАЗРЫВ
Это испьпание материалов, которое использует
ся для определения механических свойств под
заданным давлением. Испьпание пластмасс про
водиrся в соответствии с ASTM 0638. Результа
ты измерений пред ставлены на rpафике напря
жения при астяжении. Здесь напряжение с
(фунты/дюйм) или с (N/мм 2 ) наносиrся по OT
ношению к соответствующему растяжению S в
% (также известное как натяжение).
Кривая предоставляет информацию о
таких характеристиках испьпываемоrо материа
ла:
Напряжение пластическоrо течения cs:
Под таким напряжением материал переходиr со
стадии упруrости в пластическую стадию. (CTa
дия абсолютной упруrости указана сплошной
линией, стадия вязкоупруrости пунктиром.)
Соответствующее растяжение обозначено ss.
Предел прочности при растяжении св
это напряжение в момент приложения наиболь
шей силы. Оно всеrда находиrся в наивысшей
точки кривой. SB это растяжение в момент
приложения наибольшей силы.
Звездочка (*) на кривой указывает точку
разрыва материала. Это дает возможность опре
делиrь значение прочности на разрыв материала
CR и ero растяжение в точке разрыва SR.
Повышение линейной части кривой
(стадия упруrости) соответствует *модулю уп
руrости: tan а == c/s == Е.
На rpафике представлены кривые Ha
пряжения при растяжении для четырех различ
ных материалов. А это жесткий и ломкий Ma
териал, такой как укрепленныIй термореактив
ный пластик. В это жесткий и эластичный Ma
териал, такой как полиацеталь. С это мяrкий и
пластичныIй материал, такой как LOPE (поли
этилен низкой плотности). О это :мяrкий и
чрезвычайно пластичный материал, такой как
мяrкий каучук
ИСПЬПAIПIЕ
РАЗМЕРОВ
ПРИ
ИЗМЕНЕНИИ
ИСПЬПAIПIЕ НА УДАРНУЮ ВЯЗКОСТЬ
Это испытание материала, которое показывает
стойкость к разрушению или изменению формы
от силы удара. Ударная стойкость измеряется
как энерrия, необходимая для разрушения об
разца определенноrо размера. (единица == ft lb/in 2
или кДж/rvr).
к
КАЗЕИНОВАЯ ПЛАСТМАССА
КАТАЛИЗАТОР
Материал, который, даже в небольших количе
ствах, вызывает реакцию или ускоряет её и при
этом фактически не участвует в этой реакции.
КАУЧУК
натуральныIй каучук, синтетический каучук
Мноrомолекулярный материал, который, с по
мощью сшивки (вулканизации), преобразован в
резину (каучук) и используется в различных цe
лях.
КИСЛОРОДНАЯ ДИФФУЗИЯ
КОЛЬЦЕВОЕНАПРЯЖЕНИЕ
КОЭФФИЦИЕНТ Б ЕЗОПАСНОС ТИ
КРИСТAЛШIЧНОСТЬ
Счиrается, что полимер имеет кристаллическую
структуру, если он пространственно и химиче
ски систематизирован.
Относиrельно простые цепные молеку
лы без больших боковых rpупп, такие как поли
амиды, полиэтилены и полиэфиры, обычно дoc
таточно хорошо кристаллизуются.
Кристалличность материала выражает
процент кристаллической части в определенном
количестве материала. Кристалличность HeKOTO
рых симметрично структурированных полиме
ров может быть очень высока. Что касается оле
финов, таких как некоторые типы HDPE, кри
сталличность может достиrать 90%.
КФ
Аббревиатура карбамидоформальдеrидноrо по
лимера. * Аминопластик.
л
ЛОМКОСТЬ МЕДИ
LDPE
Аббревиатура полиэтилена низкой плотности
(мяrкий РЕ). *Полиэтилен.
м
мАкромолЕкулыI
Молекулы, образованные из очень большоrо
количества атомов. Они являются компонентами
полимеров. J'v1aкромолекулы образуются синте
тическим путем из простых основныIx молекул
(мономеров). Их можно поделиrь на цепные MO
лекулы и шарообразные молекулы.
МАРКИРОВКА
122
МЕР
Т е оретически наименьший компоновочный блок
в макромолекулярной цепи. В отличие от MOHO
мера, он не является фактическим материалом.
МЕТИЛЕНХЛОРИД
МЕТОД ПОИТ A МYCCOH (РАМ)
МЕТОД СИОПЛАС
МЕТОДЫ ПОПЕРЕl.ffiоrо СШИВAIШЯ
МЕТОД энrЕЛА
Метод производства пустотелых продуктов из
полиэтиленовых формовочных материалов спо
собом спекания (плавки). Стал основным MeTO
дом поперечноrо сшивания.
МЕХAIПIЗМ КAШIБРОВКИ
модуль КАСАТЕЛЬНОЙ
модуль СЕКУЩЕЙ
модуль УПР1ТОСТИ(Е)
Также называется модулем Юнrа. Постоянное
соотношение напряжения (а) и изменения длины
(s) в области упруrости вещества СЕ == а/ s). В
случае с нелинейным поведением с растяжением
при напряжении, необходимо различать модуль
касательной и модуль секущей.
модульюнrА
*Модуль упруrости
МОЛЕКУЛЯРНАЯ МАССА
Сумма атомной массы всех атомов, которые об
разуют молекулу. Полимерные материалы не
имеют общей молекулярной массы, а скорее
среднюю массу, которая достиraется распреде
лением молекулярной массы.
МОЛЕКУЛЯРНАЯ МАССА,
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ
Молекулярные цепочки в полимерах не имеют
одинаковой длины. Поэтому невозможна и еди
ная молекулярная масса, а только средняя масса.
Эта неоднородность отражается в распределении
молекулярной массы. Два полимера одноrо и
Toro же типа с одинаковой средней молекуляр
ной массой MOryT иметь различное распределе
ние молекулярной массы и поэтому различные
свойства. Если распределение молекулярной
массы обширное, длина молекулярныIx цепочек
может сильно колебаться.
МОНОМЕРЫ
Вещества с относительно небольшой молеку
лярной массой, чьи молекулы обладают свойст
вом образовывать цепеобразные макромолекулы
(*полимеры) блаrодаря вступлению в реакцию с
самими собой или с друrими мономерами. Ти
пичными мономерами являются вещества с
двойной связью между двумя атомами уrлерода,
виниловыми мономерами, олефинами или веще
ствами с двумя, обычно сопряженными, ( C==C
C==C ) двойными связями.
МОНОСИЛАНОВЬIЙ МЕТОД
МОС (180)
Аббревиатура Международной орrанизации
стандартизации. rлавныIй секретариат орraниза
ции расположен в Женеве.
МФ
Аббревиатура меламиноформальдеrидноrо по
лимера. * Аминопластик.
MDPE
Аббревиатура полиэтилена средней плотности.
*Полиэтилен.
н
НАБШОДЕНИЕ ЗА ПРОИЗВОДСТВОМ
НАПОШllПЕЛИ
*Добавки. Дополнительные материалы, которые
используются вместе с исходным формовочным
материалом Основная задача наполниrелей
увеличение количества материала и, таким обра
зом, снижение стоимости продукта. Свойства
материала либо сохраняются, либо, в некоторых
случаях, улучшаются.
НАФТЕН
НЕЙЛОН (РА)
Из начально торrовая марка волокон и ниrей
РА6.6 американскоrо ПРОМЫIIШенника Дю
Понта. Сеrодня в анrлоязычных странах нейлон
используется как общий термин дЛЯ *Р А.
НЕОЧИIЦЕННАЯ НЕФТЬ
НИТРОЦЕJlШOЛОЗА (IЩ)
Производиrся способом обработки целлюлозы
(материала, добываемоrо из растений) со смесью
из селитры и серной кислоты. При превращении
в сложные эфиры rpуппы ОН частично или пол
ностью вступают в реакцию с кислотой и в pe
зультате получаются ниrраты.
В зависимости от степени преобразова
ния в сложные эфиры (содержащие азот), мaTe
риал имеет различные характеристики и приме
нение. При содержании более 13% азота (полное
преобразование составляет 14,2%) создается
материал, который rорит и взрывается (ружей
ный хлопок). При 12% получается эфиро
растворяемый материал, который используется
для производства лаков. При 11 % содержания
123
азота материал используется как литьевой. Если
добавлено 30% камфорноrо масла в качестве
смяrчителя, материал используется для произ
водства целлулоида. Целлулоид самый первый
термопласт, который производился в оrpомных
количествах. Он использовался более 100 лет
назад в качестве замениrеля слоновой кости для
бильярдных шаров.
Нитроцеллюлоза характерна своей yc
тойчивостью к истиранию и своей исключитель
ной прочностью. Во мноrиx случаях есть и He
достатки. Этот материал леrко воспламеняется и
чувствителен к воздействию ультрафиолетовых
лучей. Из за этоrо область ero использования
оrpаничена. Блаrодаря своей прочности и низкой
тенденции к образованию статическоrо электри
чества, НЦ используется для производства ки
ноплёнок, а также лаков, клеев, расчесок, зубных
щеток, оправ очков и Т.п.
НЦ
Аббревиатура *нитроцеллюлозы.
о
ОКИСЛЕНИЕ
ОЛЕФИНЫ
ненасыщенныIe уrлеводороды (с двойной свя
зью). Самыми важныIии компоновочными бло
ками (*мономерами) *полиолефинов являются
*этилен, пропилен, бутилен l и друrие.
ОПЬПНЬIЙ ЗАВОД
п
ПАРАФИН
ПВХ
Аббревиатура *поливинилхлорида.
ПЕНОПЛАСТ
Леrкий материал, сделанный из синтетических
материалов. Состоит из открьпых (взаимосвя
занных) или закрытых полых пространств (яче
ек), которые образуются путем добавления raзов
или катализаторов (образование raза).
ПЕРЕКИСЬ
Вещество со структурой o o . Перекись MO
жет быть орrанической и неорrанической. Иrpа
ет важную роль в качестве *катализатора и
*инициатора во время полимеризации и процес
са поперечноrо сшивания.
ПЕРОКСИДНЬШ
ПОПЕРЕl.ffiоrо СШИВАНИЯ
МЕТОДЫ
ПЛАСТИФIЩИPОВAJПtШ
Начальная фаза обработки пластиковых изделий,
коrда формовочный материал трансформируется
под влиянием тепла и механической силы в
жидкость.
ПЛАС ТИЧНОС ТЬ
Т ермопластическая текучесть. Способ ность Ma
териала безвозвратно изменять свою форму под
влиянием силы. Пластичности противопоставля
ется *упруrость.
ПЛОТНОСТЬ
Масса материала на единицу объема, выражен
з з
ная в фунтах/фут или Mr/M . Если rовориrь о
плотности, как о компактном состоянии мaTe
риала, тоrда необходимо разделяrь сырую плот
ность (объем, включая пустое пространство) и
насыпную (объемную) плотность (объе:м, ВКЛЮ
чая пространственный интервал и, если есть,
пустое пространство).
ПОВЕРХНОСТНО АКТИВНОЕ BEIЦECTBO
Поверхностно активное вещество, чьи молекулы
состояr из одной rидрофильной и одной rидро
фобной части. Одна часть стремится раствориrь
ся в воде, а друraя нет. Ионными поверхностно
активные веществами являются либо анионовы
ми, либо катионовыми, в зависимости от заряда
их наиболее сильной части.
Синтетические поверхностно активные
вещества, которые имеют очищающий эффект,
называются детерrентами.
ПОЛЗУЧЕСТЬ с. 43
Медленное, в большинстве случаев необрати
мое, изменение формы пластмассовоrо изделия,
которое подверraется непрерывному, продолжи
тельному напряжению. Это свойство бьшо изу
чено блаrодаря испьпанию на разрыв, как опи
сано в ASTM D2990. В результате этоrо испыта
ния был построен rpафик времени безотказной
работы (а к t) и так называемая кривая ползуче
сти (Е к t).
Если применяется достаточное напря
же ние, может случиться разрушение (разруше
ние при ползучести). Если напряжение оказыва
ется в течение продолжительноrо отрезка Bpe
мени, пределы времени до разрушения значи
тельно сужаются по сравнению с пределами для
испытания на напряжение при растяжении, про
веденноrо на трубе Toro же типа, которая не
подверraлась напряжению.
т енденция к ползучести зависиr от ис
пользуемоrо материала. Поскольку молекуляр
ная масса материала увеличивается, а
*распределение молекулярной массы ближе,
коэффициент ползучести уменьшается. Актив
ные наполнители (такие как стекловолокно)
124
уменьшают тенденцию к ползучести, а смяrчи
тели повышают.
ПОШIАМИДЫ (ПА (РА»
Т ермопластичные синтетические материалы,
которые обозначаются дополнительным числом,
показывающим количество атомов уrлерода в
мономерах. (Например, волокно РА6.6 известно
как нейлон).
Полиамиды имеют уникальные механи
ческие свойства. Высокая степень прочности,
низкий коэффициент усталостноrо разрушения,
невысокая степень ползучести, прочность на
истирание и низкий коэффициент трения дают
возможность широкоrо применения этих поли
амидов. Обработка производится, rлавным обра
зом, способом опрессовки под давлением Они
нечувствительны к большинству орrанических
растворителей.
Недостатком является очень высокий
коэффициент вод опоrлоще ния. Поrлощение BO
дЫ оказывает смяrчающий эффект и поэтому
изменяет размеры материала и некоторые друrие
свойства. По этой причине полиамиды не так
широко используются в электромеханике.
ПОШIБУТИЛЕН l (РВ)
Термопластический изостатический полимер с
относительно высокой кристалличностью. Про
цесс ero производства подобен производству
полипропилена. Ero характеристики подобны
LDPE, однако, он имеет большую ударную вяз
кость и термостойкость.
Точка плавления РВ 257° 266°F. (12Y
130°C.) с плотностью 56.5 фунтов/фуi (0.91
з
Mr/M). После плавления полибутилен превра
щается в низко кристалличный нестабильный
материал. Через несколько дней материал сжи
мается и возвращается в своё прежнее стабиль
ное состояние.
Применение: Трубопроводы, изоляция
проводов.
ПОЛИВИНИJIXЛОРИД (ПВХ)
Т ермопластичныIй материал, полимер хлорида
винила (СН 2 == CHCl), который в своем чистом
виде является бесцветным. Ero температура раз
мяrчения около 176 0 F. (80 0 с.) с плотностью
з з
86.8 фунтов/футов (4 Mr/M). Этот материал
производится в различных сополимеризованных
формах. Специальные характеристики обнару
живаются блаrодаря большому количеству
*добавок.
Общие характеристики: Материал имеет
стойкость к химическому воздействию и низкую
точку размяrчения. При высоких температурах
он разрушается и при этом выделяет соляную
кислоту. Поскольку материал плавкий и клей
кий, с ним леrко работать.
Применение: Твердый ПВХ (без смяr
чителя) используется для полуфабрикатов, таких
как трубы, rофрированныIe трубы, плиты и т.п.
Мяrкий ПВХ используется для фольrи, покров
ных материалов, упаковочных материалов,
шланrов и Т.п. Он также используется для про
изводства пенопласта.
ПОJШКAPБОНАТ (РС)
Т ермопластический материал, который, по CBO
им химическим свойства:м, является полиэсте
ром, состоящим из уrольной кислоты и бисфе
нола А.
Он имеет высокую механическую проч
ность и является прочным при ударах даже на
низких температурах ( 40°F. или 400c.). Поли
карбонат термоустойчив, хорошо сохраняет
свою форму и имеет хорошие электрические
качества. Также он имеет низкий коэффициент
водопоrлощения, является прозрачныIM и чувст
вительным к предопределенным точкам разрыва
(микротрещины и царапины).
ПОJШКAPБОНАТНЬIЙ СТЕРЖЕНЬ
ПОЛ:ИКОIЩЕНСАЦИЯ
Химическая реакция, которая имеет место при
образовании полимеров. Различные типы моле
кулярных компонентов объединяются, в то Bpe
мя как вода выделяется, и образуются материа
лы, состоящие из больших молекул.
ПОЛИМЕРИЗАТ
Результат *полимеризации. Т о же, что и
*полимер.
ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ
Химическая реакция во время производства пла
стмассы. Одинаковые молекулярные компоно
вочные блоки (мономеры) объединяются друr с
друrом и образуют цепеобразные макромолеку
лы.
ПОЛИМЕРЫ
Также называются полимерными материалами,
которые представляют собой макромолекуляр
ные субстанции, чьи молекулы (цепные молеку
лы, молекулярные цепи) образуются от очень
большоrо количества небольших компоновоч
ных блоков (мономеров). Структура либо полно
стью цепе образная, либо в большей или MeHЬ
шей степени образована из побочных цепей или
rpупп (ответвлений). Соединения, образованные
только из нескольких мономеров (олиrомеров), в
cтporoM смысле, полимерами не являются. По
существу, полимеры деляrся на *rомополимеры
и *сополимеры. Они производяrся способом
*полимеризации, *поликонденсации и
*поливалентности. Количество мономеров в цe
пи определяет степень полимеризации.
ПОЛИОЛЕФИНЫ (РО)
Общий термин всех *полимеров, образованных
от олефинов. Некоторыми особенно важныIии
полиолефинами являются *полибутилен 1,
*полиэитлен, *полипропилен (поперечно
сшитый полиэтилен).
125
ПОШПIPОПИЛЕН (РР)
Т ермопластический материал rpуппы
*полиолефинов, подобный РЕ, только тверже.
Производиrся из пропилена под низким давле
нием (14.5 145 пси или O.l l МПа) и при низкой
температуре (122° 212°F. или 50o 100°C.) с ис
пользованием катализаторов. Этот материал
имеет высокую кристалличность с точкой плав
ления 329°F. (16Ус.) и низкой плотностью 55.8
фунт/фут З (0.9 Мr/м З ).
Характеристики: Хорошие механиче
ские свойства, склонен к ломкости под воздей
ствием холода, имеет усталостную прочность,
хорошие электрические качества, стойкий к хи
мическому воздействию (подобно РЕ) и является
водостойким. Свойства материала можно улуч
шить с помощью сополимеризации.
Имеет широкую область применения,
особенно там, rде необходима механическая и
термическая стойкость. Это полуфабрикаты,
детали автомобилей и стиральных машин, KOH
тейнеры, двиraтели.
ПОЛИСТИРОЛ (PS)
Т ермопластический материал с аморфной CТPYK
турой и температурой размяrчения 212°F.
(1 ооос.). Это полимерный материал без стекла,
который может иметь любой цвет. Этот матери
ал твердый (но ломкий), водостойкий и имеет
хорошие электрические качества. Ero леrко
формировать с помощью системы литья под
давлением. Сополимеризация улучшает ero Ka
чества. Особое преи:мущество: ero дешевизна.
Применение: упаковочная тара и Heдo
роrие изделия широкоrо потребления, особенно
одноразовые товары. Также используется в про
изводстве пенопластовых изделий.
ПОЛИЭТИЛЕН (РЕ)
Термопластик rpуппы *полиолефинов, который
является полимером *этилена. Для производства
полиэтилена используются два метода (низкое
давление, высокое давление), в результате KOTO
рых получаются продукты с различными xapaK
теристиками.
Метод высокоrо давления полимеризи
рует этилен под высоким давлением (14,500
43,500 пси или 100 300 МПа) и при относитель
но высоких температурах (176° 572°F. или 800
зоо о с.). rотовым продуктом данноrо метода
является полиэтилен высокоrо давления, более
известный как полиэтилен низкой плотности
з
(LOPE). Плотность: 56.4 58.3 фунт/фут (0.91
з
0.94 Мr/M). Кристалличность: 50% 80%. Темпе
ратура плавления: 221 o 257°F. (lOY 12YC.).
Метод низкоrо давления полимеризиру
ет этилен под низким давлением (14.5 5800 пси
или 0.1 40 МПа) и при умеренных температурах
(140o 518°F. или 600 2700c.). rотовым продук
том данноrо метода является полиэтилен низко
ro давления, или полиэтилен высокой плотности
з
(НОРЕ). Плотность: 58.3 59.8 фунт/фут (0.94
з
0.965 Mr/M). Кристалличность: 80% 90%. TeM
пература плавления: 239° 284°F. (11Y 140°C.).
Полиэтилен высокой плотности более жесткий и
имеет более прочную поверхность, чем полиэти
лен низкой плотности.
Типы полиэтилена с плотностью между
2 з
57.4 и 58.3 фунт/фут (0.925 и 0.940 Mr/M) Ha
зываются полиэтиленами средней плотности
(МОРЕ).
Характеристики: Эти материалы устой
чивы к химическо:му воздействию, за исключе
нием сильных окисляющих кислот и определен
ных орrанических растворителей. Они леrкие,
имеют высокую степень ударной вязкости, НИЗ
кую вод опоrлощае мость, а также являются He
дороrими.
Применение: различные упаковочные
материалы (фольra, тара иноrда для пищевых
продуктов), полуфабрикаты (трубы), изделия
бытовоrо использования.
ПОЛИЭФИРЫ, нАсыIцЕIпIыIE
Также называются термопластическими поли
эфирами, которые являются частично кристал
лизированными продуктами этеризации (rлав
ным образом, терефталевой кислоты). Двумя
наиболее важными материалами этой rpуппы
являются полибутилентерефталат (РВТР) и по
лиэтилентерефталат (РЕТР).
Это неэластичный, жесткий пластик.
Точка плавления 428°F. (220°с.) дЛЯ РВТР и
491°F. (25Ус.) дЛЯ РЕТР. Эти материалы устой
чивы к теплу и ультрафиолетовым луча:м, eCTe
ственно стабильны, имеют низкий коэффициент
трения, хорошие электрические качества даже в
сильно влажной среде и при высоких температу
рах, а также имеют низкую ударную вязкость.
Применение: тканевые волокна, инст
рументы.
ПОЛИЭФИРЫ, нЕнАсыIцЕIпIыIE (нп)
Эти термореактивные пластмассы являются ли
нейными полиэфирами, образованными спосо
бом эстеризации с rликолями (алкоrолями). Их
молекулярная структура остается статической
блаrодаря различным компонентам. Блаrодаря
смешиванию с реактивными инrибиrорами по
лимеры НП, которые в основном чисты как вода,
MOryT храниrься долrое время. Структурирую
щая полимеризация начинается только после
добавления отвердиrеля.
НП является нерастворимым, BOДOYC
тойчивым, термостойким от 176° 284°F. (800
140°с.) и имеет хорошие электрические качест
ва.
Полимеры НП особенно важны в Texнo
лоrии пластмасс, наполненных стекловолокном.
Применение: Суд остроение, контейне
ры, трубопроводы.
полуоБрАБотАнный МАТЕРИАЛ
Продукт, состоящий из формовочноrо материа
ла, который получит свою окончательную фор
126
му после дальнейших процедур, таких как oтpe
зание, соединение, новое литье. Примерами
служат фольrа, прутья, трубы, стержни.
ПРОБОй, ХИМИЧЕСnIЙ
(Также: химическое разрушение)
ПРОБОй, ТЕПЛОВОЙ
(Также: тепловое разрушение)
ПРОДОЛЖИТЕЛЬНЬШ ИСПЬIТАНИЯ
ПРОIПЩAЕМОСТЬ
Свойство материала, относящееся к проникно
вению rазов и пара в твердое вещество. Среди
пластиковых материалов проникновению под
верraются трубы, уплотняющие материалы,
фольra и тому подобное. Проницаемость изме
ряется количество:м, которое проникает через
определенную толщину стенки при удельном
давлении за определенный период времени.
*Диффузия.
РА
Аббревиатура *полиамидов.
РВТР
Аббревиатура полибутилентерефталата.
*Полиэфир, насыщенный.
РВ
Аббревиатура полибутилена 1.
РС
Аббревиатура *поликарбоната.
РЕ
Аббревиатура *полиэтилена.
РЕТР
Аббревиатура полиэтилентерефталата.
*Полиэфир, насыщенный.
РЕХ
Аббревиатура поперечно сшитоrо полиэтилена,
также *XLPE. Стандарты ASTM дЛЯ РЕХ F876
и F877.
РО
Аббревиатура *полиолефина.
РР
Аббревиатура *полипропилена.
PS
Аббревиатура *полистирола.
р
РАДИАЦИОННОЕ СШИВAJПtш
РАДИКАДСВОБОДНЫЙ
rруппа атомов (часть молекулы) с одним или
несколькими неспаренными электронами, Т.е. со
свободной валентностью. Они иrpают решаю
щую роль в образовании цепи во время полиме
ризации.
РЕЛАКСАЦИЯ
В целом, данный термин относится к периоду
времени, необходимому для восстановления
равновесия после резкоrо изменения условий.
Релаксация напряжений важна для оп
ределения свойств мноrих видов пластмасс. Это
означает постепенное ослабевание BнyтpeHHero
напряжения, образованное в результате быстрой
деформации пластмассовоrо тела. Возвращение
в состояние равновесия зависит от пластичных и
вязкоупруrих свойств, которые определяются
молекулярной структурой материала. HeCТPYK
турированные молекулы (например, в мяrких
аморфных пластмассах) двиraются очень быстро
относиrельно друr друт. Вещество TaKoro типа
обладает более высоким релаксационным эф
фектом, чем сшитый твердый материал (TepMO
реактивные пластмассы, каучук). Разрыв моле
кулярных соединений может привести к стаби
лизации вещества в деформированном состоя
нии.
Эффект слабой релаксации желателен в
случае с эластомерами и синтетическим каучу
ко:м, которые даже после долrоrо периода при
нудительной деформации, должны иметь "пру
жинящий" эффект.
Релаксация увеличивается по мере по
вышения температуры и под воздействием ки
слорода.
с
сrИБAIПIЕ (ТРУБ)
силАновый МЕТОД ПОПЕРЕl.ffiоrо
СШИВАНИЯ
СИЛОКСАНОВАЯ МОСТИКОВАЯ СВЯЗЬ
СИММ:ЕТРИЧНОСТЬ МОЛЕКУЛЯРНОЙ
СТРУКТУРЫ
Относится к типу пространственноrо располо
жения побочных rpупп в цепочке молекул (про
странственный порядок). Различают 3 rpуппы
полимеров, в зависимости от виду пластика:
1. Атактические полимеры: ответвления
беспорядочно расположены.
2. Изотактические полимеры: все oтвeтв
127
ления расположены по одной стороне
основной цепи.
3. Синдиотактические полимеры: OTBeтв
ления расположены в определенном
порядке по разным сторонам основной
цепи.
СИНТЕТИЧЕСКАЯ ПЛАСТМАССА
Орrанические материалы, получаемые из HaTY
ральных продуктов или способом отделения yr
ля, неочищенной нефти или природноrо raза.
Обычно делаются из *полимеров. В большинст
ве случаев они смешиваются с *добавками. Дe
ляrся на *термореактивные пластмассы,
*эластомеры и *термопластмассы.
СИНТЕТИЧЕСКАЯ СМОЛА
Сырье, которое используется в качестве отпра
вительной точки в производстве пластиковых
изделий. Она используется в производстве ла
ков, клеев и любоrо связывающеrо продукта.
СИНТЕТИЧЕСКИЙ КАУЧУК
Полимеры, из которых делаются *эластомеры,
(подобно натурально:му каучуку) путем исполь
зования тех же методов, что и в каучуковой Tex
нолоrии, Т.е. *вулканизации.
СИНТЕт шсКИЙРоr
сложный ЭФИР
Соединение неорraнических или орrанических
кислот с алкоrолем. После создания сложноrо
эфира вода отделяется.
СОПОЛИМЕРЫ
Создаются из двух или более различных, пра
вильно расположенных мономеров. Сополиме
ры, созданные из трех или более различных MO
номеров, называются тройными сополимерами.
Сополимеры встречаются, rлавным образом, в
трех различных типах: 1) статистические сопо
лимеры со специфически измеримым распреде
лением элементов; 2) блоксополимеры, в KOTO
рых целые ряды определенных элементов заме
няют друr друrа и 3) привитые сополимеры, в
которых боковые цепи одноrо мономера приви
ваются на друrой мономер.
Сополимеризация используется для BHe
сения УМЫIIШенной замены в характеристики *
rомополимера. Сополимеризация используется в
случае с полимерами, основанными на пропиле
не, стироле или винилхлориде. Примером таких
продуктов может служить синтетический Kay
чук, такой как этиленпропиленовый каучук,
фторкаучук, нитриловый каучук или каучук на
основе сополимера бутадиена и стирола.
СОПРОТИВЛЕНИЕ
УЛЬ ТРАФИОЛЕТОВОМУ ИЗJIYLшmпo
Форма сопротивления некоторых пластмасс к
энерrетическим волнам. Ультрафиолетовые лучи
имеют эффект катализаторов и поэтому способ
ствуют разрушению под воздействием кислоро
да. Поскольку степень опасности зависит от CTe
пени проницаемости лучей, тонкие и бесцветные
материалы особенно чувствительны к УФ
лучам. Улучшить сопротивляемость У Ф лучам
MOryT такие *добавки, как *ультрафиолетовые
стабилизаторы, *антиокислиrели и пиrменты.
СТАБИЛИЗАТОРЫ
*Добавки, которые защищают полимеры во Bpe
мя обработки, производства и практическоrо
использования от разрушения под воздействием
тепла, кислорода, света и ультрафиолетовых
лучей.
СШИВAJПtШ ПОЛИМЕРА
Химический процесс (или ero результат), KOTO
рый создаёт трехмерную сетку через соединение
молекулярных цепочек. Полимеры, которые
плавяrся и растворяются в определенных веще
ствах, становяrся прочными инерастворимыми
блаrодаря поперечной сшивке.
Примерами поперечной сшивки являют
ся затвердевание термореактивных пластмасс,
вулканизация каучука, поперечная сшивка поли
этилена с перекисью (блаrодаря тому, что поли
этилен имеет каучукоподобную эластичность
выше кристаллической точки плавления), попе
речная сшивка, созданная под воздействием
энерrетически боrатых лучей и в некоторых
случаях посредством старения.
Уровень поперечной сшивки в материа
ле можно определить по *модулю эластичности
или поrpужением материала в растворитель.
СШИВАЮIЦИЙ ArEm
*Поверхностно активные вещества
т
ТЕПЛОВОЕ РАСШИРЕНИЕ (а)
Свойство тела расширяrься под воздействием
тепла. Изменение длины как функцию измене
ния температуры показано в уравнении: 1-..1 = 1 . а
. .6Т, rде а это коэффициент линейноrо тепло
Boro расширения в футах/фут. R.
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ(
Свойство материалов, которое указывает на KO
личество тепла (БТЕ), которое проникает в тело
с определенным поперечным сечением и толщи
ной за определенное время (ч). Она выражается
как БТЕ/(ч . фут. °F). В статической системе
используется следующее отношение:
Q == л . А . .6 Т 12/8
(БТЕ/ч)
Если теплопроводность относится к определен
ной толщине стенки, тоrда результатом должен
быть коэффициент теплопроводности:
л [л' 12/d в БТЕ/(ч . фут. °F)].
128
ТЕПЛОСТОЙКОСТЬ
ТЕРМОРЕАКТИВНЫЕ ПЛАСТМАССЫ
Эта rpуппа включает в себя все синтетические
пластмассы или формовочные материалы, а TaK
же полимеризованные материалы, которые дe
лаются из НИХ. ОНИ безвозвратно формируются
и прочно сшиваются. Характерными свойствами
являются высокая прочность и твердость, они не
плавяrся при высоких температурах, не pacтвo
ряются орrаническими раствориrелями и теряют
свою пластичность после затвердения.
Наиболее известными термореактивны
ми пластмассами являются *аминопластмассы,
фе нопластмасс ы, эпоксидные смолы и
*карбамидоформальдеrидные полимеры.
ТРЕIЦИНООБРАЗОВAIПIЕ
у
УПР1ТОСТЬ
Свойство материала возвращаться в прежнее
состояние после прекращения воздействия
внешней силы. Единицей, используемой для
оценки данной характеристики материала, назы
вается *модуль упруrости (также: модуль Юн
ra). Упруrости материала должна противопос
тавляrься ero *пластичность.
УДШПIЕНИЕ
УФ
УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЕ
СТАБИЛИЗАТОРЫ
Химикаты, которые добавляются в не больших
количествах в пластмассы с целью замедления
разрушающеrо эффекта ультрафиолетовых лу
чей, присутствующих в солнечном свете, и раз
рушения под воздействием кислорода и тепла.
ф
ФЕНОЛ
Соединения, полученные из соединения бензола
(кольцевое уrлеводородное вещество) с одной
или более rpуппами ОН. Фенолы делаются из
уrольной смолы, но обычно производяrся искус
ственным путем. Это важный подrотовительный
продукт в производстве синтетических пласт
масс. *Фенопластмассы.
ФЕНОПЛАСТМАССЫ
rруппа тер море активных пластмасс, образуемых
в результате реакции конденсации между фено
лами и альдеrидами.
Наиболее важными являются фенол
формальдеrидные полимеры. Они принадлежат
к rpуппе "классических" пластмасс и начали
выпускаться уже в начале прОIIШоrо века под
названием "Бакелит".
Используются в лаках, клеях, пропиrоч
ных средствах, в производстве клееной фанеры,
слоистоrо пластика и т.п. Вместе с
*наполнителями и носителями полимеров фено
пластик используют для производства изоляци
онных изделий, корпусов оборудования, формо
вых и мноrих друrиx изделий.
формовоl.ffiый МАТЕРИАЛ
Любая синтетическая пластмасса, сделанная из
*добавок и rотовая к производству пластиковых
изделий под давлением и теплом с использова
нием различных методов, таких как литьевое
формование, компрессионное формование, экс
трузия или выдувное формование.
ФОРМОВЫЕ ИЗДЕЛИЯ
Продукты, сделанные из формовоrо материала в
закрытых литейных формах.
х
ХОЛОДОСТОЙКОСТЬ
Прочность полимерноrо материала при низких
температурах. Механические свойства пластмас
сы зависяr от температуры. Если температура
понижена, они становяrся ломкими и хрупкими.
Предел прочности на разрыв и ударная вязкость
понижаются. Холодостойкость особенно важна
для эластомеров (каучука).
XLPE, ХРЕ (*РЕХ, *VPE)
Аббревиатуры, используемые для поперечно
сшитоrо полиэтилена в анrлоязычной техниче
ской литературе.
ц
ЦАРAШПIЬI
ЦЕЛЛУЛОИД
* Нитроцеллюлоза
ш
ШEJUIAК
э
ЭБЕНОВОЕ (ЧЕРНОЕ) ДЕРЕВО
ЭЛАСТОМЕР
Свободно сшиrый материал с большими моле
кулами, который, снебольшим приложением
силы, может растяrиваться почти вдвое своей
129
исходной длины и после этоrо возвращаться в
свое прежнее состояние.
ЭПОКСИДНАЯ СМОЛА
ЭРОЗИЙНАЯ КОРРОЗИЯ
ЭТИЛЕН
Самый простой уrлеводород (Н2С==СН2)' Это raз
без цвета и почти без запаха. Ero точка кипения
около 157°F. ( lOYC.). Этилен производиrся
промыпшенным путем через крекинr процесс
неочищенной нефти. Затем он обрабатывается
для производства полимеров *полиэтилена и
*полистирола и их сополимеров.
ЭТИЛЕНПРОПИЛЕНОВЫЙ: КАУЧУК
Этот материал делиrся на две rpуппы: этилен
пропиленовые сополимеры и этиленпропилено
вые тройные сополимеры.
Сополимеризация пропиле на и этилена
повышает ударопрочность полипропилена при
низких температурах. С увеличением содержа
ния этилена образуются сополимеры с каучуко
подобной упруrостью.
При использовании третьеrо мономера
образуется вулканизированный тройной сопо
лимер (синтетический каучук EPDJ\1).
ЭКСТРАПОЛЯЦИЯ (КРИВЫХ)
ЭКСТРУДЕР
Машина, используемая для непрерывной фор
мовки продуктов, особенно сделанных из TepMO
пластичных материалов.
Типы машин: поршневой экструдер и
OДHO или мноrочервячной экструдер.
Цель: Подrотовка материалов способом
смешивания, измерения и объединения приса
док, удаление или добавление raзов, rомоrени
зация, пластификация, полимеризация, попереч
ная сшивка и тому подобное, придание прессо
ванно:му материалу твердоrо, полоrо и ячеистоrо
характера; использование в трубах и трубопро
водах, изоляционных материалах, нитках из MO
но нити, фольrе и пустотелых продуктах (BЫДYB
ная экструзия).
Принцип работы: Материал в форме
rpанул или порошка помещается в наполняю
щий прибор сзади экструдера и червяком пере
носится в цилиндр. Здесь он плавится и пласти
фицируется под компрессом тепла, образованно
ro в результате трения или какоrо либо друrоrо
источника. Затем червяк создает давление, необ
ходимое для выдавливания материала через ro
ловку экструдера, после чеrо материал охлажда
ется.
*Пластификация это сложная проце
дура, которая зависит от мноrих факторов,
включая температуру, давление, количество
оборотов, направление поворота, конструкции
червяка и состава материала, который необхо
димо формовать. Во время пластификации и
экструзии молекулярные цепочки до некоторой
степени выровнены по оси. В охлажденном co
стоянии они сохраняют это положение.
ЭКСТРУЗИЯ
Метод, используемый для непрерывной формов
ки труб и пшанrов из пластмасс. Сами машины
называются *экструдерами. В зависимости от
используемых методов и материалов, экструдер
может быть OДHO или мноrочервячным, а также
OДHO или двухпоршневым (метод Энrела).
Сначала материал принимает paCTe
кающуюся консистенцию, выдавливается через
кольцеобразную rоловку трубы, оттуда перехо
дит на этап калибровки, rде трубе придаётся
необходимый диаметр, и затем труба твердеет.
Калибровочный прибор состоит из охлажденной
калибровочной трубы или вытяжной формы в
водяном баннике. Труба вдавливается в калиб
ровочный прибор с помощью внутреннеrо дaB
ления или BaKYYMHoro эффекта Bo:кpyr неё. Затем
rотовая труба обрезается или сматывается в бух
ту.
экструзиоIпIый ПРЕСС
*Э кструд ер.
130
Фото/картинки
Елберrс Билдер, Лейф Бьерклунд, Ханс Феурер,
Бетт аф rейерстам, rудеар, Ханс Хаммарскйолд, rYCTaB Хансон
Йарежейтен Верлаr, К Консулт, Т ом J\1я:верстранд, НАСА фото,
Пол Нильс Нильссон, дю Поит, Даr Сандблад, Бьорн Винснес
Прорисовка: Керстин Олссон, rиль:крист Студиос rруп.
Анrлийский перевод: Роберт Ф Уолд
Перепечатано с ЛDI Grafica, Lda Vila N ova da Gaia Portugal
Wirsbo Brukc АВ.
Русская редакция подrотовлена Б. Кузин
2003 r.
131
Уважаемый читатель!
Просьба все замечания и пожелания, по изложенной в настоящем из
дании информации, направлять по адресу:
wirsbo(iiJиa.fm или UIOnO' , . kr.net