Чтение этой статьи займет примерно 8 минут.
Как выбор сырья влияет на итоговое качество готового продукта?
Какими уловками пользуются недобросовестные производители, чтобы сэкономить на производстве изделий?
Какие требования выдвигает ГОСТ 30732 и почему?
ГОСТ 30732-2020 предъявляет следующие требования к материалам, применяемым в производстве защитных ПЭ оболочек труб ППУ:
- марка полиэтиленовых гранул не ниже ПЭ 80;
- используемый гранулированный полиэтилен — первичный, с возможным добавлением не более 10% вторичного ПЭ из труб собственного производства;
- композиции гранул ПЭ должны содержать технический углерод, процентное соотношение в пределах 2–2.5%.
Следует начать с того, что из себя представляет полиэтилен и почему именно этот материал применяется для производства защитных оболочек.
Полиэтилен — один из видов пластмассы. Это термопластичный синтетический полимер, получаемый искусственно. Существует в двух модификациях — ПНД и ПВД.
- Полиэтилен низкого давления — ПНД/ ПЭНД/ HDPE. Наиболее жесткий полимер среди пластмасс. Имеет высокую плотность, благодаря чему изделия из ПНД отличаются повышенной твердостью, прочностью, износостойкостью. Трубы и защитные оболочки из этого материала способны выдерживать большие механические нагрузки.
ПНД меньше поглощает воду и пар, чем ПВД, что не менее важно, так как изделия ППУ ПЭ прокладывают под землей, в том числе с заглублением в почву бесканальным способом, т.е. в открытый грунт.
Материал более устойчив к реагентам, щелочам, кислотам, растворителям и маслам. - Полиэтилен высокого давления — ПВД/ ПЭВД/ LDPE. Имеет меньшую плотность, гибкий. Поверхность изделий из ПВД более гладкая, глянцевая.
ПНД, благодаря своим физико-механическим и эксплуатационным свойствам, лучше других материалов подходит для производства защитных оболочек изделий в ППУ изоляции, которые предполагают подземную прокладку.
Марка полиэтилена
Среди марок полиэтилена низкого давления, используемых в производстве пластиковых труб и защитных ПЭ оболочек, чаще других применяются ПЭ 80 и ПЭ 100. Цифровое обозначение указывает на плотность, от которой зависит прочность и вес готового изделия.
Для изготовления защитных ПЭ оболочек ГОСТ 30732-2020 предписывает использовать полиэтилен не ниже марки ПЭ 80. Мы используем в своем производстве ПЭ 100. И вот почему.
Молекулярный вес ПЭ 100 выше, благодаря чему его плотность, прочность, устойчивость к высоким температурам и давлению лучше. Он более устойчив к внешним факторам, что позволяет использовать изделия из этого материала в достаточно жестких условиях эксплуатации.
Материал более стойкий к растрескиванию, меньше деформируется при растяжении, поэтому может выдерживать большие нагрузки и напряжения.
Благодаря особенностям своей молекулярной структуры ПЭ 100 лучше переносит негативное воздействие солнечных излучений.
| Показатель | ПЭ 80 | ПЭ 100 |
|---|---|---|
|
Плотность |
умеренная, 941 кг/м3 |
выше, 954 кг/м3 |
| Предел прочности | 700 часов | 1 000 часов |
| Прочность на разрыв | до 25 МПа |
до 40 МПа |
| Растяжение при разрыве | 350 – 800% |
700 – 1 100% |
| Толщина стенки ПЭ оболочки | больше, в сравнении с изделиями из ПЭ 100 |
меньше, благодаря повышенной плотности и прочности материала |
Таким образом, ПЭ 100 обладает рядом преимуществ перед ПЭ 80 и имеет лучшие физико-механические и химические параметры.
Первичный и вторичный ПЭ
Полиэтилен первого сорта
Гранулы ПЭ 1-го, или высшего, сорта, получают методом полимеризации веществ (создания больших звеньев молекул) продуктов нефтепереработки и их производных.
Первичное сырье имеет четкую структуру, в нем отсутствуют посторонние примеси и включения. Свойства материала стабильны, он обладает высокими техническими и эксплуатационными характеристиками.
ПЭ высшего сорта используется в качестве основного сырья при производстве изделий, к которым предъявляются высокие требования, так как он:
- нетоксичен;
- не имеет запаха;
- не разлагается под воздействием влаги;
- не проводит электричество;
- стойко переносит высокие и низкие температуры.
В отличие от термоусаживаемых муфт, которые выпускают только из композиций полиэтилена высшего сорта, защитные оболочки допускается изготавливать с использованием десятой части вторичного ПЭ из труб собственного производства.
Гранулят полиэтилена ПЭ 100
Вторичный полиэтилен
Полиэтилен 2-го сорта получают из продукции, ранее произведенной из первичного сырья. Его можно разделить на 2 вида — получаемый от переработки промышленного брака, ранее не использовавшегося по назначению, и получаемый после утилизации и переработки отходов полиэтилена.
Гранулированный полиэтилен из отходов вторсырья не используется для производства ПЭ оболочек — он не только теряет часть своих химических, физических и механических свойств, как и любой перерабатываемый ПЭ, но и имеет неоднородный состав.
Полиэтилен можно перерабатывать несколько раз, однако чем чаще он подвергается повторной переработке, тем больше ухудшается его молекулярная структура и он практически полностью теряет стабильность своих свойств. Изделия из такого материала отличаются жесткостью, ломкостью, подверженностью к растрескиванию и ускоренному процессу разрушения.
Гранулы переработанного полиэтилена могут содержать посторонние примеси и частицы, даже если утилизированные отходы для его получения были тщательно отсортированы и очищены.
Большинство перерабатываемых полимеров несовместимы между собой, имеют разную температуру плавления, их смеси неоднородны. В готовых изделиях из таких материалов можно наблюдать пустоты, поры, раковины (ямки) на поверхности, что недопустимо по нормам госстандартов при производстве ПЭ оболочек.
Поверхность трубы-оболочки ПЭ по ГОСТ 30732-2020
Утилизация, переработка и применение вторичного сырья целесообразны с экологической точки зрения. Чаще всего из вторсырья выпускают упаковочные изделия и пакеты.
В своем производстве мы используем 100% первичный ПЭ, однако некоторые недобросовестные поставщики могут использовать вновь полученный полиэтилен, в том числе из переработанных отходов полимеров, так как в сравнении с материалами высшего сорта такое сырье имеет более низкую стоимость.
Сажа (технический углерод)
Для улучшения устойчивости к воздействию ультрафиолетовых лучей ПЭ оболочку изготавливают из полиэтиленовых гранул черного цвета — в их составе содержится технический углерод, который добавляется еще на этапе производства полиэтилена.
Сажа выступает светостабилизатором, благодаря которому материал приобретает черный цвет — способность полимера поглощать УФ-лучи снижается, он становится устойчивым к фотодеградации, срок службы изделий увеличивается.
Изготовление ПЭ-оболочки методом экструдирования
Содержание технического углерода в полимерной композиции должно находиться в пределах 2–2,5% — меньшее или большее значение является нарушением государственных стандартов и может являться признаком того, что:
- используемое сырье не является трубной маркой полиэтилена;
- использовалось сырье вторичной переработки, которое имеет неизвестное происхождение;
- при изготовлении оболочки использовался полиэтилен натурального (белого) цвета, который был окрашен концентратом технического углерода на стадии экструзии, однако такой метод не позволяет добиться равномерного распределения сажи в полимерной матрице — это приводит к существенному снижению прочностных характеристик изделия.
В заключение
Лучшее качество защитных ПЭ оболочек способны обеспечить сертифицированные трубные марки первичного полиэтилена ПЭ 100 черного цвета, которые соответствуют всем требованиями государственной нормативно-технической документации.
Готовые изделия на выходе должны иметь гладкую поверхность без пузырей, трещин, раковин и прочих внешних отклонений.
В соответствии с ГОСТ 30732-2020 полиэтиленовая оболочка должна проходить испытания и проверяться на такие параметры, как относительное удлинение при разрыве и изменение длины после прогрева.
Лабораторные испытания: растяжение полиэтиленовых оболочек
Статьи в тему:
- Лабораторные испытания: растяжение полиэтиленовых оболочек;
- Контроль качества на всех этапах производства;
- Трубы ППУ в защитной оболочке по ГОСТ 30732-2020;
Также будет интересно:
