Это свойство полимеров при изменении температурных условий может привести к значительно большему растяжению/сжатию изготовленных из них трубопроводов по сравнению с системами трубопроводов из металлов (хотя низкая теплопроводность полимеров может в какой-то мере уменьшить эффект при увеличении температуры внешней среды или жидкости внутри трубопровода). Вероятно, лучшим способом компенсации влияния эффектов расширения/сжатия трубопроводов из полимерных материалов является проектирование линий с регулярной сменой направлений (т. е. с изгибами). Если это условие не соблюдается, то на длинных участках трубопроводов можно использовать петлевые трубные компенсаторы, а в качестве крайнего средства -расширительные сильфоны.

Таблица 13.6. Коэффициенты теплового расширения (10 6/К) при комнатной температуре

Полимеры

Металлические материалы

Акрилонитрилбутадиенстирол

60 - 100

Углеродистая сталь

Поливинлхлорид непластифицированный

Медь и Cu/Ni сплавы

12 - 17

Политетрафторэтилен и сополимер тетрафторэтилена с перфтор-алкилвиниловыми эфирами

100 - 160

Нержавеющая сталь марки 304 и 316

16 - 17

Полипропилен

Поливинилиденфторид

120 - 180

Полиэтилен высокой плотности

Полиэтилен низкой плотности

Влияние прочности и жесткости

Следствием низкой прочности полимеров является то, что пластиковые трубы требуют более частой установки опор. Во время проведения монтажа при расстановке опор для тонкостенных труб из ПВХ, акрилонитрилбутадиенстирола и ПВДФ, заполненных водой, следует руководствоваться данными, представленными в табл. 13.7.

Подвесные опоры не могут ограничить поперечное перемещение полимерных труб, поэтому трубопроводы склонны к тренцеванию (перемещению). Более подходящий тип крепления показан на рис. 13.2. Для предотвращения деформации труб устанавливаемые на них тяжелые клапаны, измерительное оборудование и т. п. должны иметь свои

Таблица 13.7. Расстояние между опорами для пластиковых трубопроводов

Расстояние между опорами при 20°С(м)

Расстояние между опорами при 50°С (м)

Наружный диаметр трубы (мм)

ПВХ непластифи цированный

Акрило нитрилбута диенстирол

ПВДФ

ПВХ непластифи цированный

Акрило нитрилбута диенстирол

0,7

0,8

0,3

0,4

0,9

1,0

1,0

0,4

0,7

1,2

1,2

1,4

0,7

0,8

1,8

1,9

2,0

1,2

1,0

2,5

2,5

2,0

1,2

Рис. 13.2. Пример предпочтительной системы опоры для полимерных труб собственные элементы поддержки. Металлические зажимы, хомуты, кронштейны, опоры и пр. должны иметь закругленные края во избежание повреждений пластиковых трубопроводов.

Полимеры, армированные волокном

Хорошо зарекомендовавший себя и общепризнанный метод, способствующий увеличению жесткости и прочности полимеров, заключается во введении в полимерную матрицу волокон из стекла и/или углерода. Примеры улучшения механических свойств полимеров вследствие добавления в них стекловолокна представлены в табл. 13.8.

Таблица 13.8. Влияние армирования волокном на механические свойства полимеров

Материал

Прочность при растяжении (Н/мм2)

Модуль упругости (МН/мм2)

Акрилонитрилбутадиенстирол не армированный

30 - 50

Акрилонитрилбутадиенстирол + 20-40% стекловолокна

60 - 130

4-7

Полипропилен не армированный

20 - 38

1,2 - 1,6

Полипропилен + 25% стекловолокна

40 - 60

3,1 - 6,2

Полиэфирная смола не армированная

40 - 90

2,0 - 4,4

Полиэфирная смола, армированная стекловолокном

206 - 344

103 - 310

Существует довольно широкий ассортимент термопластичных материалов и композиций на основе полимерных смол, которые можно армировать таким способом, включая ПВХ непластифицированный и акрилонитрилбутадиенстирол, но наибольшее распространение армирование стекловолокном получило для полиэфиров и эпоксидных смол. В некоторых средах (например, в минеральных кислотах) необходимо защитить стекловолокно от их воздействия с помощью внешнего покрытия на основе чистой смолы. Вполне приемлемые по своим характеристикам полимерные материалы, работающие в диапазоне температур до 150°С и армированные волокном, выпускаются несколькими производителями.


⇐ назад к прежней странице | | перейти на следующую страницу ⇒