ПВХ и ПУ рукава високого тиску

 

Шланги ПВХ

Полівінілхлорид (ПВХ) відноситься до найстаріших штучних матеріалів. Вперше полівінілхлорид був отриманий в лабораторних умовах в 1835 році французьким гірським інженером і хіміком Анрі Віктором Реньо. У 1913 році німецький вчений Фріц Клатте отримав перший патент на виробництво ПВХ. Виробництво ПВХ в крупних масштабах почалося в 30-і роки в Німеччині, США та Англії. Перші шланги з ПВХ з'явилися в 1947 р в Греції.

ПВХ отримують синтетичним способом з етилену, який виробляють з нафти (близько 40%) і зв'язаного хлору, який синтезують з кухонної солі (близько 60%), і являє собою білий порошок. У процесі переробки в порошок додають різні стабілізатори, які надають полімерів міцність і зносостійкість (свинець, сполуки кальцію і цинку), модифікатори для пластичності, барвники і добавки для стійкості до агресивних впливів атмосферних явищ, кислот, лугів, розчинників та інших речовин.

Шланги з полівінілхлориду (шланги ПВХ) використовуються для транспортування рідин, твердих сипучих матеріалів, повітря і газів. Транспортується середовищем можуть бути питна та промислова вода, різні харчові продукти, абразивні речовини, кислоти, луги, різні гази і повітря з домішками абразивних частинок, порошки і дрібний пил.

Для транспортування алкогольних напоїв ПВХ рукава можуть використовуватися при вмісті алкоголю до 25%. При більш високому вмісті алкоголю вимиваються розчинники з ПВХ і напої можуть набувати сторонні присмаки. Тому для напоїв з вмістом алкоголю понад 25% і спиртів рукава ПВХ не використовуються.

 

Основні властивості шлангів ПВХ:

• Низька вага
• Висока міцність
• Пружність і гнучкість рукавів навіть великих діаметрів
• Висока стійкість до абразивного зносу
• Стійкість до впливу великої кількості хімічних речовин
• Стійкість до ультрафіолетового опромінення, атмосферного впливу.
• Високий опір механічних пошкоджень (ударів і тиску)
• Відсутність заломів і збереження внутрішнього діаметра при вигинах і заломах
• Не змінюються параметри, що транспортується завдяки відсутності смаку і запаху
• Негорючість завдяки вмісту хлору.

Опір механічних пошкоджень забезпечується армуванням шлангів: поліефірної ниткою, ПВХ або металевою спіраллю. ПВХ рукава з металевою спіраллю менш схильні до стирання зовнішнього шару, ніж рукава зі спіраллю з ПВХ, мають більш тривалий термін служби в умовах абразивного впливу на зовнішній шар. У армованих спіраллю рукавів внутрішня поверхня гладка, зовнішня злегка ребриста, що дозволяє їм бути зносостійким і гнучким. Гладкий внутрішній шар харчових шлангів запобігає накопиченню відкладень (шланг довше залишається чистим), забезпечує високу пропускну здатність і простоту очищення.

 

Області застосування рукавів ПВХ:

• Деревообробна промисловість
• Хімічна промисловість
• Харчова промисловість
• Виробництво сільськогосподарської техніки (на сеялках і обприскувачах)
• Всільському господарстві для іригації полів, поливу садів, городів, для транспортування зернових матеріалів в елеваторах і зерносховищах
• Системи вентиляції та аспірації
• Системи кондиціонування
• На очисні системи
• Будівництво

За своїм хімічним складом полівінілхлорид відноситься до групи термопластів, для яких характерне швидке зниження механічних властивостей при підвищенні температури, обумовлене лінійною будовою молекул полімеру і їх малої зв'язком один з одним, що знижується при нагріванні. Підвищення робочої температури призводить до зниження робочого тиску. Робочий тиск для шлангів ПВХ наводиться для температури навколишнього середовища 20 ° С.

При низьких температурах рукава ПВХ стають крихкими, можуть зруйнуватися під дією удару. Додавання морозостійких пластикатів або каучуків до складу ПВХ збільшує морозостійкість рукавів.

Кожна серія рукава має свій температурний режим: найменша негативна температура - температура крихкості (морозостійкість), при якій зберігається ударостійкість, і найбільша температура, при якій рукава працездатні.

Мала питома вага обумовлюється газопроницаемостью і схильністю до вивітрювання добавок, введених для поліпшення властивостей. Це призводить до того, що шланги ПВХ мають властивість втрачати свої первинні характеристики з часом.

 

Для вибору рукавів ПВХ необхідні основні параметри:

• Внутрішнє робоче діаметр
• Робочий тиск (при 20 ° С)
• Розривне надлишковий тиск (при 20 ° С)
• Вакуум
• Температурний режим
• Середовища, що транспортується
• Матеріал каркасної спіралі.

 

Умови зберігання шлангів з ПВХ

Рукава ПВХ слід використовувати для транспортування тільки тих речовин, які вказані в специфікаціях на конкретний тип шланга. Для транспортування інших середовищ необхідно отримати згоду у підприємства-виробника або вирішити дане питання на підставі таблиці хімічної стійкості шлангів ПВХ.

Шланги ПВХ вимагають особливих умов зберігання. Шланги складаються в стопки не більше п'яти бухт одна на іншу. При цьому не менш ніж один раз на тиждень бухти шлангів слід перекладати (верхню бухту - вниз, наступну зверху бухту - на неї і т.д.).

Це дозволяє уникнути напруги в спіралі і подальшого її руйнування, особливо в теплу пору року.

При знаходженні при знижених температурах шланги ПВХ стають дуже крихкими, тому звертатися зі шлангами потрібно дуже обережно, не наражати на шланги деформації і ударам. Перед монтажем або розмотуванням в таких випадках шланг повинен бути витриманий при температурі + 15-20 ° C протягом не менше 24 годин.

Для забезпечення зручності монтажу і полегшення надягання шлангів на патрубки необхідно кінці шлангів довжиною 50-60 мм опустити в гарячу воду (60-70 ° C) на 1-2 хв.

 

Поліуретан

Поліуретан - це синтетичний полімерний матеріал, що складається, головним чином, з двох типів сировини, ізоціаната і полиола, які отримують з сирої нафти. Для поліпшення фізико-механічних властивостей в змішані готові до переробки компоненти додаються різні рецептурні добавки і наповнювачі: каталізатори, піноутворювача, стабілізатори.

Вперше поліуретан отримав Байєр Отто Георг Вільгельм в 1937 році. Промислове виробництво поліуретанів на основі складних поліефірів було організовано в Німеччині 1944 році, на основі простих ефірів - в США в 1957 році.

Поліуретани мало схильні до старіння, є одним з найбільш стійких до абразивного зносу матеріалів, стійкі до дії кислот, мають високу стійкість до впливу навколишнього середовища (озону, ультрафіолетових променів і морській воді).

При підвищенні температури фізико-механічні показники уретанів практично не знижуються. При температурах не нижче мінус 18 ° С зміна властивостей поліуретану мають оборотний характер. Крихкість починає з'являтися при температурах нижче мінус 60 ° С. Таким чином, робочі температури поліуретанових виробів в середньому лежать в діапазоні від мінус 70 до плюс 100 ° С, еластичність при цьому практично не змінюється. Допускається періодичне підвищення температури до +110, +140 ° С.

 

Поліуретан і гума мають схожі властивості і застосування, але сучасний еластомер має ряд переваг:

• Поліуретанові вироби здатні витримати великі навантаження на розрив і велику стійкість на стирання
• На відміну від гуми, до поліуретаном менше прилипає бруд
• В складі поліуретану немає шкідливих наповнювачів, при використанні кольорових поліуретанів вони не залишають слідів на контактних поверхнях
• Поліуретан має властивості швидко відновлювати первинну форму (НЕ термопластичних) і має високу еластичність
• Поліуретан менш піддається процесу старіння.

 

Основні властивості поліуретану:

• Висока абразивна стійкість (умовна зносостійкість в 3 рази вище ніж у гуми)
• Еластичність (відносне подовження в 2 рази більше ніж у гуми)
• Висока міцність (перевищує міцність гуми в 2,5 рази)
• Високий опір роздирання і багаторазовим деформаціям, за рахунок чого збільшується термін служби
• Стійкість до впливу озону (на відміну від гуми практично не руйнується при впливі озону)
• Стійкість до дії мікроорганізмів і цвілі
• Стійкість до набухання в маслах і рідинах
• Здатність відновлювати первинну форму після впливу низьких температур
• Високі електроізоляційні властивості
• Стійкість до руйнівного впливу вібрацій
• Пружність при низьких температурах
• Високі діелектричні властивості
• Поліуретани практично не схильні до старіння і не змінюють своїх характеристик протягом всього терміну служби

Поліуретан є абразивостійкий матеріалом, при цьому стінка рукава з поліуретану може бути дуже тонка. Тому поліуретанові рукава дуже міцні, легкі, гнучкі, еластичні (дуже важливо при роботі шлангів в рухомих частинах сільгосптехніки). Поліуретан менш піддається процесу старіння, ніж ПВХ, тому рукава ПУ мають більш тривалий термін служби, ніж рукава ПВХ.

Поліуретанові рукава стійкі до механічних навантажень: впливу зовнішніх абразивних речовин, ударів і т.д. Для надання більшої міцності поліуретановим рукавах їх стінки армують за допомогою ПВХ або металевої (сталевий, обмідненої) спіралі, тканинного корду. Використовуються поліуретанові рукава для транспортування сипучих і подрібнених речовин, газоподібних сумішей, повітря, будівельного сміття.

 

Області застосування:

• Деревообробна промисловість
• Хімічна промисловість
• Металообробна промисловість
• Транспортна промисловість
• Гірничодобувна промисловість
• Виробництво пластмас
• Машинобудування
• Харчова промисловість
• Системи вентиляції та аспірації
• Системи кондиціонування
• Компресорне обладнання, пневматичні лінії
• Будівництво, фарбопульти та розпилювачі

Термопластичний поліуретан (ТПУ) твердіший, ніж звичайний, має більш високу стійкість до абразивів, працює при більш низьких температурах. ТПУ на основі простих ефірів має підвищену стійкість до мікробів і гідролізу.

Кліматичні умови з підвищеною вологістю і теплотою сприятливі для розмноження мікробів і бактерій. Ферменти, що вивільняються мікроорганізмами, руйнують хімічні сполуки стінок простого шланга. При деяких умовах вже через 8 тижнів звичайний шланг може стати непридатним. Поразки мікробами можна визначити візуально: спочатку відбувається зміна забарвлення, потім з'являються тріщини, які дозволяють проникати мікробам глибше і повністю зруйнувати стінки шланга.

Крім того при зберіганні шлангів ПУ руйнування шлангів може сприяти довкілля, наприклад, при контакті з теплою водою або парою, в тропічному кліматі може відбуватися необоротне розкладання поліефірних ланцюжків (гідроліз). Гідроліз означає деградацію молекулярної структури при високій температурі і високій вологості. Внаслідок цього настає погіршення механічних властивостей і протягом дуже короткого терміну шланги ПУ можуть втратити більше 95% своєї міцності. Стійкість до гідролізу і бактеріям необхідно в разі використання виробу в умовах вологості і високих температур.

 

Для вибору рукавів ПУ необхідні основні параметри:

• Внутрішнє робоче діаметр
• Робочий тиск
• Вакуум
• Товщина поліуретану між витками спіралі
• Температурний режим
• Середовища, що транспортується
• Матеріал каркасної спіралі.