Пластмассовые трубы. Свойства и применение

Пластмассовые трубы находят все большее применение в нефтяной и газовой промышленности. По сравнению со стальными трубами они имеют следующие преимущества: высокую коррозионную стойкость к большинству агрессивных сред, хорошие диэлектрические свойства, низкие потери на трение и небольшую плотность при достаточно высоких прочности и эластичности.

Коррозионная стойкость пластмассовых труб к действию большого количества неорганических и органических соединений исключает возможность загрязнения транспортируемых по ним жидкостей. Пластмассовые трубопроводы не подвержены почвенной и атмосферной коррозии и действию бактерий, поэтому их не покрывают наружным защитным изоляционным покрытием. Кроме того, из-за высоких диэлектрических свойств пластмассовых трубопроводов на них не действуют электрохимическая и гальваническая коррозия, а также блуждающие токи. Срокслужбы пластмассовых трубопроводов составляет 50 лет и более.

Гладкость стенок пластмассового трубопровода способствует снижению потерь на трение и уменьшению падения давления транспортируемой среды. В связи с этим пропускная способность пластмассового трубопровода выше пропускной способности трубопровода из углеродистой стали на 10—15 %.

Легкость пластмассовых труб приводит к облегчению технологического процесса сооружения трубопровода, сокращению расходов на транспортировку труб и ускорению их сборки. Плотность пластмасс для труб изменяется в широких пределах. Большинство пластмасс в 5—6 раз легче стали и в 2 раза легче алюминия. Достаточно высокая механическая прочность пластмассовых труб обуславливается как прочностью самих полимеров, так и прочностью наполнителей. Эластичность пластмассовых труб обеспечивает им высокую сопротивляемость ударам и способность многократно перегибаться без нарушения целостности.

Вместе с тем пластмассовым трубам свойственны и некоторые недостатки: низкий модуль упругости, ползучесть, старение, высокий коэффициент линейного расширения, низкая теплостойкость и др. Из-за более низкого модуля упругости они менее жестки, чем стальные. Модуль упругости самых жестких пластмасс (стеклопластиков) на один-два порядка ниже, чем у металлов.

Старение пластмассовых труб проявляется в ухудшении их физико-механических свойств с течением времени. Атмосферные условия эксплуатации трубопроводов ускоряют процесс старения пластмасс. Значительное водопоглощение, наблюдающееся у некоторых пластмассовых труб, приводит к ухудшению электроизоляционных свойств и изменению внешнего их вида из-за коробления. Для уменьшения влияния солнечных лучей, кислорода и влаги на свойства пластмассовых труб в них вводят стабилизаторы. При низких температурах снижается эластичность пластмассовых труб и повышается их хрупкость.

Составы пластмасс для труб

Основой пластмассы для изготовления труб служат полимерные связующие, а также наполнитель, пластификатор, стабилизатор, краситель и др. добавки (ингредиенты).

Полимерное связующее вещ-во представляет собой однородную полимерную смолу или композицию смол. Смолой наз. сложная смесь родственных или взаимно растворимых органических высокомолекулярных соед-ий, находящихся в устойчивом твердо-жидком сос-ии. Смолы имеют стабильную аморфно-стекловидную структуру и подразделяются на природные, искусственные и синтетические.

Наполнитель – важнейшая составная часть пластмассовых труб. Полимерное связующее цементирует наполнитель и придает пластические св-ва всей полимерной композиции. Наполнители служат для модификации св-в материала. Они улучшают физико-механические, диэлектрические и др. св-ва пластмасс, повышают их теплостойкость, уменьшают усадку, а также снижают стоимость.

Плостификаторы вводят в пластмассы для улучшения их технологических св-в (при переработке и эксплуатации) и повышения их эластичности. Пластификаторами могут служить как низкомолекулярные, так и высокомолекулярные соед-я различной природы.

Стабилизаторы предотвращают термическую деструкцию (разложение) полимерных материалов в процессе их переработки, а также останавливают их старение при эксплуатации под действием атмосферных условий, повышенных температур и др. факторов.

Отвердитель (сшивающие агенты) вводят в полимерные композиции на определенной стадии переработки с целью сшивания линейных микромолекул в единую трехмерную (сшитую) сетку.

Краситель вводят в полимеры для придания окраски. Полимеры окрашивают синтетическими органическими красителями, а также органическими и минеральными пигментами.

Смазочное вещ-во (стеарин, олеиновая кислота, трансформаторное масло) уменьшает трение внутри пластмассовой композиции при ее переработке в изделие, снижает ее вязкость и предупреждает прилипание пластмассы к пресс-форме.