книги из ГПНТБ / Дубровкин С.Д. Монтаж санитарно-технических устройств из полимерных материалов

МИНИСТЕРСТВО МОНТАЖНЫХ И СПЕЦИАЛЬНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ РАБОТ СССР

ГЛАВСАНТЕХМОНТАЖ И УПРАВЛЕНИЕ КАДРОВ И УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ

Монтаж санитарно-технических устройств из полимерных материалов

ИЗДАТЕЛЬСТВО ЛИТЕРАТУРЫ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ

М о с к в а — 1968

Гл а в а I

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОЛУЧЕНИИ И СВОЙСТВАХ ИЗДЕЛИЙ

ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1. Производство труб

Для производства труб используют различ­ ные материалы.

В 1960 г. в СССР было освоено промышленное производство труб из полиэтилена. Сырьем для полиэтилена служит газ этилен, который выде­ ляется из газовых смесей, получаемых при пере­ работке нефтепродуктов, а также из природных газов.

Полиэтилен получают двумя основными спо­ собами:

а) при высоком давлении (до 1500 кгс/см2) и температуре до 180°С с использованием кисло­ рода в качестве инициатора процесса полимери­ зации;

б) при низком давлении (5—40 кгс/см2) и температуре 60— 150°С в присутствии специаль­ ных катализаторов.

Полиэтилен, полученный при высоком дав­ лении, более гибок, менее прочен и обладает меньшей плотностью по сравнению с полиэтиле­ ном, полученным при низком давлении. В связи с этим полиэтилен, полученный при высоком дав­

5

лении, называют полиэтиленом низкой плот­ ности (ПНП), а полиэтилен, полученный при низком давлении, — полиэтиленом высокой плот­ ности (ПВП). Оба вида полиэтилена имеют свои достоинства и недостатки, обусловливаемые при­ родой и свойствами самого материала, а также технологией его переработки.

В последнее время широкое применение по­ лучили трубы из твердого поливинилхлорида (ПВХ). Основным сырьем для получения ПВХ служит поливинилхлоридная смола — продукт полимеризации винилхлорида.

Весьма перспективными в ближайшее время окажутся полипропиленовые трубы. Полипропи­ лен — продукт полимеризации газа пропилена, который является отходом нефтеперерабатываю­ щей промышленности. Полипропилен более чем в 2 раза дешевле полиэтилена. Одно из наиболее важных свойств полипропилена — высокая тем­ пература плавления, достигающая для некото­ рых образцов 165—170°С. Этим он выгодно от­ личается от других, близких ему по свойствам материалов, например полиэтилена.

Изделия из полипропилена сохраняют не­ изменные внешний вид и форму при нагрева­ нии до 150°С.

Полиэтиленовые трубы изготовляют на экс­ трузионных агрегатах путем непрерывного выдав­ ливания размягченного пластика через профиль­ ное отверстие головки шнек-машины.

Процесс получения труб способом непрерыв­ ной шнековой экструзии показан схематически на рис. 1. Полиэтилен, поступающий в виде небольших по размеру частиц — гранул, из бун­ кера экструдера захватывается шнеком и транс­ портируется через нагревательный цилиндр к оформляющим устройствам. Проходя через ци-

6

Линдр, полиэтилен пластифицируется и в раз­ мягченном состоянии продавливается через коль­ цевой зазор головки машины, образуемый мунд­ штуком и дорном. Отформованная труба через калибрующее и охлаждающее устройство по­ дается на тянущее приспособление. Тянущее приспособление при изготовлении труб малого диаметра подает их на барабан, где они свер-

Рис. 1. Схема производства полиэтиленовых труб

тываются в бухты, а при изготовлении труб большого диаметра — на стеллажи, где их раз­ резают на отрезки нужной длины.

Для изготовления полиэтиленовых труб больших диаметров применим также метод цен­ тробежного литья. При таком методе порошок полиэтилена засыпается во вращающийся метал­ лический цилиндр (рис. 2), обогреваемый газо­ выми горелками. При изготовлении труб диа­ метром 300 мм цилиндр вращается со скоростью 70 об/мин. Когда температура стенок цилиндра превысит 200°С, порошок превратится в расплав­ ленную массу. Эта масса под действием центро­ бежной силы равномерно распределяется по стенке цилиндра. После отключения горелок продолжающий вращаться цилиндр охлаждают водой или воздухом до тех пор, пока температура трубы достигнет 50— 60°С. Охлажденную трубу

6

благодаря усадке (на 1—2%) легко извлекают из формы. Количество засыпаемого в цилиндр порошка определяет толщину стенки трубы. При изготовлении труб диаметром 500 мм и более в цилиндр помещают эксцентрично вра­ щающийся вал, который как бы обкатывает и утрамбовывает слой полиэтилена.

Рис. 2. Схема установки для изготовления по­ лиэтиленовых труб большого диаметра методом центробежного литья

газовая горелка; 7 —устройство для водяного охлаж де­ ния; 8 — слой полиэтилена

Перспективным методом получения труб боль­ ших диаметров с более высокими механическими свойствами, чем трубы, изготовленные на цен­ тробежных установках, является намоточный метод. В этом случае из экструзионной машины выдавливается прямоугольная лента полиэти­ лена, которая поступает на вращающийся сер­ дечник с осью. Сердечник одновременно совершает поступательное движение вдоль своей оси. Поли­

8

этиленовая лента навивается на сердечник и непрерывно сваривается по спиральной линии.

Для изготовления труб из ПВХ кроме экс­ трузионных машин применяют другие машины, например поршневые гидравлические прессы (так называемые штранг-прессы). В отличие от экструзионных машин поршневые прессы явля­ ются машинами периодического действия и про­ изводительность их ниже. На поршневых прес­ сах труднее достигнуть однородности материала стенок труб и высокого их качества.

2. Основные свойства материала труб

Для санитарно-технических работ в основном используют трубы из полиэтилена (ПВП и ПНП) и поливинилхлорида (ПВХ). Эти материалы, как и большинство современных пластмасс, пред­ ставляют собой сочетание нескольких веществ, взятых в различных соотношениях. Составные части пластмасс могут меняться и имеют раз­ личное назначение. Большая часть пластмасс содержит смолы (связующее), стабилизаторы, пластификаторы и наполнители.

Стабилизаторы препятствуют изменению свойств материала при его переработке или экс­ плуатации готовых изделий от длительного воз­ действия на них кислорода воздуха и ультра­ фиолетовых лучей. Последнее особенно харак­ терно для полиэтилена. Для устранения этого явления в полиэтилен добавляют сажу и раз­ личные красители.

Пластификаторы увеличивают пластичность, текучесть материала и облегчают его переработку. Но пластификаторы в то же время могут ухуд­ шить химическую стойкость пластмассы, снизить ее теплостойкость и т.д. Поэтому для получения труб из поливинилхлорида с достаточно высокой

9