Țevile metal-polimer sunt țevi compozite formate din două sau mai multe componente: o țeavă polimerică întărită cu un cadru metalic de plasă sudata sau, de exemplu, folie de aluminiu [1] [ rafinare link ] . Există un număr mare de tipuri de țevi din metal-polimer, care diferă în ceea ce privește materialele, tehnologia de producție, scop și alți parametri.
Corpul polimeric al țevii este realizat în principal din materiale termoplastice. Cadrul este format din elemente longitudinale și transversale: cele longitudinale sunt amplasate concentric față de centrul țevii, cele transversale se înfășoară pe cele longitudinale cu un anumit pas și formează spirale.
Domeniul de aplicare al țevilor din metal-polimer este foarte larg. Țevile metal-polimer de diametru mic (16-40 mm), armate cu folie de aluminiu , sunt utilizate cu succes în locuințe și servicii comunale (alimentare cu apă, încălzire, canalizare). Țevile metal-polimer de diametru mai mare sunt utilizate în așezarea conductelor de petrol, gazoducte, conducte tehnologice pentru transportul mediilor agresive ( acizi , alcalii și produse cu conținut ridicat de sare ) [2] . Țevile din metal-polimer sunt utilizate în leșierea subterană și în grămada de metale neferoase și pământuri rare ; pot fi folosite si pentru hidrotransport si transport pneumatic . În infrastructura maritimă, acestea sunt folosite ca suport pentru diferite structuri.
Materialul pentru conductă este de obicei polietilenă (PERT, PEX [3] și altele), prelucrată prin extrudare . Foile de folie de aluminiu (grosimea de la zecimi de milimetru) sunt sudate între ele prin sudare cu ultrasunete . Un adeziv este folosit pentru a asigura o legătură puternică între polimer și metal .
Indicatorii calitativi ai țevilor metal-polimer armate cu folie de aluminiu sunt:
Tehnologia de producere a acestui tip de țeavă poate varia; comună este prezența unui cadru rigid de armare format din elemente individuale (sârme, benzi). Linia de producție poate consta, de exemplu, din următoarele componente :
La deplasarea continuă (prin intermediul unui dispozitiv de tragere) de-a lungul liniei de producție, elementele longitudinale ale armăturii sunt înfășurate cu o anumită frecvență de armătură transversală. La intersecția armăturii transversale (inelare) și longitudinală, sudarea se realizează prin metoda contactului cu ajutorul unui electrod cu role cilindrice care se rotește în cerc în jurul țevii.
Cadrul sudat intră în cavitatea de extrudare, care este apoi umplută cu o topitură de polimer. Diametrul interior al țevii cu o suprafață de calitate foarte înaltă ( rugozitate scăzută ) este format dintr-un dorn lustruit cu răcire independentă. Răcirea suprafeței exterioare se efectuează după ce țeava a trecut de manșonul de formare .
Lipsa aderenței dintre polimer și metal (nu se folosește adeziv) în cazul unui cadru rigid contribuie la faptul că, atunci când țevii sunt aplicate solicitări de încovoiere, cadrul, percepând sarcina pe sine, este deformat elastic , în timp ce corpul polimeric își păstrează integritatea și rezistența la fisurare [4] . Această proprietate a țevilor metal-polimer armate cu un cadru de plasă rigidă determină rezistența și flexibilitatea simultană a acestor țevi.
Indicatorii calitativi ai țevilor metal-polimer armate cu un cadru de plasă rigidă sunt:
Necesitatea urgentă de a stăpâni extracția metalelor pământurilor rare prin leșiere in situ a condus la cererea de material de carcasă care să reziste la presiunea scoarței terestre (presiunea rocilor) la adâncimi de până la 700 m, precum și să asigure probleme. -funcționare gratuită (fără reparații și fără construirea puțurilor noi pentru înlocuirea celor defectate) pe toată durata de viață a sondei tehnologice . O echipă de ingineri, comandată de Ministerul URSS al Construcției de Mașini Medii , a proiectat și testat primele mostre de țeavă metal-polimer. Din 1977, MPT a fost utilizat pentru construcția de conducte, șiruri de tubaj, pentru levigarea metalelor pământurilor rare, în sectorul locativ și comunal și în alte sectoare ale economiei naționale. În prezent, tehnologia de bază pentru producția de MPT a rămas neschimbată. Datorită dezvoltării tehnologiei materialelor, a devenit posibilă utilizarea polimerilor de înaltă calitate cu rezistență crescută la condițiile externe ( temperatură , distrugere mecanică , atac chimic) ca corp de țeavă [5] .
Țevile metal-polimer combină rezistența ridicată a țevilor metalice și rezistența chimică și durabilitatea țevilor din polimer (polietilenă, plastic).
Conductele din metal-polimer pot fi operate fără reparații timp de câteva decenii, spre deosebire de conductele metalice supuse coroziunii . Pentru a crește rezistența chimică și la coroziune, conductele metalice în astfel de cazuri sunt acoperite cu soluții galvanice sau realizate din aliaje speciale ; în acest caz, prețul pe metru liniar al conductei și costul de așezare a conductei crește de multe ori.
Rezistența țevilor metal-polimer este mai mare decât rezistența țevilor polimerice convenționale datorită cadrului metalic de armare [5] . În unele țevi din metal-polimer, acest cadru îndeplinește și alte funcții, pe lângă absorbția directă a sarcinii. De exemplu, într-o țeavă metal-polimer cu cinci straturi din polietilenă, folia de aluminiu, pe lângă faptul că permite țevii să primească o anumită formă prin îndoirea ei, este și o barieră care limitează mișcarea oxigenului între stratul interior de polimer. iar cel exterior.
Îmbunătățirea tehnologiei de producție a țevilor din metal-polimer, în special, dezvoltarea de noi tipuri de cadru metalic, mai durabil și mai eficient, face posibilă reducerea proporției de polimer în masa țevii, ceea ce la rândul său face este posibil să se producă țevi pe baza de polimeri scumpi de înaltă calitate.
Utilizarea polimerilor de înaltă calitate care sunt mai rezistenți la atacul chimic și mai puternici decât cei utilizați în prezent [6] polietilenă , polipropilenă , clorură de polivinil și altele ca materii prime pentru fabricarea țevilor metal-polimer va extinde semnificativ domeniul de aplicare al metal-polimer. conducte.