Metal-polymerové trubky jsou kompozitní trubky skládající se ze dvou nebo více komponent: polymerová trubka vyztužená kovovým rámem ze svařované sítě nebo například hliníkovou fólií [1] [ upřesnit odkaz ] . Existuje velké množství typů kov-polymerových trubek, lišících se materiály, technologií výroby, účelem a dalšími parametry.
Polymerové tělo trubky je vyrobeno převážně z termoplastů. Rám se skládá z podélných a příčných prvků: podélné jsou umístěny soustředně vzhledem ke středu trubky, příčné se na podélné navíjejí s určitým krokem a tvoří spirály.
Rozsah kov-polymerových trubek je velmi široký. Metal-polymerové trubky malého průměru (16-40 mm), vyztužené hliníkovou fólií , se úspěšně používají v bytových a komunálních službách (zásobování vodou, topení, kanalizace). Metal-polymerové trubky většího průměru se používají při pokládce ropovodů, plynovodů, technologických potrubí pro dopravu agresivních médií ( kyseliny , louhy a produkty s vysokým obsahem solí ) [2] . Metal-polymerové trubky se používají při podzemním a haldovém loužení neželezných kovů a kovů vzácných zemin ; mohou být také použity pro hydrodopravu a pneumatickou dopravu . V námořní infrastruktuře se používají jako podpěry pro různé struktury.
Materiálem pro trubku je obvykle polyetylen (PERT, PEX [3] a další), zpracovaný extruzí . Plechy hliníkové fólie (tloušťka od desetin milimetru) jsou k sobě svařeny ultrazvukovým svařováním . K zajištění silné vazby mezi polymerem a kovem se používá lepidlo .
Kvalitativní ukazatele kov-polymerových trubek vyztužených hliníkovou fólií jsou:
Technologie výroby tohoto typu potrubí se může lišit; běžná je přítomnost tuhého výztužného rámu vyrobeného z jednotlivých prvků (drátů, pásů). Výrobní linka se může skládat například z následujících komponent :
Při kontinuálním pohybu (pomocí tažného zařízení) po výrobní lince jsou podélné prvky výztuže navíjeny s určitou frekvencí příčného vyztužení. V průsečíku příčné (prstencové) a podélné výztuže se svařování provádí kontaktní metodou pomocí válcové válečkové elektrody rotující v kruhu kolem trubky.
Svařovaný rám vstupuje do vytlačovací dutiny, která je následně vyplněna taveninou polymeru. Vnitřní průměr trubky s velmi vysokou kvalitou povrchu (nízká drsnost ) je tvořen leštěným trnem s nezávislým chlazením. Chlazení vnějšího povrchu se provádí poté, co trubka projde tvarovacím pouzdrem .
Nedostatečná přilnavost mezi polymerem a kovem (nepoužívá se lepidlo) v případě tuhého rámu přispívá k tomu, že při působení ohybových napětí na trubku je rám, který na sebe vnímá zatížení, pružně deformován , zatímco polymerové těleso si zachovává svou celistvost a odolnost proti praskání [4] . Tato vlastnost kov-polymerových trubek vyztužených pevným síťovým rámem určuje pevnost a současnou pružnost těchto trubek.
Kvalitativní ukazatele kov-polymerových trubek vyztužených pevným síťovým rámem jsou:
Naléhavá potřeba zvládnout těžbu kovů vzácných zemin in-situ louhováním vedla k poptávce po obalovém materiálu, který odolá tlaku zemské kůry (tlak horniny) v hloubkách až 700 m a zároveň zajišťuje potíže. -bezplatný provoz (bez oprav a bez výstavby nových vrtů nahrazujících vadné) po celou dobu životnosti technologického vrtu . Tým inženýrů, pověřený Ministerstvem stavby středních strojů SSSR , navrhl a otestoval první vzorky kov-polymerové trubky. Od roku 1977 se MPT používá pro stavbu potrubí, pažnicových řetězců, pro loužení kovů vzácných zemin, v bytovém a komunálním sektoru a dalších sektorech národního hospodářství. V současnosti zůstala základní technologie výroby MPT nezměněna. Díky rozvoji technologie materiálů bylo možné jako těleso trubky použít vysoce kvalitní polymery se zvýšenou odolností vůči vnějším podmínkám ( teplota , mechanická destrukce , chemické napadení) [5] .
Metal-polymerové trubky spojují vysokou pevnost kovových trubek a chemickou odolnost a trvanlivost polymerových trubek (polyetylen, plast).
Potrubí z kov-polymerových trubek lze provozovat bez opravy několik desetiletí, na rozdíl od kovových potrubí podléhajících korozi . Aby se zvýšila chemická odolnost a odolnost proti korozi, jsou kovová potrubí v takových případech potažena galvanickými roztoky nebo vyrobena ze speciálních slitin ; v tomto případě se mnohonásobně zvyšuje cena za lineární metr potrubí a náklady na pokládku potrubí.
Pevnost kov-polymerových trubek je vyšší než pevnost konvenčních polymerových trubek díky zpevňujícímu kovovému rámu [5] . U některých kov-polymerových trubek plní tento rám kromě přímého pohlcování zatížení i další funkce. Například v pětivrstvé metal-polymerové trubce vyrobené z polyethylenu je hliníková fólie kromě toho, že umožňuje, aby trubka získala určitý tvar jejím ohýbáním, také bariérou, která omezuje pohyb kyslíku mezi vnitřní vrstvou polymeru. a ten vnější.
Zlepšení technologie výroby trubek kov-polymer, zejména vývoj nových typů kovových rámů, odolnějších a účinnějších, umožňuje snížit podíl polymeru ve hmotě trubky, což zase umožňuje je možné vyrábět trubky na bázi drahých vysoce kvalitních polymerů.
Použití vysoce kvalitních polymerů, které jsou odolnější vůči chemickému napadení a pevnější než v současnosti používané [6] polyethylen , polypropylen , polyvinylchlorid a další jako suroviny pro výrobu kov-polymerových trubek výrazně rozšíří pole působnosti metal-polymer potrubí.