Аналіз виробництва та використання поліетиленових труб для будівництва трубопроводів різного призначення (огляд)

Ключові слова: полімерні труби; поліетилен високої густини; структура; експлуатаційні характеристики; виробництво

Анотація

Встановлено, що у виробництві поліетиленових труб різного технологічного призначення, наприклад для будівництва напірних водопроводів, газопроводів і т.ін., застосовують різні типи поліетиленової сировини. Наведено основні етапи розвитку поліетиленової сировини та видозміни її структури під час синтезу внаслідок використання різних методів і речовин для удосконалення її експлуатаційних властивостей. Встановлено, що трубні марки поліетилену ПЕ 32, ПЕ 63, ПЕ 80 та ПЕ 100 розроблені на основі напівкристалічного поліетилену високої густини HDPE. З'ясовано, що поліетилени трубних марок ПЕ 32, ПЕ 63, ПЕ 80 та ПЕ 100 відрізняються між собою як структурою макромолекулярних ланцюгів поліетилену, так і експлуатаційними характеристиками. Так, поліетилени ПЕ 32, ПЕ 63 та ПЕ 80 є мономодальними полімерами, тобто для них характерний один максимум на графіку молекулярно-масового розподілу їх макромолекул. Удосконалений поліетилен ПЕ 100 є бімодальним полімером, тобто має два максимуми на графіку молекулярно-масового розподілу, що свідчить, що в його структурі є макромолекули різних молекулярних мас. Це сприяє його підвищеній стійкості до руйнування, а отже, підвищеним експлуатаційним характеристикам. Наведено закордонні та вітчизняні нормативні документи, за якими виготовляють поліетиленові труби різного технологічного призначення. Проаналізовано ринок трубних марок поліетиленової сировини закордонного виробництва, оскільки власного виробництва поліетилену в Україні немає. Показано, що найбільший обсяг експорту має поліетилен ПЕ 100, який в разі великого виробництва труб дає змогу зменшити їх матеріаломісткість і, відповідно, собівартість.

Біографія автора

M. V. Iurzhenko, Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України, м. Київ

канд. фіз.-мат. наук, ст. дослідник, завідувач відділу зварювання пластмас

Посилання

Akimov, A. V., Buketov, A. V., Sapronov, А. А., Brailo, M. V., Yakushchenko, S. V., & Smetankin, S. A. (2019). Development of polymer composites with improved thermophysical properties for shipbuilding and ship repair. Composites: Mechanics, Computations, Applications: An International Journal, 10(2), 117–134. https://doi.org/10.1615/compmechcomputapplintj.2018026989.
Alpern, V. A. (2002). What is necessary to know about pipe type of polyethylene. Engineering networks from polymeric materials, 2, 5–10. [In Russian].
Arzhakov, M. S., Zhirnov, A. E., Efimova, A. A., Korolev, B. A., Lachinov, M. B., & Litmanovich, E. A. (2012). Macromolecular connections. Moscow: Izd-vo MGU im. M. V. Lomonosova, 163 p. [In Russian].
Brailo, M. V., Buketov, A. V., Kobelnyk, O. S., Yakushchenko, S. V., Sapronova, A. V., Sapronov, O. O., & Vasilenko, A. O. (2018). Optimization of the content of additives in the epoxy-polyester binder to increase the cohesive strength of the composites. Scientific Bulletin of UNFU, 28(11), 71–77. https://doi.org/10.15421/40281114.
Buketov, A. V., Brailo, M. V., Yakushchenko, S. V., Sapronov, O. O., & Smetankin, S. O. (2018). The formulation of epoxy-polyester matrix with improved physical and mechanical properties for restoration of means of sea and river transport. Journal of Marine Engineering & Technology,1–6. https://doi.org/10.1080/20464177.2018.1530171.
Buketov, A. V., Sapronov, O. O., Brailo, M. V., Zinchenko, D. O., & Nihalatii, V. D. (2017). Investigation of the hydroabrasive wear of epoxy composites with two-component filler. Materials Science, 53(1), 62–66. https://doi.org/10.1007/s11003-017-0044-4.
Buketov, A., Brailo, M., Yakushchenko, S., & Sapronova, A. (2018). Development of Epoxy-Polyester Composite with improved thermophysical properties for restoration of details of sea and river transport. Advances in Materials Science and Engineering, 1–6. https://doi.org/10.1155/2018/6378782.
Demchenko, V. L., & Iurzhenko, M. (2017). Peculiarities of constant magnetic field effect on the nanostructural organization and properties of hard-to-weld polyethylene-polypropylene joints. IEEE 7th International Conference Nanomaterials: Application & Properties (NAP). https://doi.org/10.1109/nap.2017.8190258.
Demchenko, V. L., & Yurzhenko, M. V. (2017). Structure and properties of the welded joints of single-type polyethylenes formed under the action of constant magnetic fields. Materials Science, 53(2), 186–193. https://doi.org/10.1007/s11003-017-0061-3.
Demchenko, V., & Iurzhenko, M. (2017). Features of Nanostructural Organization, Properties, and Behaviour of Welded Joints of Polyethylenes Relaxation. Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 15(3), 535–546. Retrieved from: https://www.imp.kiev.ua/ nanosys/media/pdf/2017/3/nano_vol15_iss3_p0535p0546_2017.pdf. [In Ukrainian].
DSTU B V.2.7-151. (2008). Polyethylene pipes for cold water supply. Technical conditions. [In Ukrainian].
DSTU B V.2.7-73-98. (1998). Polyethylene pipes for gas supply. Technical conditions. [In Ukrainian].
Gorilovskii, M., & Gvozdev, I. (2006, April 30). Pipes of different types of polyethylene. Retrieved from: https://polyplastic.ua/news/news-107.html. [In Russian].
Gorilovskii, M., & Gvozdev, I. (2008). Pipe type of polyethylene PE 100. Polimernye Truby, 4, 47–50. [In Russian].
GOST 16337-77. (1977). High pressure polyethylene. Technical conditions. [In Russian].
GOST 16338-85. (1985). Low pressure polyethylene. Technical conditions. [In Russian].
GOST 18599-83. (1983). Pressure pipes of polyethylene. Technical conditions. [In Russian].
GOST R 18599. (2001). Pressure pipes of polyethylene. Technical conditions. [In Russian].
GOST R 50838-95. (1995). Polyethylene pipes for gas supply pipelines. [In Russian].
Gvozdev, I., Aizenshtein, M., & Galiullina, N. (2013). System of standards for definition and confirmation of operational characteristics of pressure plastic pipes. Polimernye Truby. Polymeric Pipes. Retrieved from: http://polypipe.info/technologies-materials/662-sistema-standartov. [In Russian].
Import. (2016). The market of import of pipe type polyethylene in Ukraine during 9 months of 2015. Polymeric pipes – Analytics of market. Retrieved from: http://polypipe.info/analytics/1366-rynok-importa-trybnogo-pe-2015. [In Russian].
ISO 1167-1. (2006). Thermoplastics pipes, fittings and assemblies for the conveyance of fluids – Determination of the resistance to internal pressure. (Part 1).
ISO 1167-2. (2006). Thermoplastics pipes, fittings and assemblies for the conveyance of fluids – Determination of the resistance to internal pressure. (Part 2).
ISO 12162. (2009). Thermoplastics materials for pipes and fittings for pressure applications – Classification, designation, and design coefficient.
ISO 9080. (2012). Plastics piping and ducting systems – Determination of the long-term hydrostatic strength of thermoplastics materials in pipe form by extrapolation.
Iurzhenko, M., & Korab, M. (2016). Welding of high-tech plastics. Sumy: University book, 319 p. [In Ukrainian].
Jeremic, D. (2014). Polyethylene. Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry,1–42. https://doi.org/10.1002/14356007.a21_487.pub3
Kagan, D. F. (1980) Plastic pipelines. Moscow: Khimiia, 296 p. [In Russian].
Kochnev, A. M., & Zaikin, A. E. (2003). Physicochemistry of polymers. Kazan: FEN, 5121 p. [In Russian].
Korab, G. N. (Ed.). (1985). Technology and equipment for wlding and glueing of plastic pipes in gas and water supply systems. Kyiv: IES im. E. O. Patona, 100 p. [In Russian].
Lebedev, V. V. (2011). Bimodal tchnologies of reception of third generations polyethylene (survey). [In Ukrainian].
Lurzhenko, M., Demchenko, V., Korab, M., Galchun, A., Kondratenko, V., Anistratenko, V., & Demchenko, V. (2017). Welding and welded joints of the heat-resistant plastics. IEEE International Young Scientists Forum on Applied Physics and Engineering (YSF). https://doi.org/10.1109/ysf.2017.8126610
Mamunya, Y., & Iurzhenko, M. (Eds.). (2012). Advances in progressive thermoplastic and thermosetting polymers, perspectives and applications. Iasi, RO: Tehnopress editura, 424 p.
Material. (2014). Characteristics of raw material PE 80, PE 100. Retrieved from: https://polyplastic.ua/specifications-pe100-pe80.html. [In Russian].
Muzafarov, M. A., Kuznetcov, A. A., Zaremskii, M. I., & Zelenetckii, A. N. (2010). Introduction to the chemistry of macromolecular connections. Moscow: Izd-vo MGU im. M. V. Lomonosova, 47 p. [In Russian].
Paulik, C., Spiegel, G., & Jeremic, D. (2019). Bimodal Polyethylene: Controlling Polymer Properties by Molecular Design. In A. Albunia, F. Prades, D. Jeremic (Eds.), Multimodal Polymers with Supported Catalysts, (pp. 243–265). Cham: Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-03476-4_7/
Ryzhov, V., Kalugina, E., Biserova, N., & Kazakov, I. (2011). Pipe type polyethylenes. Structure and properties. Polymeric Pipes, 4, 56–60. [In Russian].
Shestopal, A. N., Romeiko (Eds.), V. S., & Bukhin, V. E. (1985). Handbook of designer. Design, construction and exploitation of pipelines of polymeric materials. Moscow: Stroiizdat, 304 p. [In Russian].
Опубліковано
2019-03-28
Як цитувати
Iurzhenko, M. V. (2019). Аналіз виробництва та використання поліетиленових труб для будівництва трубопроводів різного призначення (огляд). Науковий вісник НЛТУ України, 29(2), 112-119. https://doi.org/10.15421/40290223
Розділ
Технологія та устаткування