Tubos de polietileno ( Tubos PE ) são amplamente utilizados no abastecimento de água, drenagem, transporte de gás natural, irrigação agrícola, tratamento de águas residuais e muitos outros campos. Devido à sua resistência à corrosão, grande flexibilidade, leveza e fácil instalação, tornaram-se indispensáveis em projetos de engenharia. Um dos canos. No entanto, com a expansão dos campos de aplicação e a melhoria dos requisitos técnicos, os tubos PE ainda enfrentam gargalos técnicos em alguns cenários de aplicação específicos e requerem mais melhorias e otimização. Este artigo explorará as limitações técnicas dos tubos PE e proporá possíveis melhorias.
1. Gargalos de desempenho em aplicações de alta temperatura
Pergunta: As características do material do tubo PE determinam que sua faixa de temperatura operacional esteja geralmente entre -40°C e 60°C. Em ambientes de alta temperatura, a resistência à tração e a rigidez dos tubos PE diminuirão significativamente, afetando sua vida útil e segurança. Portanto, em aplicações que precisam suportar altas temperaturas por muito tempo ou transportar fluidos de alta temperatura, como tubulações industriais de água quente ou sistemas geotérmicos, o desempenho dos tubos PE pode não atender aos requisitos.
Direção de melhoria: Para resolver esse gargalo, o desenvolvimento de materiais de polietileno modificado tornou-se fundamental. Por exemplo, a resistência ao calor dos tubos pode ser melhorada adicionando aditivos anti-envelhecimento térmico ou usando polietileno reticulado (PEX) resistente a altas temperaturas. Os tubos PEX melhoram a estabilidade térmica das cadeias moleculares através da tecnologia de reticulação e podem manter excelentes propriedades físicas em temperaturas mais altas. Eles são uma direção potencial para resolver problemas de aplicação em altas temperaturas.
2. Problemas de durabilidade sob carga de pressão de longo prazo
Problema: Quando os tubos PE são submetidos a cargas de pressão de longo prazo, o material pode deformar-se, ou seja, os tubos deformam-se gradualmente sob pressão sustentada, o que por sua vez afecta a sua integridade estrutural e vida útil. Especialmente em sistemas de abastecimento de água de alta pressão ou de transmissão de gás natural, a capacidade de suporte de pressão a longo prazo dos tubos PE tornou-se um dos gargalos técnicos.
Direção de melhoria: A fim de melhorar a resistência à fluência dos tubos PE, a resistência à tração e a durabilidade podem ser melhoradas ajustando a estrutura molecular da resina de polietileno ou desenvolvendo materiais PE de alta densidade (como PE100). Além disso, tubos PE reforçados (como tubos PE reforçados com esqueleto de malha de aço) também são uma direção de melhoria eficaz. Este tipo de tubo composto melhora muito a resistência à pressão e a estabilidade estrutural do tubo ao incorporar malha metálica ou reforço de fibra no material de polietileno.
3. Limitações da resistência UV
Problema: Os tubos PE são propensos à degradação fotooxidativa quando expostos à luz ultravioleta por um longo período ao ar livre, causando rachaduras, endurecimento e fragilização da superfície do tubo, reduzindo assim sua vida útil. Especialmente em cenas que requerem exposição a longo prazo, tais como irrigação agrícola e sistemas de drenagem exteriores, o impacto dos raios ultravioleta nos tubos PE é mais significativo.
Direção de melhoria: Em relação à influência dos raios ultravioleta, a direção de melhoria está focada principalmente no tratamento anti-UV da superfície do material. Por exemplo, ao adicionar aditivos anti-UV (como negro de fumo) aos tubos de PE, a sua resistência às intempéries pode ser efetivamente melhorada. Além disso, o uso de tecnologia especial de revestimento de superfície para formar uma película protetora que bloqueia os raios ultravioleta também pode prolongar a vida útil dos tubos PE em ambientes externos.
4. Necessidade de melhorar a força da conexão
Problema: Embora os tubos PE sejam fáceis de instalar e tenham boas propriedades de vedação devido à sua conexão de fusão a quente e conexão por eletrofusão, em tubos de grande diâmetro ou ambientes de alta pressão, a resistência da peça de conexão pode se tornar um elo fraco e há risco de vazamento ou ruptura. , especialmente em sistemas de tubulação de longa distância.
Direção para melhoria: Para resolver o problema da resistência da conexão, tecnologias de conexão mais avançadas podem ser desenvolvidas. Por exemplo, use tecnologia de crimpagem mecânica ou juntas metálicas para aumentar a resistência das interfaces dos tubos. Além disso, otimizar o controle dos parâmetros da conexão hot-melt e garantir o controle preciso da temperatura e pressão da soldagem pode melhorar a qualidade da soldagem e reduzir a concentração de tensão e possíveis defeitos na junta.
5. Limitações da resistência à corrosão química
Problema: Embora os tubos PE apresentem boa resistência à corrosão em ambientes químicos em geral, a resistência à corrosão química dos tubos PE pode ser desafiada em alguns cenários específicos da indústria química ou em ambientes expostos a altas concentrações de ácidos e álcalis. Isto é particularmente evidente no tratamento de águas residuais ou em sistemas de transporte de meios especiais na indústria química.
Direção de melhoria: Para melhorar a resistência à corrosão química dos tubos PE, melhorias podem ser feitas em dois aspectos. Primeiro, a resistência à corrosão dos tubos PE pode ser melhorada ajustando a fórmula do material e adicionando cargas ou copolímeros funcionais que sejam resistentes à corrosão química. Em segundo lugar, uma camada de material de revestimento com maior estabilidade química (como fluoroplástico ou revestimento PP) pode ser adicionada à parede interna do tubo para melhorar a durabilidade do tubo em ambientes químicos extremos.
6. Desafios da proteção ambiental e requisitos de sustentabilidade
Pergunta: À medida que o mundo presta cada vez mais atenção à protecção ambiental e ao desenvolvimento sustentável, a reciclagem e o impacto ambiental dos produtos plásticos tornaram-se uma questão fundamental da indústria. Embora os tubos PE sejam recicláveis, ainda existem alguns problemas de consumo de energia e de emissão de carbono durante a sua produção e utilização, especialmente em projetos de infraestruturas de grande escala.
Direção para melhoria: Para lidar com esse desafio, a futura produção de tubos PE pode prestar mais atenção à fabricação verde e à tecnologia de produção de baixo carbono. Por exemplo, a utilização de energias renováveis para impulsionar os processos de produção reduz a utilização de energia fóssil. Ao mesmo tempo, exploraremos materiais de polietileno baseados em matérias-primas de biomassa e desenvolveremos produtos de tubos PE mais ecológicos para reduzir ainda mais o impacto ambiental. Além disso, promover a tecnologia de reciclagem e reutilização de resíduos de tubos PE para reduzir o desperdício de recursos e promover o desenvolvimento da economia circular.
