A fém-polimer csövek olyan kompozit csövek , amelyek két vagy több komponensből állnak: hegesztett hálós fémvázzal vagy például alumíniumfóliával megerősített polimer cső [1] [ finom link ] . Sokféle fém-polimer cső létezik, amelyek különböznek az anyagoktól, a gyártási technológiától, a céltól és egyéb paraméterektől.
A cső polimer teste főként hőre lágyuló műanyagból készül. A keret hosszanti és keresztirányú elemekből áll: a hosszirányúak a cső középpontjához képest koncentrikusan helyezkednek el, a keresztirányúak egy bizonyos lépéssel rátekernek a hosszirányú elemekre és spirálokat alkotnak.
A fém-polimer csövek hatóköre nagyon széles. A kis átmérőjű (16-40 mm) fém-polimer csöveket alumínium fóliával megerősítve sikeresen használják lakás- és kommunális szolgáltatásokban (vízellátás, fűtés, csatorna). A nagyobb átmérőjű fém-polimer csöveket olajvezetékek, gázvezetékek, agresszív közegek ( savak , lúgok és magas sótartalmú termékek ) szállítására szolgáló technológiai vezetékek fektetésére használják [2] . A fém-polimer csöveket színesfémek és ritkaföldfémek föld alatti és kupacos kilúgozására használják ; hidro- és pneumatikus szállításra is használhatók . A tengeri infrastruktúrában különféle szerkezetek alátámasztására használják.
A cső anyaga általában polietilén (PERT, PEX [3] és mások), amelyet extrudálással dolgoznak fel . Az alufólia lapokat (tizedmilliméter vastagságtól) ultrahangos hegesztéssel hegesztik össze . Ragasztót használnak a polimer és a fém közötti erős kötés biztosítására .
Az alumíniumfóliával megerősített fém-polimer csövek minőségi mutatói a következők:
Az ilyen típusú csövek gyártásának technológiája változhat; gyakori az egyedi elemekből (huzalok, szalagok) készült merev merevítő keret jelenléte. A gyártósor például a következő alkatrészekből állhat :
A gyártósoron folyamatosan mozgatva (húzószerkezet segítségével) a vasalás hosszirányú elemeit meghatározott keresztirányú vasalási gyakorisággal feltekerjük. A keresztirányú (gyűrű alakú) és a hosszirányú vasalás metszéspontjában a hegesztés kontakt módszerrel történik, a cső körül körben forgó hengeres görgős elektróda segítségével.
A hegesztett keret belép az extrudáló üregbe, amelyet ezután polimer olvadékkal töltenek meg. A nagyon jó felületminőségű (alacsony érdességű ) cső belső átmérőjét független hűtéssel rendelkező, polírozott tüske alkotja. A külső felület hűtése azután történik, hogy a cső áthaladt az alakító hüvelyen .
A polimer és a fém közötti tapadás hiánya merev keret esetén (nem használnak ragasztót) hozzájárul ahhoz, hogy a csőre ható hajlítófeszültségek hatására a keret, érzékelve a terhelést, rugalmasan deformálódik , míg a polimer test megőrzi integritását és repedésállóságát [4] . A merev hálóvázzal megerősített fém-polimer csövek ezen tulajdonsága meghatározza e csövek szilárdságát és egyidejű rugalmasságát.
A merev hálós kerettel megerősített fém-polimer csövek minőségi mutatói a következők:
A ritkaföldfémek in situ kilúgozással történő kinyerésének sürgős elsajátításának szükségessége olyan burkolóanyag iránti kereslethez vezetett, amely akár 700 m mélységben is ellenáll a földkéreg nyomásának (kőzetnyomás), és biztosítja a bajt. - ingyenes üzemeltetés (javítás és a meghibásodott kutak építése nélkül) a technológiai kút teljes élettartama alatt . A Szovjetunió Közepes Gépgyártási Minisztériuma megbízásából egy mérnökcsoport megtervezte és tesztelte a fém-polimer cső első mintáit. Az MPT-t 1977 óta használják csővezetékek, burkolószálak építésére, ritkaföldfémek kilúgozására, a lakás- és kommunális szektorban, valamint a nemzetgazdaság egyéb ágazataiban. Jelenleg az MPT gyártásának alaptechnológiája változatlan maradt. Az anyagtechnológia fejlődésének köszönhetően lehetővé vált a külső körülményekkel ( hőmérséklet , mechanikai roncsolás , vegyi hatás) fokozottan ellenálló, jó minőségű polimerek csőtestként való alkalmazása [5] .
A fém-polimer csövek egyesítik a fémcsövek nagy szilárdságát és a polimer csövek (polietilén, műanyag) vegyszerállóságát és tartósságát.
A fém-polimer csövekből készült csővezetékek több évtizedig javítás nélkül üzemeltethetők, ellentétben a korróziónak kitett fémcsővezetékekkel . A vegyszer- és korrózióállóság növelése érdekében a fém csővezetékeket ilyen esetekben galvanikus oldatokkal vonják be vagy speciális ötvözetekből készítik ; ebben az esetben a cső lineáris méterenkénti ára és a csővezeték lefektetésének költsége többszörösére nő.
A fém-polimer csövek szilárdsága az erősítő fémváz miatt nagyobb, mint a hagyományos polimer csöveké [5] . Egyes fém-polimer csövekben ez a keret más funkciókat is ellát, amellett, hogy közvetlenül felveszi a terhelést. Például egy ötrétegű polietilénből készült fém-polimer csőben az alumíniumfólia amellett, hogy hajlítással bizonyos formát ad a csőnek, egyben gátat is jelent, amely korlátozza az oxigén mozgását a belső polimerréteg között. és a külső.
A fém-polimer csövek gyártásának technológiájának fejlesztése, különösen az új típusú, tartósabb és hatékonyabb fémvázak kifejlesztése lehetővé teszi a polimer arányának csökkentését a cső tömegében, ami viszont drága, jó minőségű polimerekből lehet csöveket gyártani.
A jó minőségű, vegyi hatásokkal szemben ellenállóbb és a jelenleg használtnál erősebb polimerek [6] polietilén , polipropilén , polivinil-klorid és mások fém-polimer csövek gyártásában nyersanyagként történő felhasználása jelentősen kibővíti a fém-polimerek körét. csövek.