Введение
1 Применение пластмасс при строительстве трубопроводов
1.1Материалы, используемые для изготовления труб
1.2Физико-химические основы строения полимеров
1.3Пластические массы
1.4Технологические свойства пластмасс
1.5Физико-химические основы переработки пластмасс
1.6Анализ физических процессов, протекающих при тепловой сварке полимерных материалов
1.7Оборудование для сварки нагретым инструментом
1.8 Технология получения неразъемных соединений при сварке полимеров с использованием нагретого инструмента
1.8.1Особенности стыковой сварки
1.8.2Особенности сварки труб враструб
1.8.3Технологические режимы сварки полиэтиленовых труб встык
1.8.4Контроль качества сварных соединений полиэтиленовых труб
1.8.5Оборудование для проведения экспериментов
1.8.6Механические свойства сварных соединений полиэтиленовых труб,
выполненных сваркой встык
2Методика проведения исследований
2.1Проведение механических испытаний
3. Влияние режимов сварки на качество формирования сварных соединений из полипропиленовых труб и их прочность
4 Анализ полученных результатов и разработка технологических рекомендаций по сварке полипропиленовых труб
Заключение
Список используемой литературы
Стальные трубопроводы систем водоснабжения и газоснабжения часто становятся источником серьезных экологических проблем. Для всех видов трубопроводов наиболее характерными эксплуатационными нарушениями являются разгерметизация и зарастание внутреннего сечения трубопровода, а также подверженность коррозии.
Сквозная ржавчина, трещины в стенке или неплотности в соединениях трубопроводов приводят к утечкам, вытекающая вода размывает грунт вокруг трубы, а также приводит к утечке газов и иным проблемам при эксплуатации трубопроводов. Результат: подтопление подвалов, провалы грунта, повреждение фундаментов зданий, потери энергоресурсов и иных осложнений.
Что касается питьевой воды, проблема решается хлорированием в городских очистных сооружениях. Но соединения хлора несут еще большую опасность: злокачественные образования, снижение иммунитета. Однако, при таком плачевном состоянии водопроводных сетей мы никогда не откажемся от хлорирования и гиперхлорирования, слишком велика вероятность вторичного загрязнения воды, загрязнения при транспортировании ее по нашим стальным трубопроводам [11, 25].
А по отношению к углеводородам или иным газам, данный метод не подходит. И проблемы, вызываемые с коррозией трубопроводов, несут совершенно другие последствия, например, такие как взрывы и утечки газов.
Исследования научных организаций и многолетний мировой опыт свидетельствуют, что наиболее перспективным решением в настоящее время является применение полимерных трубопроводов. Они не ржавеют, не зарастают и не теряют герметичности. В России же большинство водопроводных систем построено из стальных труб и давно перестали отвечать современным требованиям.
Описывая спады и подъемы в трубной промышленности России, прогнозируя рост потребления труб, анализируя причины, сдерживающие этот рост, мы часто упускаем из вида тот факт, что прошедшие десятилетия, на которые пришлись основные процессы реструктуризации трубной отрасли, было ознаменовано существенным прогрессом в разработке и использовании альтернативных стали материалов, в первую очередь полимеров, и в частности полиэтилена и полипропилена.
Использование этих материалов в бытовых и промышленности уже никого не удивить. Научились монтировать, укладывать и эксплуатировать полимерные трубопроводы много десятилетий назад.
За время освоения и внедрения данных материалов в качестве альтернативных металлам выпущены не одни научно-обоснованные работы по сварке полиэтилена и полипропилена. Даже изготовлены специальные сварочные аппараты, отдельные по способам сварки и типу материала.
На сегодняшний день полиэтиленовые трубы принято сваривать нагретым инструментом встык, тогда как полипропилен сваривают, чаще всего, враструб.
Для сварки полиэтиленовых трубопроводов разработан и успешно применяется целый ряд специализированного оборудования, позволяющего выполнять стыковую сварку трубопроводов диаметром 1200 мм и выше. В связи расширением номенклатуры применяемых труб из полипропилена (РР) и увеличением их диаметра становится актуальным вопрос применения данного оборудования для сварки полипропиленовых труб большого диаметра. Исходя из этого, возникает вопрос расширения области применения существующего оборудования применительно к новому материалу. В известных литературных источниках сведения о технологических параметрах сварки полипропилена нагретым инструментом встык, позволяющих получать качественные соединения, весьма ограничены.
Опираясь на эти данные и предлагая свои, будем проводить сварку встык полиэтиленовых и полипропиленовых труб. В конце работы хочется получить результат, который нас будет удовлетворять и позволит решить главную цель магистерской работы.
Цель работы: повышение качества сварных соединений
полипропиленовых труб, выполненных сваркой нагретым инструментом встык путем определения оптимальных параметров и режимов сварки.
Цель не нова для мира сварки. Работа интересна с разных сторон, а именно распространяя возможности оборудования могут выявится новые возможности материала или же проявиться давно известные.
Производители сварочного оборудования дают рекомендации по сварке полипропиленовых труб встык на оборудовании разработанного для полиэтилена. Опытным путем докажем или опровергнем, а может даже предложим новые режимы для сварки полипропилена.
Согласно результатам, проведенных испытаний сварка встык хорошо применима не только для полиэтилена, а так же для полипропилена. Подобранный режим позволяет получить удовлетворительного качества сварное соединение. Распространенный способ сварки встык для полиэтилена может быть применен для полипропилена в бытовых условиях.
Также механические испытания показали удовлетворительную чувствительность полимерных материалов к длительному нагружению и выявил закономерность толщины грата от температуры сварки понижающий стойкость к нагрузкам при уменьшении размеров грата.
Как показали механические испытания, качество сварных швов полиэтиленовых и полипропиленовых труб оказались хорошим. Следовательно, оборудование используемое для сварки полиэтиленовых труб также может использоваться для сварки полипропиленовых труб с незначительными корректировками режимов сварки.
Из выше сказанного следует, возможности оборудования позволяют смело его использовать. Данный метод сварки не требует изготовление муфт, разводов и других переходников и соединителей.
На ряду с этим проектирование, разработка, изготовление и выпуск целого ряда оборудований для сварки враструб привело разделению схожих по свойствам материалов.
Согласно полученных результатов испытаний сварных швов полипропиленовых труб, можно рекомендовать производителям оборудования по сварке полиэтиленовых труб расширять возможности эксплуатации оборудования. Тем самым расширить возможности использования сварочного оборудования.
1.Алешин Н.П., Щербинский В.Г. Контроль качества сварочных работ. М.: Высшая школа, 1986. 207с.
2.Балабинова Г.В., Истратов И.Ф. Контроль качества сварных соединений из пластмасс в строительстве. М.: Стройиздат, 1975. 192с.
3.Басин В.С. Адгезионная прочность. М.: Химия, 1981. 208с.
4.Вакула В.Л., Притыкин Л.М. Физическая химия адгезии полимеров. М.: Химия, 1984. 224с.
5.Волков С.С. Сварка и склеивание полимерных материалов. М. из- во Химия, 2001. 376с.
6.Волков С.С., Черняк Б.Я. Сварка пластических масс: учебное пособие для рабочего образования. М.: Химия, 1987. 168с.
7.ГОСТ 166-89 Межгосударственный стандарт. Штангенциркуль.
Технические условия
8.ГОСТ 11262- 80 Пластмассы. Метод испытания на растяжение
9.ГОСТ 12423-2013 Пластмассы. Условия конденционирования и испытания образцов (про)Метод испытания на растяжение
10.ГОСТ 18599- 2001 Трубы напорные из полиэтилена. Технические условия
11.ГОСТ 2874-82 Вода питьевая
12.ГОСТ 54792-2011 Дефекты сварных соединений термопластов. Описание и оценка
13.ГОСТ Р 55142-2012 Испытания сварных соединений листов и труб из термопластов. Методы испытаний
14.Гуль В.Е., Акутин М.С. Основы переработки пластмасс: учебное пособие для ВУЗов. М.: Химия, 1985. 400с.
15.Гуль В.Е., Кулезнев В.Н. Структура и механические свойства полимеров. 3-е изд. М.: Высшая школа, 1979. 352с...