Polyethylenrohre ( PE-Rohre ) werden häufig in der Wasserversorgung, Entwässerung, dem Erdgastransport, der landwirtschaftlichen Bewässerung, der Abwasserbehandlung und vielen anderen Bereichen eingesetzt. Aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit, starken Flexibilität, ihres geringen Gewichts und ihrer einfachen Installation sind sie in Ingenieurprojekten unverzichtbar geworden. Eines der Rohre. Allerdings stoßen PE-Rohre mit der Ausweitung der Anwendungsfelder und der Verbesserung der technischen Anforderungen immer noch auf technische Engpässe in einigen spezifischen Anwendungsszenarien und erfordern weitere Verbesserungen und Optimierungen. In diesem Artikel werden die technischen Einschränkungen von PE-Rohren untersucht und mögliche Verbesserungen vorgeschlagen.
1. Leistungsengpässe bei Hochtemperaturanwendungen
Frage: Die Materialeigenschaften von PE-Rohren bestimmen, dass ihr Betriebstemperaturbereich normalerweise zwischen -40 °C und 60 °C liegt. In Umgebungen mit hohen Temperaturen nehmen die Zugfestigkeit und Steifigkeit von PE-Rohren erheblich ab, was sich auf ihre Lebensdauer und Sicherheit auswirkt. Daher kann es sein, dass die Leistung von PE-Rohren bei Anwendungen, die über einen langen Zeitraum hohen Temperaturen standhalten oder Hochtemperaturflüssigkeiten transportieren müssen, wie z. B. industrielle Warmwasserleitungen oder Geothermiesysteme, nicht den Anforderungen entspricht.
Verbesserungsrichtung: Um diesen Engpass zu beheben, ist die Entwicklung modifizierter Polyethylenmaterialien von entscheidender Bedeutung. Beispielsweise kann die Hitzebeständigkeit von Rohren durch den Zusatz von Anti-Hitze-Alterungsadditiven oder den Einsatz von hochtemperaturbeständigem vernetztem Polyethylen (PEX) verbessert werden. PEX-Rohre verbessern die thermische Stabilität von Molekülketten durch die Vernetzungstechnologie und können bei höheren Temperaturen hervorragende physikalische Eigenschaften beibehalten. Sie sind eine potenzielle Richtung zur Lösung von Hochtemperatur-Anwendungsproblemen.
2. Haltbarkeitsprobleme bei langfristiger Druckbelastung
Problem: Bei dauerhafter Druckbelastung von PE-Rohren kann es zu Materialkriechen kommen, d. Besonders in Hochdruckwasserversorgungs- oder Erdgastransportsystemen ist die dauerhafte Druckbelastbarkeit von PE-Rohren zu einem der technischen Engpässe geworden.
Richtung für Verbesserungen: Um die Kriechfestigkeit von PE-Rohren zu verbessern, können die Zugfestigkeit und Haltbarkeit durch Anpassung der Molekularstruktur von Polyethylenharz oder die Entwicklung hochdichter PE-Materialien (wie PE100) verbessert werden. Darüber hinaus sind auch verstärkte PE-Rohre (z. B. mit Stahlgitterskelett verstärkte PE-Rohre) eine wirksame Verbesserungsrichtung. Diese Art von Verbundrohr verbessert die Druckfestigkeit und strukturelle Stabilität des Rohrs erheblich, indem es Metallgeflecht oder Faserverstärkung in das Polyethylenmaterial einbettet.
3. Einschränkungen der UV-Beständigkeit
Problem: PE-Rohre neigen bei längerer Einwirkung von ultraviolettem Licht im Freien zu photooxidativem Abbau, was zu Rissen, Verhärtung und Versprödung der Rohroberfläche führt und so die Lebensdauer verkürzt. Insbesondere in Szenen, die eine Langzeitbelichtung erfordern, wie beispielsweise landwirtschaftliche Bewässerungs- und Entwässerungssysteme im Freien, ist der Einfluss ultravioletter Strahlen auf PE-Rohre erheblicher.
Verbesserungsrichtung: Bezüglich des Einflusses ultravioletter Strahlen liegt der Schwerpunkt der Verbesserung hauptsächlich auf der Anti-UV-Behandlung der Materialoberfläche. Beispielsweise kann durch die Zugabe von Anti-UV-Additiven (z. B. Ruß) zu PE-Rohren deren Witterungsbeständigkeit effektiv verbessert werden. Darüber hinaus kann der Einsatz einer speziellen Oberflächenbeschichtungstechnologie zur Bildung eines Schutzfilms, der ultraviolette Strahlen blockiert, auch die Lebensdauer von PE-Rohren im Außenbereich verlängern.
4. Die Verbindungsstärke muss verbessert werden
Problem: Obwohl PE-Rohre aufgrund ihrer Heißschmelzverbindung und Elektroschweißverbindung einfach zu installieren sind und über gute Dichtungseigenschaften verfügen, kann die Festigkeit des Verbindungsteils in Rohren mit großem Durchmesser oder in Hochdruckumgebungen zu einem schwachen Glied werden, und das ist auch der Fall Es besteht die Gefahr einer Undichtigkeit oder eines Bruchs. , insbesondere in Fernleitungssystemen.
Verbesserungsrichtung: Um das Problem der Verbindungsstärke zu lösen, kann eine fortschrittlichere Verbindungstechnologie entwickelt werden. Verwenden Sie beispielsweise mechanische Crimptechnik oder Metallverbindungen, um die Festigkeit der Rohrschnittstellen zu erhöhen. Darüber hinaus kann die Optimierung der Parametersteuerung der Heißschmelzverbindung und die Sicherstellung einer präzisen Steuerung der Schweißtemperatur und des Schweißdrucks die Schweißqualität verbessern und Spannungskonzentrationen und potenzielle Defekte an der Verbindung reduzieren.
5. Einschränkungen der chemischen Korrosionsbeständigkeit
Problem: Obwohl PE-Rohre in allgemeinen chemischen Umgebungen eine gute Korrosionsbeständigkeit aufweisen, kann die chemische Korrosionsbeständigkeit von PE-Rohren in einigen spezifischen Szenarien der chemischen Industrie oder in Umgebungen, die hohen Konzentrationen von Säuren und Laugen ausgesetzt sind, beeinträchtigt sein. Dies zeigt sich insbesondere bei der Abwasseraufbereitung oder speziellen Medienförderanlagen in der chemischen Industrie.
Verbesserungsrichtung: Um die chemische Korrosionsbeständigkeit von PE-Rohren zu verbessern, können Verbesserungen aus zwei Aspekten vorgenommen werden. Erstens kann die Korrosionsbeständigkeit von PE-Rohren durch eine Anpassung der Materialformel und die Zugabe funktioneller Füllstoffe oder Copolymere, die gegen chemische Korrosion beständig sind, erhöht werden. Zweitens kann eine Schicht aus Auskleidungsmaterial mit höherer chemischer Stabilität (z. B. Fluorkunststoff oder PP-Auskleidung) an der Innenwand des Rohrs angebracht werden, um die Haltbarkeit des Rohrs in extremen chemischen Umgebungen zu verbessern.
6. Herausforderungen des Umweltschutzes und Nachhaltigkeitsanforderungen
Frage: Da die Welt dem Umweltschutz und der nachhaltigen Entwicklung zunehmend Aufmerksamkeit schenkt, sind das Recycling und die Umweltauswirkungen von Kunststoffprodukten zu einem zentralen Thema der Branche geworden. Obwohl PE-Rohre recycelbar sind, gibt es bei ihrer Herstellung und Verwendung, insbesondere bei großen Infrastrukturprojekten, immer noch bestimmte Probleme im Zusammenhang mit dem Energieverbrauch und dem CO2-Ausstoß.
Richtung für Verbesserungen: Um diese Herausforderung zu bewältigen, kann die zukünftige Produktion von PE-Rohren stärker auf umweltfreundliche Herstellung und kohlenstoffarme Produktionstechnologie achten. Beispielsweise reduziert die Nutzung erneuerbarer Energien zum Antrieb von Produktionsprozessen den Einsatz fossiler Energie. Gleichzeitig werden wir Polyethylen-Materialien auf Basis von Biomasse-Rohstoffen erforschen und umweltfreundlichere PE-Rohrprodukte entwickeln, um die Umweltbelastung weiter zu reduzieren. Fördern Sie außerdem die Recycling- und Wiederverwendungstechnologie für PE-Abfallrohre, um Ressourcenverschwendung zu reduzieren und die Entwicklung der Kreislaufwirtschaft zu fördern.
