Dva komentáře k plastovým potrubím - novinky ve vícevrstvém potrubí a radiační síťování plastů
Článek vysvětluje rozdíl mezi bariérovou a vrstvenou trubkou z pohledu tlouštky vrstev s ohledem na připravované aktualizace norem a vysvětluje princip a smysl radiačního síťování pro zlepšení vlastností plastů.
1. Komentář k připravovaným novelám norem - tloušťka stěny vícevrstvého potrubí.
V současné době jsou v připomínkovém řízení změny norem pro plastové potrubní systémy, jedná se o návrh změny k částem 1 a 2 norem EN ISO 15874 (pro polypropylen),15875 (síťovaný polyetylén, PEX) a 15876 (polybuten). O změnách probíhá paralelní hlasování v CEN a ISO.
Změna se týká zapracování problematiky vrstvených potrubí a tloušťky stěny potrubí. Vzhledem k tomu, že vícevrstvá potrubí se stále více prosazují proti klasickému plastovému potrubí, požádali jsme o vysvětlení navrhované změny Ing. I. Attlovou z firmy Wavin Ekoplastik1, jako zástupce výrobce vícevrstvého potrubí z polypropylenu i ze síťovaného polyethylenu.
TZB-info: U plastového potrubí se uvažuje vždy s vnější tloušťkou potrubí. Přesný rozměr není ani tak důležitý pro návrh potrubního systému, kde milimetry vrstev potrubí nehrají žádnou roli, ale především pro spojování, kde přesné tolerance jsou důležité pro těsnost spojů.
Pokud hovoříme o vnější tloušťce potrubí, myslí se tím vnější rozměr potrubí včetně všech vrstev?
Ing. Attlová: Řada norem 15874 -15875 -15876 jsou normy pro trubky a tvarovky z jednotlivých plastových materiálů. Dle těchto norem se vyrábí i tzv. bariérové trubky, kde bariérová vrstva má pouze funkci bariéry - zamezení prostupu kyslíku, neprůhlednost apod. Tlaková odolnost je ale zcela splněna základní trubkou.
Změna normy se ani tak netýká plastových trubek z polypropylenu (zde vlastně barierové trubky neznáme), jako spíše trubek PEX - kde například bariéru tvoří alkoholová vrstva z EVOH.
Změna v normě: rozměry (průměr a tloušťka stěny) trubek platí pro základní plastovou trubku, a nezahrnují dodatečnou vnější vrstvu. Pouze pokud mluvíme o tzv. bariérových trubkách - tyto trubky mají max. tloušťku vnější - bariérové vrstvy 0,4mm (včetně adheziv), platí, že rozměry (tloušťka stěny a průměr) platí pro trubku včetně této bariéry.
TZB-info: Jaký je rozdíl u potrubí PEX, kdy je spojována ve spojce celá vícevrstvá trubka a u potrubí z polypropylenu, kdy je svařováno jen vnitřní potrubí, protože vrchní dvě vrstvy jsou před polyfúzním svařováním v délce zasunutí do svaru odstraněny?
Ing. Attlová: Trubky s bariérovou vrstvou větší než 0,4mm je nutno posuzovat jako "vícevrstvé trubky", pro které bude platit norma ISO 21003. Jedná se o trubky, kde další vrstva plní ještě další funkci (nejen jako bariéra) - to je případ i trubek STABI (PPR-AL-PPR) a trubek ALUPEX (PEX- AL-PEX), neboť hliníková vrstva zde zvyšuje tlakovou odolnost trubky.
To, že vnější průměr základní trubky z PP musí splňovat normu 15874 je dáno hlavně tím, že trubky (po ořezání vnější vrstvy) jsou spojovány se stejnými tvarovkami jako trubky celoplastové. Pro ALUPEX toto neplatí, tvarovky tím pádem nejsou universální. Norma ISO 21003 zatím nebyla schválena, je zatím pouze v návrhu.
14 největších evropských výrobců vícevrstvého potrubí v r. 2005 (mil. metrů)
Zdroj: KWD-globalpipe 192/ 2006-03-15
2. Optimalizace plastových potrubí radiačním síťováním.
Beta a gama záření optimalizuje levnější masové nebo konstrukční plasty a propůjčuje jim mechanické, tepelné a chemické vlastnosti vysoce odolných konstrukčních termoplastů. Radiační technologie se osvědčily například u trubek pro podlahové vytápění nebo pro zásobování teplou vodou. Podrobnosti jsou z firemních materiálů společnosti BGS, která je průkopníkem ozařovací techniky beta a gama zářením, provádí ozařování pro ostatí výrobce a následně just-in-time dále transportuje. BGS nabízí své služby na třech místech v Německu.
Historie
Už padesát let se osvědčuje radiační síťování jako optimalizace plastových dílů. Polyethylen (PE) byl prvním materiálem, který mohl ozářením prokázat, jaké kvality se v něm ukrývají.
Dnes je v samotném Německu radiačně zesíťováno zhruba 100 miliónů metrů polyethylenových trubek.
Značení
Všimněte si charakteristiky označování. Materiál s identifikací "PEXc" je radiačně zesíťován a rezistentní proti trvalé zátěži, například v sítích podlahového topení a rozvodech pitné vody.
Princip
Elektronovým (beta) zářením přivedeme molekuly polymerů k tomu, aby se mezi sebou zesíťovaly. Tímto způsobem získáme takové materiály, které odolají vysokým tepelným, mechanickým a chemickým zátěžím. Takovýto "upgrading" má ostatně za následek nejen opravdové divy u trubek a hadic, ale také u izolací kabelů a drátů, u smršťovacích výrobků, systému povrchového topení, tvarovaných a vstřikovaných dílů.
Radiační síťování je jednoduchá a ekologická metoda se širokou škálou možného využití. V následující tabulce jsou uvedeny vybrané aplikace v průmyslu a vlastnosti, které materiály získají po ozáření.
| Aplikace | Materiál | Zlepšené vlastnosti |
|---|---|---|
| Palivová potrubí pro automobilový průmysl | Polyamid 6, 66, 11 a 12 | Tepelná odolnost, odolnost proti hydrolýze, pevnost v tlaku, pevnost |
| Vlnité trubky, tlakové a sací potrubí, ochranné trubky | PE, EVA, TPE | Tepelná odolnost, pevnost v tlaku, odolnost proti okujím ze svařování |
| Smršťovací trubky, smršťovací hadice | PE | Zotavení materiálu "memory efekt" |
| Těsnění, profily | PE, TPE | Odolnost proti chemikáliím, tvarová stálost za tepla, tlaková zpětná deformovatelnost, snížené studené tečení - (krip), možný nárust tvrdosti Shore |
| Kabely a izolace vodičů | PE, TPU, PUR, PVC | Tepelná odolnost, odolnost proti okujím ze svařování, odolnost proti chemikáliím, odolnost proti otěru |
| Hadice pro zdravotnickou techniku | PE | Sterilizovatelnost horkou párou |
Beta a gama zářením se optimalizují levnější masové nebo konstrukční plasty a propůjčují se jim mechanické, tepelné a chemické vlastnosti vysoce odolných konstrukčních termoplastů. Při ozařování se používají různé elektronové (beta) zářiče a gama zařízení. V elektronovém urychlovači jsou elektrony nabíjeny energií vlivem vysokého napětí. V gama zařízení je využita energie gama kvantů, která vzniká rozpadem radioizotopu kobaltu Co60. Energie ze záření je materiálem absorbována. Vznikají primární radikály, které spolu reagují při následné chemické reakci a vytvářejí očekávané spojení, tzv. link. Radiační síťování si vystačí většinou bez dalších přísad a probíhá při pokojové teplotě bez dodatečného namáhání výrobků. Variacemi ozařovacích parametrů ovlivňujeme vlastnosti materiálů přesně podle toho, jak je vyžadováno. Pomocí dodatečných stínicích přípravků můžeme dokonce měnit stupeň síťování v ozařovaném dílu. Ozářené produkty nejsou ani radioaktivní a ani samy potom neemitují vlastní záření.
Chytří výrobci se vyhýbají nákladné změně na vysoce odolné konstrukční termoplasty. Extrudují trubkové profily obvyklým způsobem a potom je ozářením zesíťují. Zpracovatelé plastů ušetří tímto způsobem zbytečné investice a přechod na nové drahé materiály. Příjemné pro výrobce je, že radiační síťování následuje nezávisle, až po ukončení výrobního procesu.
1 Ing.Ivana Attlová, technický poradce WAVIN Ekoplastik s.r.o. , e-mail: i.attlova@ekoplastik.cz
2 Ing. Michal Daněk, technický poradce,prodej BGS, e-mail: danek@bgs.de
