Metall-polymerrör är kompositrör som består av två eller flera komponenter: ett polymerrör förstärkt med en svetsad metallram eller till exempel aluminiumfolie [1] [ förfina länk ] . Det finns ett stort antal typer av metallpolymerrör, som skiljer sig i material, produktionsteknik, syfte och andra parametrar.
Rörets polymerkropp är huvudsakligen gjord av termoplast. Ramen består av längsgående och tvärgående element: de längsgående är placerade koncentriskt med avseende på rörets centrum, de tvärgående lindar på de längsgående med ett visst steg och bildar spiraler.
Omfattningen av metall-polymerrör är mycket bred. Metall-polymerrör med liten diameter (16-40 mm), förstärkta med aluminiumfolie , används framgångsrikt i bostäder och kommunala tjänster (vattenförsörjning, värme, avlopp). Metall-polymerrör med större diameter används vid läggning av oljeledningar, gasledningar, tekniska rörledningar för transport av aggressiva medier ( syror , alkalier och produkter med hög salthalt ) [2] . Metall-polymerrör används i underjordisk och hög urlakning av icke-järnhaltiga och sällsynta jordartsmetaller ; de kan också användas för hydrotransport och pneumatisk transport . Inom maritim infrastruktur används de som stöd för olika strukturer.
Materialet för röret är vanligtvis polyeten (PERT, PEX [3] och andra), bearbetat genom extrudering . Ark av aluminiumfolie (tjocklek från tiondels millimeter) svetsas samman genom ultraljudssvetsning . Ett lim används för att ge en stark bindning mellan polymeren och metallen .
Kvalitativa indikatorer för metall-polymerrör förstärkta med aluminiumfolie är:
Tekniken för tillverkning av denna typ av rör kan variera; Vanligt är närvaron av en styv förstärkningsram gjord av enskilda element (trådar, remsor). Produktionslinjen kan till exempel bestå av följande komponenter :
Vid kontinuerlig rörelse (med hjälp av en draganordning) längs produktionslinjen, lindas armeringens längsgående element med en viss frekvens av tvärförstärkning. I skärningspunkten mellan den tvärgående (ringformiga) och längsgående förstärkningen utförs svetsning med kontaktmetoden med hjälp av en cylindrisk rullelektrod som roterar i en cirkel runt röret.
Den svetsade ramen går in i extruderingskaviteten, som sedan fylls med en polymersmälta. Rörets innerdiameter med mycket hög ytkvalitet (låg grovhet ) bildas av en polerad dorn med autonom kylning. Kylning av den yttre ytan utförs efter att röret har passerat formningshylsan .
Bristen på vidhäftning mellan polymeren och metallen (lim används inte) i fallet med en styv ram bidrar till det faktum att när böjspänningar appliceras på röret, blir ramen, som uppfattar belastningen på sig själv, elastiskt deformerad , medan polymerkroppen behåller sin integritet och motståndskraft mot sprickbildning [4] . Denna egenskap hos metall-polymerrör förstärkta med en styv nätram bestämmer styrkan och den samtidiga flexibiliteten hos dessa rör.
Kvalitativa indikatorer för metall-polymerrör förstärkta med en styv nätram är:
Det akuta behovet av att bemästra utvinningen av sällsynta jordartsmetaller genom in-situ urlakning har lett till efterfrågan på höljesmaterial som kan motstå trycket från jordskorpan (bergtrycket) på djup upp till 700 m, samt säkerställa problem -fri drift (utan reparationer och utan att bygga nya brunnar för att ersätta misslyckade) under hela den tekniska brunnens livslängd . Ett team av ingenjörer, på uppdrag av USSR Ministry of Medium Machine Building , designade och testade de första proverna av ett metall-polymerrör. Sedan 1977 har MPT använts för konstruktion av rörledningar, fodersträngar, för urlakning av sällsynta jordartsmetaller, inom bostads- och kommunalsektorn och andra sektorer av den nationella ekonomin. För närvarande har den grundläggande tekniken för tillverkning av MPT förblivit oförändrad. Tack vare utvecklingen av materialteknik blev det möjligt att använda högkvalitativa polymerer med ökad motståndskraft mot yttre förhållanden ( temperatur , mekanisk förstörelse , kemisk attack) som rörkropp [5] .
Metall-polymerrör kombinerar den höga hållfastheten hos metallrör och den kemiska beständigheten och hållbarheten hos polymerrör (polyeten, plast).
Rörledningar gjorda av metall-polymerrör kan drivas utan reparation i flera decennier, till skillnad från metallrörledningar som är utsatta för korrosion . För att öka kemisk och korrosionsbeständighet är metallrörledningar i sådana fall belagda med galvaniska lösningar eller tillverkade av speciella legeringar ; i detta fall ökar priset per linjär meter av röret och kostnaden för att lägga rörledningen många gånger om.
Styrkan hos metall-polymerrör är högre än hållfastheten hos konventionella polymerrör på grund av den förstärkande metallramen [5] . I vissa metall-polymerrör utför denna ram andra funktioner, förutom att direkt absorbera belastningen. Till exempel, i ett femlagers metall-polymerrör av polyeten, är aluminiumfolie, förutom att tillåta röret att få en viss form genom att böja det, också en barriär som begränsar syrerörelsen mellan det inre polymerskiktet och den yttre.
Förbättring av tekniken för tillverkning av metall-polymerrör, i synnerhet utvecklingen av nya typer av metallramar, mer hållbara och effektiva, gör det möjligt att minska andelen polymer i rörets massa, vilket i sin tur gör det är möjligt att tillverka rör baserade på dyra högkvalitativa polymerer.
Användningen av högkvalitativa polymerer som är mer resistenta mot kemiska angrepp och starkare än vad som för närvarande används [6] polyeten , polypropen , polyvinylklorid och andra som råmaterial för tillverkning av metall-polymerrör kommer att avsevärt utöka omfattningen av metall-polymer rör.