Hostalen (хостален)
Трубы из ПНД Hostalen: испытываем на долговечность
Все современные производители полиэтиленовых труб уверяют: срок службы трубы из ПНД составляет не менее 50 лет! Именно такое требование водоснабжающие компании Германии предъявили к новому материалу - трубному ПНД - в далеких 50-х годах прошлого века. И в 1955 году новый трубный материал под торговой маркой Hostalen был представлен компанией Hoechst AG (предшественником компании LyondellBasell) на ярмарке в Ганновере. А в октябре 1956 года два образца трубы из этого материала были поставлены на испытания на ползучесть при температуре 200С и кольцевом напряжении соответственно 5 и 7,5 Н/мм2.
Первые испытания на ползучесть длились 4,5 года и проводились при температуре 800С. Экстраполяция зависимости "время - разрушение" позволила определить срок службы тестируемых труб на уровне 50 лет при 200С. Стоит отметить, что этот же метод экстраполяции используется и для прогнозирования срока службы труб из современного ПНД. А те два образца трубы, о которых говорилось выше, проходят испытания до сих пор (Рис.1).
Вернемся в прошлое. В том же далеком 1955 году был смонтирован первый трубопровод из материала Hostalen для водоснабжения собственных помещений компании Hoechst AG - лабораторий, офисных зданий, душевых и санитарных сооружений. Одно из таких зданий, построенное в 1961 году, было разобрано за ненадобностью в 2002 году, множество труб из Hostalen GM5010 было демонтировано из раздевалок и душевых комнат.
Сравнение данных, полученных при испытании демонтированных труб с данными, указанными в технических характеристиках (табл. 1), показало, что, несмотря на длительный срок службы, трубы находятся в рабочем состоянии. Они обеспечивали непрерывный поток насыщенной кислородом воды на протяжении 41 года!
Табл. 1: Сравнение данных, полученных при испытании демонтированных труб с данными, указанными в технических характеристиках.
Параметры
|
Технические требования 1966 г. для Hostalen GM5010
|
Демонтированная труба черная, SDR 11-75x6,8
|
||
внутри
|
в середине
|
снаружи
|
||
Плотность, г/см3
|
0,955
|
-
|
0,9547
|
-
|
ПТР при 1900С, 5 кгс, г/10 мин.
|
0,3
|
-
|
0,22
|
-
|
ПТР при 1900С, 21,6 кгс, г/10 мин.
|
-
|
-
|
7,89
|
-
|
Термостабильность при 2000С, мин.
|
20
|
2
|
25
|
28
|
Температура плавления, 0С
|
130
|
130,28
|
130,01
|
129,98
|
А в результате испытаний, проведенных для определения остаточного срока службы демонтированных труб, была получена величина, соответствующая, по крайней мере, 27 годам. Таким образом, испытания не только подтвердили расчетный 50-летний срок службы труб из ПНД, но и показали, что в действительности долговечность значительно превышает его.
Современный ПНД Hostalen для выпуска труб: нет предела совершенству!
С 1955 года прошло уже более полувека, в течение которого ПНД Hostalen для производства труб завоевал признание во многих странах мира. Стоит отметить, что в течение всей второй половины 20 века компания LyondellBasell совершенствовала марки трубного ПНД, приспосабливая их под растущие требования к трубопроводам. Так, в конце 90-х годов появилось третье поколение трубного ПНД - марка Hostalen CRP 100 Black.
Hostalen CRP 100 Black - бимодальный ПЭ 100, разработанный компанией LyondellBasell для производства труб газо- и водоснабжения, канализации, для промышленных и химических производств.
Марка характеризуется высокой жесткостью и стойкостью к растрескиванию под нагрузкой. Способность объединить эти часто взаимоисключающие свойства возникла за счет контролируемого соотношения между короткими и длинными молекулами ПЭ, которые синтезируются в последовательно подключенных реакторах. Использование этой технологии позволило, с одной стороны, придать материалу необходимые свойства для долгосрочного использования в области производства труб и, с другой стороны, улучшить перерабатываемость получаемого материала на современных экструзионных линиях.
Помимо Hostalen CRP 100 Black современный рынок предлагает и другие марки для труб как европейских, так и корейских производителей. Но, стоит отметить, что материалов, классифицированных как ПЭ 100, в мире производится не так уж много - всего около 11 марок.
Компания LyondellBasell продолжает совершенствовать ПНД Hostalen для труб. Современные технологии прокладки трубопроводов требуют от материала высокой стойкости к растрескиванию. Чтобы удовлетворить этим требованиям, в 2008 году компания LyondellBasell разработала новую мультимодальную марку трубного ПЭ 100 - Hostalen CRP 100 Resist Black.
Эта марка специально разработана для выпуска труб с повышенной устойчивостью к медленному распространению трещин. Такие трубы пригодны для установки в неподходящих для прокладки трубопровода местах.
Главное отличие от Hostalen CRP 100 Black - величина FNCT (Full Notch Creep Test). У Hostalen CRP 100 Resist CR Black она - более 8760 часов (4,0 МПа, 2% Arcopal N 100? 80 0C)! Для сравнения, та же величина у марки Hostalen CRP 100 Black - более 1000 часов (подробнее - в табл. 2).
Табл. 2: Сравнение технических характеристик марок Hostalen CRP 100 Black и Hostalen CRP 100 Resist Black.
Свойства
|
Единицы измерения
|
Hostalen CRP 100 Black
|
Hostalen CRP 100 Resist Black
|
Физические
|
|||
Плотность
|
г/см3
|
0,959
|
0,959
|
ПТР
(1900С/21,6 кг)
(1900С/5,0 кг)
|
г/10 мин.
|
6,4
0,23
|
6,4
0,22
|
Индекс Штаудингера
|
мл/г
|
380
|
380
|
Механические
|
|||
Модуль упругости (23ºС, v = 1 мм/ мин.)
|
МПа
|
900
|
900
|
Напряжение при растяжении (23ºС, v = 50 мм/ мин.)
|
МПа
|
23
|
23
|
Деформация растяжения (23ºС, v = 50 мм/ мин.)
|
%
|
9
|
9
|
Модуль ползучести при растяжении, 1 ч.
|
МПа
|
850
|
850
|
Модуль ползучести при растяжении, 1000 ч.
|
МПа
|
360
|
360
|
Классификация MRS
|
МПа
|
10
|
10
|
Напряжение при изгибе, при 3,5 % отклонении
|
МПа
|
21
|
21
|
FNCT (Full Notch Creep Test) (4,0 МПа, 2 % Arcopal N 100, 80°C)
|
ч.
|
>1000
|
>8760
|
Удар
|
|||
Ударная вязкость по Шарпи с надрезом:
( 23 ºС, тип 1, надрез 1)
( - 30 ºС, тип 1, надрез 1)
|
кДж / м2
|
26,0
13,0
|
26,0
13
|
Твердость
|
|||
Твердость по Шор (Шор Д, 3)
|
МПа
|
63
|
63
|
Температура
|
|||
Температура размягчения по Вика (В 50)
|
ºС
|
74
|
74
|
Время окисления кислородом (OIT), 210ºС
|
мин
|
30
|
30
|
Дополнительно
|
|||
Содержание углеродного наполнения
|
%
|
2,25
|
2,25
|
Трубы из ПНД не подходят? Выручат трубы из ПП!
ПНД производства LyondellBasell прекрасно зарекомендовал себя как материал для труб низкотемпературных применений. Но для труб горячего водоснабжения и отопления ПНД не подходит, и тут приходят на выручку трубы из ПП.
Впервые полипропилен был получен в 1953 году. А уже в 1957 году компания Hoechst AG выпустила на рынок первые коммерческие марки полипропилена для изготовления труб - Hostalen PP.
Марки полипропилена Hostalen PP для производства труб изготавливаются по технологии Spheripol - одной из наиболее эффективных технологий синтеза полипропилена. По ней изготавливается почти половина всего производимого полипропилена в мире. Основными компонентами технологии Spheripol являются кольцевой и газофазный реакторы. В кольцевом реакторе протекает полимеризация гомополимера или статистического сополимера пропилена в жидкой фазе, в газофазном - синтезируется каучуковая составляющая (при синтезе гетерофазного сополимера пропилена).
Среди российских потребителей наиболее известны 2 марки трубного ПП производства компании LyondellBasell.
Hostalen PP H 2450 - гомополимер ПП. Обладает высокой стабильностью при нагревании и экстракции, высокой вязкостью расплава, содержит добавку-антиоксидант. Применяется для производства труб, твердых профилей и листов. Близкие по свойствам марки российских производителей - ПП 02003, 01003.
Hostalen PP H 5416 - статистический (рэндом) сополимер ПП. Имеет высокую устойчивость к термическим и физическим нагрузкам, высокую стабильность к экстракции, содержит добавку-антиоксидант. Применяется для производства канализационных труб, труб для холодного и горячего водоснабжения, промышленных и химических трубопроводов.
Свойства
|
Единицы измерения
|
Hostalen PP H 2450
|
Hostalen PP H 5416
|
Физические
|
|||
Плотность
|
г/см3
|
0,9
|
0,897
|
ПТР (2300С/2,16 кг)
|
г/10 мин.
|
0,3
|
0,3
|
Механические
|
|||
Модуль упругости при растяжении
|
МПа
|
1300
|
850
|
Напряжение при растяжении
|
МПа
|
30
|
24
|
Относительное удлинение при растяжении
|
%
|
9
|
10
|
Модуль ползучести при растяжении, 1ч.
|
МПа
|
1250
|
650
|
Модуль ползучести при растяжении, 1000 ч.
|
МПа
|
650
|
350
|
Удар
|
|||
Ударная вязкость по Шарпи без надреза,
(230С)
(00С)
(-300С)
|
кДж/м2
|
без разрыва
200
26
|
без разрыва
без разрыва
43
|
Ударная вязкость по Шарпи с надрезом,
(230С)
(00С)
(-300С)
|
кДж/м2
|
9,0
2,8
2,2
|
22
4,5
2,5
|
Твердость
|
|||
Твердость по Шору (Д)
|
|
70
|
65
|
Твердость при вдавливании шарика
|
МПа
|
67
|
45
|
Температура
|
|||
Температура размягчения по Вика (B50)
|
0С
|
90
|
132
|
Температура плавления
|
0С
|
165
|
|
Все марки полипропилена под торговой маркой Hostalen PP, предлагаемые LyondellBasell, обеспечивают, при условии правильной переработки материала, следующие преимущества при производстве труб:
- высокую устойчивость к ползучести;
- хорошую свариваемость;
- низкий вес;
- простую укладку;
- устойчивость по отношению к транспортируемым веществам и различным видам почв;
- низкие потери вследствие трения;
- отсутствие отложений на стенках;
- стойкость к воздействию высоких температур вплоть до 70°C;
- высокую стойкость к образованию трещин.