При больших объемах мы обычно используем стационарные смесители из полиэтилена общего назначения. Этот материал имеет более низкую цену, чем ПВХ, что будет иметь большое значение при больших габаритах.
введение
Стационарные смесители являются жизненно важными инструментами в различных промышленных процессах, которые используются для смешивания жидкостей, газов и твердых частиц. Эти миксеры используются во многих отраслях промышленности благодаря своей простой и эффективной конструкции. Благодаря своим уникальным свойствам полиэтилен (ПЭ) является одним из наиболее широко используемых материалов в конструкции стационарных миксеров. В этой статье мы рассмотрели принципы работы, особенности и статическое применение полиэтиленового смесителя.
Принцип работы стационарного миксера
Определение стационарного миксера
Стационарный миксер — это смесительное устройство, которое смешивает материалы без необходимости использования движущихся частей. Эти устройства состоят из набора фиксированных смесительных элементов, содержащихся внутри трубки или камеры. Когда материалы проходят через эти элементы, они смешиваются однородно за счет многократного разветвления и изменения направления.
Работа статического миксера
Стабильная работа смесителя основана на принципах гидродинамики и потока жидкости. Смесительные элементы внутри смесителя предназначены для организованного разделения потока материала на несколько более мелких потоков и последующего объединения этих потоков вместе. Этот процесс приводит к гомогенному смешиванию материалов. Стационарные смесители обычно не требуют внешнего источника питания и работают исключительно за счет энергии потока материала.
Материал полиэтилен (PE).
Что такое полиэтилен?
Полиэтилен — термопластичный полимер, используемый во многих отраслях промышленности благодаря своим уникальным свойствам. Полиэтилен известен как пластиковый материал с высокой устойчивостью к химическим веществам, нагреву и ударам. Этот материал обладает превосходными механическими и химическими свойствами, что делает его одним из лучших вариантов для изготовления стационарных миксеров.
Свойства полиэтилена (ПЭ)
- Высокая химическая стойкость : полиэтилен обладает высокой устойчивостью ко многим химикатам и растворителям, что помогает продлить срок службы смесителей.
- Термостойкость : Полиэтилен обладает хорошей термостойкостью и способностью работать при различных температурах.
- – Легкий вес : благодаря своему легкому весу полиэтилен помогает снизить общий вес смесителей и облегчает их переноску и установку.
- Механическая прочность : Полиэтилен обладает хорошей механической прочностью и ударопрочностью, что помогает повысить долговечность и эффективность смесителей.
- Негигроскопичен : полиэтилен обладает водостойкими свойствами и не впитывает влагу, что помогает улучшить производительность и срок службы смесителей.
Статические свойства смесителя с полиэтиленом (ПЭ).
1. Коррозионная стойкость
Одной из примечательных особенностей стационарного полиэтиленового смесителя является его высокая стойкость к истиранию. Эти смесители способны противостоять химическому воздействию различных материалов и предотвращать разрушения и повреждения, вызванные коррозией.
2. Высокая точность
Статический смеситель для полиэтилена обеспечивает высокую точность смешивания материалов. Эти миксеры могут смешивать материалы гомогенно и равномерно, что помогает повысить эффективность и точность операций.
3. Долгая жизнь
Благодаря превосходным механическим и химическим свойствам полиэтилена стационарные миксеры из этого материала имеют длительный срок службы. Эта функция помогает снизить потребность в ремонте и замене миксера, а также снижает затраты на техническое обслуживание.
4. Стабильная производительность
Стационарный смеситель для полиэтиленового материала имеет стабильную и надежную работу. Эти смесители хорошо работают в сложных рабочих условиях и при различных температурах и обеспечивают равномерный поток материала.
5. Совместимость с различными химикатами.
Полиэтилен хорошо совместим с различными химическими веществами. Эта особенность позволяет стационарным миксерам хорошо работать при смешивании различных химикатов и даже агрессивных и чувствительных материалов.
Применение статических смесителей с полиэтиленом (PE).
1. Химическая промышленность
В химической промышленности стационарный смеситель с полиэтиленом используется для смешивания различных химических веществ, в том числе кислот, оснований и растворителей. Высокая химическая стойкость и точность смешивания этих смесителей помогают повысить эффективность и качество химических процессов.
2. Нефтехимическая промышленность
В нефтехимической промышленности стационарный смеситель с полиэтиленом применяется для смешивания химикатов и добавок в процессах производства и переработки. Эти миксеры широко используются в промышленности благодаря своей высокой устойчивости к химическим веществам и способности работать в суровых условиях.
3. Фармацевтическая промышленность
В фармацевтической промышленности статический смеситель с полиэтиленом используется для смешивания лекарственных препаратов и чувствительных растворов. Высокая точность и химическая совместимость этих миксеров помогают улучшить качество и безопасность фармацевтических продуктов.
4. Пищевая промышленность и производство напитков
В пищевой промышленности и производстве напитков стационарный смеситель с полиэтиленом используется для смешивания добавок и консервантов в производственных процессах. Эти миксеры очень полезны в этой отрасли благодаря их высокой устойчивости к химикатам и способности работать при различных температурах.
5. Очистка воды и сточных вод
В системах очистки воды и сточных вод стационарные смесители с полиэтиленом используются для смешивания таких химических веществ, как хлор, средства против накипи и средства против обрастания. Эти смесители помогают улучшить качество воды и уменьшить проблемы, вызванные седиментацией и коррозией.
Преимущества использования статического миксера с полиэтиленом (ПЭ).
1. Повышение эффективности и точности
Использование статического миксера с полиэтиленом помогает повысить эффективность и точность операций смешивания материалов. Эти смесители могут смешивать материалы гомогенно и однородно , что приводит к повышению производительности и сокращению отходов материала.
2. Сокращение затрат на техническое обслуживание и ремонт.
Благодаря высокой стойкости и длительному сроку службы стационарного полиэтиленового смесителя снижается необходимость в ремонте и замене смесителей. Эта функция помогает снизить затраты на техническое обслуживание и ремонт и повышает экономическую производительность.
3. Повышенная безопасность и надежность.
Стационарный смеситель из полиэтилена обладает высокой безопасностью и надежностью благодаря высокой коррозионной стойкости и химической совместимости. Эта функция помогает снизить риск разлива химикатов и поломки блендера, а также обеспечивает стабильную и надежную работу.
4. Совместимость с окружающей средой
Полиэтилен – прочный, устойчивый пластик, обладающий высокой экологической безопасностью. Использование статического миксера с полиэтиленом помогает снизить расход вредных химикатов и снизить загрязнение окружающей среды.
Полиэтилен (ПЭ)
Полиэтиленовые материалы производятся из сырья, полученного из природного газа двумя процессами первичной полимеризации.
В процессе полимеризации при низком давлении образуются линейные полимерные цепи с короткими боковыми разветвлениями. Изменения плотности получаемого полимера производятся за счет изменения количества мономера, используемого с этиленом в процессе полимеризации.
В процессе полимеризации под высоким давлением образуются полимерные цепи с сильно развитыми боковыми разветвлениями. Изменения плотности полученного полимера производятся путем изменения температуры и давления, используемых в процессе полимеризации.
Физические свойства полиэтиленовых материалов специфичны для каждого сорта или типа и могут быть изменены за счет изменения плотности и распределения молекулярной массы. Общие физические свойства перечислены в таблице ниже.
В трубопроводных и фитинговых системах используется большое количество марок полиэтилена, а определенные свойства предназначены для конкретного применения. Рекомендации по наиболее эффективному выбору для каждой установки можно получить в компании Windex. Наиболее распространенными видами полиэтиленовых материалов являются следующие:
Полиэтилен низкой плотности (ПЭВД)
ПЭНП имеет сильно разветвленную структуру цепей со смесью малых и больших боковых цепей. Плотность ПЭВД колеблется в пределах 910-940 кг/м3, а ПЭВД демонстрирует высокую гибкость и свойства удержания при низких температурах.
Основное применение ПЭВД в трубах – это небольшие ирригационные или капельные трубы диаметром до 32 мм.
Материалы ПЭНП могут быть модифицированы эластомерами (модифицированной резиной) для достижения значений устойчивости к воздействию окружающей среды (ESCR) в небольших ирригационных системах, где трубы работают в открытой среде и переносят сельскохозяйственные химикаты.
Линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE)
LLDPE имеет цепную структуру с небольшим боковым разветвлением и более узким молекулярно-массовым распределением, что приводит к улучшенным ESCR и свойствам растяжения по сравнению с материалами LDPE. LLDPE можно использовать в виде отдельного полимера или в смеси с LDPE в небольших системах орошения, чтобы воспользоваться преимуществами гибкости материала.
ПЭ80 и ПЭ100
Первым материалом полиэтиленовых труб, использованным в инженерных целях, был полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) типа 50 с длительным напряжением 50 МПа. Позже в трубах стали использоваться материалы средней плотности (MDPE) с улучшенными свойствами труб по сравнению с более ранними материалами высокой плотности из-за их гибкости, формуемости, устойчивости к медленному росту трещин и устойчивости к распространению трещин.
Используемые в настоящее время материалы полиэтиленовых труб второго и третьего поколения могут представлять собой материалы средней или высокой плотности, и теперь их называют минимально необходимой прочностью (MRS). Материал труб PE80 имеет MRS 8,0 МПа, а PE100 имеет MRS 10,0 МПа. Полиэтиленовые трубы широко используются в системах водоснабжения и канализации, газовых сетях, змеевиках малого диаметра, мобильных ирригационных змеевиках, электрических и коммуникационных трубах, в промышленности и горнодобывающей промышленности.
Классификация материалов и градиент напряжений
Гидростатическое расчетное напряжение
Допустимое гидростатическое расчетное напряжение зависит от минимально необходимой силы (MRS), которая, в свою очередь, получается из кривых градиента напряжений.
Кривые градиента напряжений строятся на основе кратковременных и длительных испытаний образцов труб на сжатие. Поскольку существует линейная зависимость между логарифмом приложенного напряжения и логарифмом времени до отказа, контрольные точки наносятся на график и экстраполируются к произвольно выбранной 50-летней точке.
В некоторых случаях, особенно при повышении температуры, происходит внезапное изменение наклона кривой регрессии, известное как «колено». Колено, как показано на рисунке ниже, демонстрирует переход из пластичного режима в режим хрупкого разрушения.
Соотношение между кривыми для различных температур испытаний позволяет прогнозировать положение колена при 20°C на основе известного положения при повышенной температуре. Это, в свою очередь, позволяет прогнозировать срок службы формы при 20°C.
Прогнозируемое значение кольцевого напряжения (нижний предел прогнозирования 97,5%) определяется через 50 лет. Соответственно, соединение ПЭ классифицируется как ПЭ 80 или ПЭ 100 в зависимости от минимально необходимой прочности (MRS) материала, т.е. 8,0 или 10,0 МПа.
Гидростатическое расчетное напряжение получается путем применения коэффициента не менее 1,25 к значению MRS. Подчеркивается, что кривые градиента напряжений являются лишь основой проектирования и не прогнозируют срок службы системы.
Кривые регрессии напряжения
Для расчета трубы необходимой толщины на заданное давление и диаметр, например, применяется следующая формула:
σ = MRS/C
σ = P(de)/2e
Эксплуатационные аспекты полиэтиленовых материалов
Коррозионная стойкость
Транспортировка твердых веществ в жидкостях или газах-носителях в полиэтиленовых трубопроводах приводит к коррозии внутренних стенок труб, особенно в нарушенных местах, таких как изгибы или соединения. Высокая стойкость полиэтиленовых труб Vinidex к коррозии, гибкость, малый вес и прочность обуславливают их широкое применение в таких сферах, как транспортировка шлама и хвостов шахт. Коррозия была вызвана трением между стенкой трубы и транспортируемыми частицами. Фактический объем и скорость коррозии стенок труб определяется сочетанием следующих факторов:
- Удельный вес твердых веществ
- Содержание твердых веществ в глине
- Форма, твердость и размер твердых частиц
- Скорость жидкости
- Марка материала полиэтиленовых труб
Взаимодействие этих параметров означает, что любой прогноз скорости износа может быть сделан только тогда, когда испытание на скорость износа выполнено на указанной суспензии в предлагаемых условиях эксплуатации. При различных условиях испытаний относительная классификация труб из разных материалов может меняться, и их следует, если возможно, испытать.
В целом полиэтиленовые трубы обладают более высокой коррозионной стойкостью, чем стальные трубы, трубы из ковкого чугуна, стеклопластика, асбеста и фиброцементных труб, что обеспечивает более экономичное решение для установки в абразивном растворе. В Великобритании, Германии и США были проведены программы лабораторных испытаний для сравнения относительного износа различных материалов с использованием скользящих и вращающихся поверхностей труб. Результаты программ испытаний с использованием метода Кирхмера в Дармштадте (Германия), представленные компанией Meldt (Hoechst AG), показаны для суспензии кварцевого песка и воды с содержанием твердых веществ 46% по объему и скоростью потока 0,36 м/с. На рисунке 2.2.
Эти испытания были проведены на широком спектре материалов и продемонстрировали превосходную коррозионную стойкость полиэтиленовых труб. Аналогичным образом, Бутройд и Джейкобс (BHRA PR 1448) 1 провели испытания с обратной связью с использованием суспензии железной руды в диапазоне концентраций 5-10% и обнаружили, что полиэтилен превосходит мягкую сталь и асбестовый цемент с точки зрения коррозионной стойкости. Для большинства марок разница в стойкости к истиранию между ПЭВП и ПЭВП незначительна.
Проектирование швов, включая изменение направления потока в линиях затирки, очень важно. Чем ниже скорость изменения направления, тем меньше степень износа. Для изгибов следует использовать большой радиус осевой линии. Если возможно, следует использовать радиус, по меньшей мере, в 20 раз превышающий диаметр трубы, а также длинный прямой участок без швов.
На практике эффективный срок службы полиэтиленового трубопровода можно увеличить, если использовать разъемные муфты для периодического вращения участков полиэтиленовых труб для равномерного распределения износа по окружности трубы.
Выветривание
Выветривание пластмасс происходит в процессе разрушения или окисления поверхности из-за комбинированного воздействия ультрафиолетового излучения и повышенной температуры и влажности, когда трубы размещаются в открытых местах хранения.
Все системы полиэтиленовых трубопроводов Vinidex содержат антиоксиданты, стабилизаторы и красители для защиты от условий строительства в Австралии. Черные полиэтиленовые трубки содержат углеродную сажу, которая действует как пигмент и УФ-стабилизатор, и эти трубки не требуют дополнительной защиты при хранении и использовании на открытом воздухе.
Другие цвета, такие как белый, синий, желтый или фиолетовый, не обладают такой же стабильностью, как черные пигментные системы, и для поддержания идеальных свойств период выдержки должен быть ограничен двумя годами. При такой цветовой гамме оксидные слои на внешней поверхности образуются быстрее, чем у труб из полиэтилена, стабилизированного сажей. Для периодов воздействия, превышающих два года, необходимо использовать дополнительную защиту, например, покрытие.
В тех случаях, когда для длительной эксплуатации требуются трубки нечерного цвета, обратитесь за советом к компании Windex. Дополнительную информацию о трубах из атмосферостойкого полиэтилена см. в Техническом примечании VX-TN-6C «Трубы из атмосферостойкого полиэтилена».
влияние
Утечка полиэтиленовых трубопроводных систем из внешних источников может произойти при сильном загрязнении окружающей почвы. Инфильтрация сложна и зависит от таких факторов, как тип почвы, концентрация загрязняющих веществ, температура, диффузия, диаметр трубы, толщина стенки и скорость потока в трубе. Быстрее всего через стенки полиэтиленовых труб проникают неполярные низкомолекулярные органические соединения. Соответственно, когда такие вещества, как алифатические углеводороды, хлорированные углеводороды и алкилированный бензол, встречаются в достаточно высоких концентрациях, следует рассмотреть возможность использования непроницаемого канала. При подозрении на загрязнение следует взять пробы почвы, а в случае линий передачи питьевой воды следует защитить полиэтиленовые трубы, если загрязнение присутствует в значительных концентрациях.
Биологическая устойчивость
Полиэтиленовые трубы могут быть повреждены биологическими источниками, такими как муравьи или грызуны. Устойчивость к воздействию определяется твердостью используемого полиэтилена, геометрией полиэтиленовых поверхностей и условиями монтажа. Системы орошения небольшого диаметра с использованием материалов ПЭНП могут подвергнуться нападению муравьев или термитов из-за относительно тонких сечений стенок и жесткости ПЭНП. В этих случаях источник муравьев следует обработать обычными инсектицидными методами. Материалы как MDPE, так и HDPE имеют более высокий показатель жесткости , чем LDPE, а более толстые секции стенок труб, используемые в PE63, PE80 и PE100, обеспечивают надежное универсальное решение. В трубах малого диаметра тонкостенные участки в тяжелых случаях могут быть повреждены термитами. Однако полиэтилен не является источником пищи, и повреждение часто связывают с нападением термитов на полиэтилен в результате других источников механического повреждения. Системы полиэтиленовых трубопроводов, как правило, не подвержены влиянию биологических организмов при использовании на суше и в море, а парафиновая природа поверхностей полиэтиленовых труб замедляет развитие морских микроорганизмов при эксплуатации.
Электропроводность
Полиэтиленовые трубки Vinidex не проводят ток и не могут использоваться для электрического заземления или статического разряда.
Когда полиэтиленовая труба используется для замены существующей металлической водопроводной трубы, проектировщик должен принять во внимание существующие системы, используемые для целей заземления или борьбы с коррозией. В этих случаях следует проконсультироваться с соответствующим органом энергоснабжения для определения его требований.
Статическое электричество
Статическое электричество может возникнуть на поверхности полиэтиленовых труб в результате трения во время манипуляций, потока газа, давления и очистки.
В сухой, пыльной или взрывоопасной атмосфере необходимо оценить потенциальное выработку электроэнергии и принять безопасные меры для рассеивания статического электричества, чтобы предотвратить любую возможность взрыва.
Классификация пожарной безопасности
Системы полиэтиленовых трубопроводов поддерживают горение и поэтому не подходят для использования в пожароопасных зонах зданий, не имеющих соответствующей защиты. Индивидуальные показатели огнестойкости полиэтиленовых материалов можно определить путем испытаний в соответствии с требованиями AS1530.
В многоэтажных зданиях системы проникающего полиэтилена в полостях перекрытий должны быть окружены огнестойкими коммуникациями, соответствующими классу здания , или должны быть установлены устройства типа противопожарных крышек в соответствии с инструкциями производителя.