كيف هو الأداء طويل الأجل لأنابيب PPR تحت درجة حرارة عالية وظروف الضغط العالي؟

بسبب أدائها الممتاز ، أنابيب PPR تم استخدامها على نطاق واسع في بناء إمدادات المياه والصرف الصحي ونقل المياه الساخنة ونقل السوائل الصناعية. ومع ذلك ، بالنسبة للأداء طويل الأجل في ظل درجة حرارة عالية وظروف الضغط العالي ، هناك حاجة إلى تحليل شامل من جوانب خصائص المواد ومعلمات التصميم وبيئة التطبيق الفعلية.

1. مقاومة درجة الحرارة لأنابيب PPR
تعد مقاومة درجة حرارة أنابيب PPR واحدة من مزاياها الأساسية ، ولكن سيتأثر أدائها بكل من درجة الحرارة والضغط. فيما يلي النقاط الرئيسية:

نطاق مقاومة درجة الحرارة:
يمكن أن تعمل أنابيب PPR عادةً بشكل طبيعي في نطاق درجة الحرارة من 0 درجة مئوية إلى 95 درجة مئوية.
أقل من 70 درجة مئوية ، يمكن أن تعمل أنابيب PPR بشكل ثابت لفترة طويلة ، ويمكن أن تصل عمر الخدمة إلى 50 عامًا (وفقًا لحساب معيار ISO 9080).
عندما تقترب درجة حرارة الماء من 95 درجة مئوية ، سيتم تقصير عمر خدمة أنابيب PPR بشكل كبير ، وقد تستمر فقط لمدة 10-20 عامًا.
درجة حرارة تشوه الحرارة:
تبلغ درجة حرارة تشوه الحرارة لأنابيب PPR عمومًا حوالي 130 درجة مئوية إلى 140 درجة مئوية ، ولكن هذا تسامح قصير الأجل ، ويجب تجنبه عند استخدامه لفترة طويلة.
معامل التمدد الحراري:
يبلغ المعامل الخطي للتوسع الحراري لأنبوب PPR حوالي 0.15 مم/م · درجة مئوية ، وهو أعلى بكثير من الأنابيب المعدنية. لذلك ، في بيئة درجات الحرارة العالية ، يجب النظر في تأثير التمدد الحراري والانكماش على نظام الأنابيب ، ويمكن تخفيف الإجهاد عن طريق تثبيت مفاصل التوسع أو التصميم المعقول.
2. مقاومة ضغط أنبوب PPR
ترتبط مقاومة ضغط أنابيب PPR ارتباطًا وثيقًا بسمك الجدار ودرجة الحرارة وعمر الخدمة. فيما يلي عوامل رئيسية:

تصنيف درجة الضغط:
عادة ما يتم تقسيم أنبوب PPR إلى الفئات التالية وفقًا لدرجة الضغط:
PN10: ينطبق على نظام الماء البارد ، مع أقصى ضغط عمل يبلغ 1.0 ميجا باسكال.
PN16: ينطبق على الماء البارد ونظام الماء الساخن منخفض الحرارة ، مع أقصى ضغط عمل يبلغ 1.6 ميجا باسكال.
PN20: ينطبق على نظام الماء الساخن متوسطة الحرارة ، مع أقصى ضغط عمل يبلغ 2.0 ميجا باسكال.
PN25: ينطبق على نظام الماء الساخن عالي الحرارة ، مع أقصى ضغط عمل يبلغ 2.5 ميجا باسكال.
العلاقة بين درجة الحرارة والضغط:
مع ارتفاع درجة الحرارة ، تنخفض قدرة تحمل الضغط لأنبوب PPR. على سبيل المثال:
عند 20 درجة مئوية ، يبلغ الحد الأقصى لضغط العمل لأنبوب PN20 2.0 ميجا باسكال.
عند 70 درجة مئوية ، ينخفض ​​ضغط أنابيب PN20 القصوى إلى حوالي 1.0 ميجا باسكال.
عند 95 درجة مئوية ، يبلغ الحد الأقصى لضغط العمل لأنبوب PN20 حوالي 0.6 ميجا باسكال فقط.
قوة الهيدروستاتيكية طويلة الأجل:
وفقًا لمعيار ISO 9080 ، يتم اختبار القوة الهيدروستاتيكية طويلة الأجل (LTHS) لأنابيب PPR وحسابها لضمان عمر الخدمة الطويلة في ظل درجات حرارة وضغوط مختلفة. على سبيل المثال:

عند 20 درجة مئوية و 2.0 ميجا باسكال ، يبلغ عمر تصميم أنبوب PPR 50 عامًا.
عند 70 درجة مئوية و 1.0 ميجا باسكال ، لا يزال من الممكن أن تصل حياة تصميم أنبوب PPR إلى 50 عامًا.
3. المشاكل المحتملة في ظل درجة حرارة عالية وظروف ضغط عالية
على الرغم من أن أنابيب PPR تعمل بشكل جيد في ظل درجة حرارة عالية وظروف ضغط عالية ، إلا أن بعض المشكلات قد لا تزال تحدث في بيئات متطرفة:

ظاهرة الزحف:
PPR هي مادة لدعم حراري ستزحف تحت درجة حرارة عالية على المدى الطويل والضغط العالي ، مما يتسبب في تشوه الأنبوب تدريجياً أو حتى تمزق. لذلك ، يجب ترك هامش أمان كاف في التصميم.
شيخوخة الأكسدة:
في بيئة عالية من درجة الحرارة ، إذا كان الماء يحتوي على المزيد من الأكسجين ، فقد يخضع أنبوب PPR لشيخوخة الأكسدة ، مما يقلل من خصائصه الميكانيكية وعمر الخدمة. لهذا السبب ، يوصى باستخدام أنابيب PPR مع طبقة حاجز الأكسجين (مثل طبقة EVOH) في أنظمة الماء الساخن.
موثوقية المفاصل:
يتم توصيل أنابيب PPR عن طريق الذوبان الساخن لتشكيل بنية متكاملة ، ولكن تحت درجة الحرارة العالية والضغط العالي ، قد تصبح المفاصل روابط ضعيفة. تؤثر جودة اللحام بشكل مباشر على الاستقرار على المدى الطويل للنظام ، لذلك يجب تشغيله بصرامة وفقًا للمواصفات.
4. كيفية تحسين أداء أنابيب PPR تحت درجة حرارة عالية وضغط مرتفع
من أجل ضمان التشغيل على المدى الطويل والموثوق لأنابيب PPR في ظل درجة حرارة عالية وظروف ضغط عالية ، يمكن اتخاذ التدابير التالية:

حدد درجة ضغط مناسبة:
حدد درجة PN مناسبة وفقًا لظروف العمل الفعلية ، وترك هامش أمان معين. على سبيل المثال ، تفضل أنابيب PN20 أو PN25 في أنظمة المياه الساخنة عالية الحرارة.
تحسين تصميم خطوط الأنابيب:
ترتيب اتجاه خط الأنابيب بعقلانية لتجنب تركيز الإجهاد الناجم عن التمدد الحراري والانكماش.
تثبيت مفاصل التوسع أو الأقواس الثابتة لتقليل تأثير التمدد الحراري على نظام خط الأنابيب.
استخدم أنابيب حجب الأكسجين:
استخدم أنابيب PPR مع طبقات حجب الأكسجين في أنظمة الماء الساخن لمنع تغلغل الأكسجين من التسبب في تآكل الجدار الداخلي لخط الأنابيب أو النمو الميكروبي.
صيانة منتظمة:
إجراء عمليات تفتيش منتظمة لنظام خطوط الأنابيب ، وخاصة المفاصل ، للكشف عن المخاطر المحتملة وإصلاحها على الفور.

الأداء طويل الأجل لأنابيب PPR تحت درجة حرارة عالية وظروف الضغط العالي موثوق بشكل عام ، ولكن أدائه سوف ينخفض ​​مع زيادة درجة الحرارة والضغط. من أجل ضمان استقرار وسلامة النظام ، من الضروري تحديد مستوى الضغط المناسب وفقًا لظروف العمل الفعلية ، واتخاذ تدابير التصميم والبناء العلمي. بالإضافة إلى ذلك ، يتطلب تطبيق أنابيب PPR في أنظمة الماء الساخن أيضًا اهتمامًا خاصًا لمشاكل الأكسدة والشيخوخة. يوصى باستخدام أنابيب حجب الأكسجين لتمديد عمر الخدمة .