PL195230B1 - Wielowarstwowa rura - Google Patents

Abstract

1. Wielowarstwowa rura obejmujaca warstwy termoplastycznych poliolefin tego samego rodza- ju ale posiadajacych rózne wlasciwosci, które sa ze soba nierozlacznie polaczone, przy czym pierw- sza zewnetrzna warstwa i przylegajaca do niej od wewnatrz druga warstwa, sa warstwami z nieusie- ciowionego materialu, druga warstwa posiada wartosc FNCT lub wartosc NPT odpowiadajaca w przyblizeniu tym wartosciom dla jednowarstwowej standardowej rury tlocznej a pierwsza warstwa posiada wartosc FNCT wyzsza w przyblizeniu przynajmniej o wspólczynnik 3, wzglednie wyzsza wartosc NPT niz druga warstwa, znamienna tym, ze od wewnatrz do drugiej warstwy przylega trze- cia warstwa, która równiez jest warstwa z nieusieciowionego materialu i posiada wartosc FNCT wyz- sza przynajmniej o wspólczynnik 3, wzglednie wartosc NPT wyzsza w przyblizeniu przynajmniej o wspólczynnik 2 niz druga warstwa. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wielowarstwowa rura obejmująca warstwy termoplastycznych poliolefin tego samego rodzaju ale posiadających różne właściwości, które są ze sobą nierozłącznie połączone.

Tego rodzaju rura znana z opisu DE 299 06 998.2 U1 składa się z warstwy zewnętrznej i wewnętrznej, której warstwa wewnętrzna posiada wartość FNCT, względnie wartość NPT, jednowarstwowej rury tłocznej a warstwa zewnętrzna ma wartość FNCT większą w przybliżeniu o współczynnik 3, względnie podwyższoną wartość NPT.

Wychodząc z rozwiązań znanych ze stanu techniki, celem niniejszego wynalazku jest opracowanie wielowarstwowej rury o zwiększonej wytrzymałości podczas układania i po ułożeniu.

Wielowarstwowa rura obejmująca warstwy termoplastycznych poliolefin tego samego rodzaju ale posiadających różne właściwości, które są ze sobą nierozłącznie połączone, przy czym pierwsza zewnętrzna warstwa i przylegająca do niej od wewnątrz druga warstwa, są warstwami z nieusieciowionego materiału, druga warstwa posiada wartość FNCT lub wartość NPT odpowiadającą w przybliżeniu tym wartościom dla jednowarstwowej standardowej rury tłocznej a pierwsza warstwa posiada wartość FNCT wyższą w przybliżeniu przynajmniej o współczynnik 3, względnie wyższą wartość NPT niż druga warstwa, według wynalazku charakteryzuje się tym, że od wewnątrz do drugiej warstwy przylega trzecia warstwa, która również jest warstwą z nieusieciowionego materiału i posiada wartość FNCT wyższą przynajmniej o współczynnik 3, względnie wartość NPT wyższą w przybliżeniu przynajmniej o współczynnik 2 niż druga warstwa.

Korzystnie w rurze według wynalazku pierwsza i trzecia warstwa posiadają wartość FNCT wyższą w przybliżeniu przynajmniej o współczynnik 5 lub wartość NPT wyższą w przybliżeniu przynajmniej o współczynnik 2,5 niż druga warstwa.

Wszystkie warstwy rury są połączone poprzez stopienie i pozostają w takim stosunku do jednostki rurowej jak rura jednowarstwowa.

Wszystkie warstwy rury są połączone poprzez spawanie i pozostają w takim stosunku do jednostki rurowej jak rura jednowarstwowa.

Korzystnie w wielowarstwowej rurze według wynalazku suma grubości ścian pierwszej i trzeciej warstwy wynosi do 50% całkowitej grubości ściany rury.

Grubość ściany trzeciej warstwy wynosi przynajmniej 20% całkowitej grubości ściany rury.

Szczególnie korzystnie wszystkie warstwy rury składają się z polietylenu o dużej gęstości (PEHD).

Wszystkie warstwy rury składają się z PE 80 i/lub PE 100.

Materiał pierwszej i trzeciej warstwy rury składa się ze skopolimeryzowanego z heksenem PEHD o dwumodułowym podziale ciężaru cząsteczkowego.

Materiał warstwy zewnętrznej rury zawiera domieszkę tworzywa podwyższającego trwałość na ultrafiolet.

Materiał warstwy zewnętrznej rury zawiera domieszkę tworzywa barwiącego.

Rura według wynalazku składa się z warstw, przy czym wszystkie warstwy wykonane są z nieusieciowionego materiału tak, że końce rur mogą być bezproblemowo i niezawodnie łączone ze sobą przy zastosowaniu wszystkich zwykłych technik łączenia, takich jak spawanie elektrozłączek lub zgrzewanie czołowe. Ponadto, rura może być bezproblemowo poddawana recyrkulacji, ponieważ nie występują żadne zakłócające usieciowane obszary. Poza tym, rura wykazuje ogromną trwałość, ponieważ bardzo znikomy jest wzrost zarysowań warstwy zewnętrznej poddawanej wytrzymałości na pęknięcia przy układaniu, zwłaszcza przy zastosowaniu techniki układania bez wykopów, co w szczególności odnotowuje się w niskich temperaturach przy układaniu w ziemi wodociągów i gazociągów. Jednakże rura jest szczególnie odporna na duże zewnętrzne obciążenie punktowe, które może być spowodowane na przykład przez kamienie, ponieważ wskutek zwiększonej wartości FNCT, względnie wartości NPT, wewnętrzna trzecia warstwa może bez żadnych uszkodzeń podlegać naprężeniom rozciągającym występującym przy obciążeniu punktowym.

Jeżeli jest to pożądane dla pokonania szczególnych obciążeń, pierwsza i trzecia warstwa mogą mieć wartość FNCT wyższą przynajmniej o współczynnik lub wartość NPT wyższą przynajmniej o współczynnik 2,5 niż druga warstwa.

Wskutek stopienia lub zespawania wszystkie warstwy rury łączą się w jednostkę rurową zachowującą się jak jednowarstwowa rura, przy czym składająca się z 3 warstw rura posiada znormalizowaPL 195 230 B1 ną średnicę zewnętrzną i znormalizowaną proporcję średnicy zewnętrznej do całkowitej grubości ściany (SDR), wynoszącej na ogół 11 lub 17.

Korzystnie, suma grubości ścian pierwszej i drugiej warstwy wynosi do 50% całkowitej grubości ściany rury, przy czym grubość ściany trzeciej warstwy wynosi odpowiednio przynajmniej 20% całkowitej grubości ściany rury. Wyróżniające się wykonanie przewiduje, że grubość każdej ze ścian pierwszej i trzeciej warstwy wynosi po 25% a grubość drugiej warstwy 50% całkowitej grubości ściany rury.

Wszystkie warstwy rury wykonane są korzystnie z polietylenu o dużej gęstości (PEHD), przy czym warstwy rury mogą być wykonane zarówno z PE 80 jak i PE 100. Każda warstwa może w zależności od wyboru składać się także z PE 100 lub PE 80.

Pierwsza i trzecia warstwa składają się korzystnie ze skopolimeryzowanego z heksenem PEHD o dwumodułowym podziale molekularnym. Tworzywo przynajmniej pierwszej warstwy rury może zawierać domieszkę tworzywa podwyższającego trwałość na ultrafiolet (UV) lub domieszkę tworzywa barwiącego.

Pierwsza i trzecia warstwa mają wartość FNCT (Full Notched Creep Test) wyższą w przybliżeniu przynajmniej o współczynnik 3 lub wartość NPT (Notched Pipe Test) wyższą w przybliżeniu przynajmniej o współczynnik 2 niż druga warstwa, która posiada wartość FNCT, względnie wartość NPT, standardowej jednowarstwowej rury tłocznej. Test, którego celem jest ustalenie wartości FNCT został opisany przez S.H. Beech, S.Palmer i R.W. Burbidge w rozprawie pt. „Accelerated Laboratory Tests to Predict the Resistance to Slow Crack Growth of High Performance Polyethylene Pipe Resins w 1997 r. w International Plastic Pipe Symposium (1997), str. 205 i następne.

Następny opis przedstawiony został w rozprawie M. Fleissner zatytułowanej „Experience With a Full Notch Creep Test in Determining the Stress Crack Performance of Polyethylenes zamieszczonej w Polymer Engineering and Science, luty 1998 r., tom 38, nr 2.

Jak to wynika z opisanych warunków testów, przy 80°C, 4,6 Mpa i 2% arkopalu N100 jako złoża okruchowego, wartość FNCT jednowarstwowej standardowej rury tłocznej wykonanej z PE 100 wynosi około 200-500 h a wartość FNCT tworzywa pierwszej i trzeciej warstwy według wynalazku wynosi około 600 do 1500 h. Przy zastosowaniu skopolimeryzowanego z heksenem PEHD o dwumodułowym podziale ciężaru cząsteczkowego wartość FNCT przekracza 2200 h i może osiągnąć wielkość około 3000 h.

Przeprowadzenie testu na oznaczenie wartości NCT opisane zostało przez W.J. Allwood i S.H. Beech w raporcie „The Noteched Pipe Tests' for the Performance Assessment of Polyethylene Pipe, Plastic Fuel Gas Pipe Symposium, (1993), str. 339 i następne. Na podstawie opisanych tam warunków testów wartość NPT dla jednowarstwowej standardowej rury tłocznej wykonanej z PE 100 wynosi około 3000 h, przy 80°C i 4,6 Mpa, a wartość NPT tworzywa pierwszej i trzeciej warstwy według wynalazku wynosi przynajmniej około 6000 h. Przy zastosowaniu skopolimeryzowanego z heksenem PEHD o dwumodułowym podziale ciężaru cząsteczkowego wartość NPT może osiągnąć znacznie wyższą wielkość wynoszącą do 7500 h.

Claims (11)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Wielowarstwowa rura obejmująca warstwy termoplastycznych poliolefin tego samego rodzaju ale posiadających różne właściwości, które są ze sobą nierozłącznie połączone, przy czym pierwsza zewnętrzna warstwa i przylegająca do niej od wewnątrz druga warstwa, są warstwami z nieusieciowionego materiału, druga warstwa posiada wartość FNCT lub wartość NPT odpowiadającą w przybliżeniu tym wartościom dla jednowarstwowej standardowej rury tłocznej a pierwsza warstwa posiada wartość FNCT wyższą w przybliżeniu przynajmniej o współczynnik 3, względnie wyższą wartość NPT niż druga warstwa, znamienna tym, że od wewnątrz do drugiej warstwy przylega trzecia warstwa, która również jest warstwą z nieusieciowionego materiału i posiada wartość FNCT wyższą przynajmniej o współczynnik 3, względnie wartość NPT wyższą w przybliżeniu przynajmniej o współczynnik 2 niż druga warstwa.
2. 2. Wielowarstwowa rura według zasttz. 1, t^r^, że pierwsza i trzecia warstwa posiadają wartość FNCT wyższą w przybliżeniu przynajmniej o współczynnik 5 lub wartość NPT wyższą w przybliżeniu przynajmniej o współczynnik 2,5 niż druga warstwa.

   PL 195 230 B1
3. 3. Wielowarstwowa rura według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, Ze wszystkie warstwy rury są połączone popaada zkopidnid i poaozksją o kskim zkozrnkg do jednostki zrzoodj jsk zras jddnoosazkooos.
4. 4. Weloworstwowo rura według zastrz. 1 albo ż, znamienna tym, Ze wszystkie warstwy rury są połącaond popaada spsosnid i poaostsją o tskim stosgnkg do jddnostki zrzoodj jsk zras jddnoosastooos.
5. 5. Wielowarstwawa rura według zastta. 1 albo 2, znamienna tym, że ssma grubości ścian pidzosadj i tzadcidj osastos oynosi do 50% csłkooitdj gzg0oćci ccisny zgzs.
6. 6. Wielowarstwawarura wodłurzastrz. 5,z namienaatym. że grugośCściany t rzadiejwarstwa oynosi pzasnsjmnidj 20% csłkooitdj gzg0oćci ccisny zgry.
7. 7. Welowarstwawa rura wodłur z^stru^. 1 albo 2, albo 6, znamienaa tym, ze wszastkie ιόι stoy zrzs skłsdsją się a polidtsldnr o drżdj gęstości (PEHD).
8. 8. Welowarstwawa rura wodłur zaska. i albo 2, albo 6, znamienaa tym, ze wozast^ ιόι stoy zrzs skłsdsją się a PE 80 i/lro PE 100.
9. 9. Wielowsrstwaws rura wodłur zaska. i albo 2, albo 6, znamienaa tym, że materiał pierwsadj i tzydcidj osastos zrzs skłsds się ad skopolimdzsaoosndgo a hdksdndm PEHD o dormodrłooym podaisld cięesur caąstdcakoodgo.
10. 10. Wielowarstwawa rura wadługzastra. i zlbo 2, zIdo ż, znamienaa tym, że materiałwarstwa adonętzandj aras asoidas domidsakę tooaasos podosesasjącdgo taosłoCć ns rltasfioldt.
11. 11. Wielowarstwawa rura wodturzastra. i zlbo 2, zlbo z, z namienaa tym, że η^ΙπίθΙ warstwa adonętaandj aras asoidas domidsakę tooaasos osaoiącdgo.