Пластиковые трубы широко используются во многих областях благодаря своим преимуществам, таким как малый вес и устойчивость к коррозии. Однако их устойчивость к высоким температурам значительно варьируется в зависимости от типа материала, технологии модификации и сценариев применения.
Диапазон температурной стойкости распространенных пластиковых труб
полиэтиленовая труба
ПЭ трубы обладают слабой термостойкостью: долгосрочный верхний температурный предел составляет 60°C, а краткосрочная термостойкость - до 80°C. Однако благодаря наномодификации или добавлению армирующих материалов, таких как стекловолокно, некоторые трубы из ПЭВП могут выдерживать высокие температуры до 150°C в течение длительного времени, а температура размягчения по Вика выше 150°C, что делает их пригодными для транспортировки сырой нефти при высоких температурах на нефтяных месторождениях.
Труба ПВХ
Трубы из полиэтилена обладают слабой термостойкостью: долгосрочный верхний температурный предел составляет 60°C, а краткосрочная термостойкость - до 80°C. Однако благодаря наномодификации или добавлению армирующих материалов, таких как стекловолокно, некоторые трубы из ПНД могут выдерживать высокие температуры до 150°C в течение длительного времени, а температура размягчения по Вика выше 150°C, что делает их пригодными для высокотемпературной транспортировки сырой нефти на нефтяных месторождениях.
Инженерные пластиковые трубы
Полиимид (PI): Долгосрочная термостойкость 350°C и краткосрочная термостойкость 450°C. На сегодняшний день это лучший термостойкий инженерный пластик, но он дорог и используется в основном в специальных областях, таких как аэрокосмическая промышленность.
Модифицированная стеклопластиковая труба: Композитная труба, армированная наполнителями, такими как карбид кремния и нитрид бора, с термостойкостью до 600°C (например, шланг серии UNI H), подходящая для высокотемпературных сценариев, таких как выхлопные газы двигателей.
Технический путь к повышению устойчивости к высоким температурам
Технология модификации материалов
Армированные наполнители: Добавление неорганических наполнителей, таких как стекловолокно и карбид бора, может повысить термостойкость ПВХ и ПЭ. Например, в запатентованной технологии стекловолокно и нитрид кремния композитно модифицированы для повышения долговременной термостойкости труб из ПВХ до 100°C.
Огнезащитная и теплоизоляционная структура: Двухслойная конструкция из огнезащитного слоя и теплоизоляционного хлопка позволяет блокировать теплопроводность внешней высокой температуры к телу трубы. Запатентованная технология с использованием теплоизоляционного хлопкового наполнителя позволяет достичь температуры излучения внешней поверхности трубы 280°C.
Конструкция композитных труб
Металлопластиковый композит: Алюминиево-пластиковая композитная труба сочетает в себе устойчивость к давлению металла и коррозионную стойкость пластика, а температурный диапазон расширен до -70℃~110℃, что подходит для районов с резкими перепадами температур.
Многослойная структура: Например, шланг серии UNI H имеет многослойную конструкцию из спиральной стальной пружины + высокотемпературного волокна, которая может выдерживать температуру до 600℃, сохраняя гибкость.
Тестирование и верификация
Испытание на термическое старение является основным методом оценки термостойкости. Например, полиэтиленовые трубы помещают в высокотемпературную испытательную камеру, имитирующую среду с температурой 200°C, и проверяют их термостойкость по таким показателям, как прочность на разрыв и изменение веса. Компания Shandong Fangda New Materials подтвердила в ходе сторонних испытаний, что ее модифицированные полиэтиленовые трубы не ухудшают своих характеристик при температуре 150°C.
Сценарии применения при высоких температурах и рекомендации по выбору в приложениях
Промышленная высокотемпературная транспортировка среды
Нефтепромысел: Модифицированные полиэтиленовые трубы (устойчивые к температуре 150℃) используются для транспортировки высокотемпературной сырой нефти. Их износостойкость в 10 раз выше, чем у традиционных стальных труб, а стоимость снижена на 80%.
Химическая промышленность: Композитные трубы из полипропилена или стеклопластика (устойчивые к температуре 400℃~600℃) используются для высокоагрессивных газовых выбросов, например, шланги серии UNI H, используемые для очистки выхлопных газов двигателей.
Строительство и коммунальное хозяйство
Система горячего водоснабжения: Алюминиево-пластиковая композитная труба PP-R (устойчивая к температуре 110℃) превосходит традиционную трубу PP-R, снижая риск теплового расширения и сжатия.
Противопожарная защита и HVAC: огнестойкая модифицированная труба из ПВХ (устойчивая к 95℃) сочетается с огнеупорным корпусом для удовлетворения потребностей пожарного дымоудаления.
Адаптация к различным условиям
Низкотемпературная среда: Трубы из ПНД выдерживают низкие температуры до -70°C, подходят для транспортировки воды в холодных и высокогорных районах.
Мгновенная высокая температура: Трубы PI могут выдерживать температуру 450°C в течение короткого периода времени, что подходит для сценариев мгновенного воздействия высоких температур, таких как гидравлические системы космических аппаратов.
Заключение
Термостойкость пластиковых труб сильно варьируется из-за различий в материалах и процессах: термостойкость обычных труб из ПВХ/ПЭ в основном составляет от 45℃ до 95℃, а модифицированных или композитных труб может достигать от 150℃ до 600℃. При выборе необходимо учитывать температуру среды, условия окружающей среды и стоимость.
