Tuyaux en polyéthylène ( Tuyaux PE ) sont largement utilisés dans l’approvisionnement en eau, le drainage, le transport du gaz naturel, l’irrigation agricole, le traitement des eaux usées et bien d’autres domaines. En raison de leur résistance à la corrosion, de leur grande flexibilité, de leur légèreté et de leur facilité d’installation, ils sont devenus indispensables dans les projets d’ingénierie. Un des tuyaux. Cependant, avec l'expansion des domaines d'application et l'amélioration des exigences techniques, les tuyaux en PE sont toujours confrontés à des goulots d'étranglement techniques dans certains scénarios d'application spécifiques et nécessitent des améliorations et une optimisation supplémentaires. Cet article explorera les limites techniques des tuyaux PE et proposera des améliorations possibles.
1. Goulots d’étranglement en matière de performances dans les applications à haute température
Question : Les caractéristiques matérielles des tuyaux en PE déterminent que leur plage de température de fonctionnement se situe généralement entre -40 °C et 60 °C. Dans les environnements à haute température, la résistance à la traction et la rigidité des tuyaux en PE diminueront considérablement, affectant leur durée de vie et leur sécurité. Par conséquent, dans les applications qui doivent résister à des températures élevées pendant une longue période ou transporter des fluides à haute température, telles que les conduites d'eau chaude industrielles ou les systèmes géothermiques, les performances des tuyaux en PE peuvent ne pas répondre aux exigences.
Orientation d'amélioration : Pour remédier à ce goulot d'étranglement, le développement de matériaux en polyéthylène modifié est devenu essentiel. Par exemple, la résistance thermique des tuyaux peut être améliorée en ajoutant des additifs anti-vieillissement thermique ou en utilisant du polyéthylène réticulé (PEX) résistant aux hautes températures. Les tuyaux PEX améliorent la stabilité thermique des chaînes moléculaires grâce à la technologie de réticulation et peuvent conserver d'excellentes propriétés physiques à des températures plus élevées. Ils constituent une voie potentielle pour résoudre les problèmes d’application à haute température.
2. Problèmes de durabilité sous charge de pression à long terme
Problème : lorsque les tuyaux en PE sont soumis à des charges de pression à long terme, le matériau peut fluer, c'est-à-dire que les tuyaux se déforment progressivement sous une pression soutenue, ce qui affecte leur intégrité structurelle et leur durée de vie. En particulier dans les systèmes d'approvisionnement en eau à haute pression ou de transport de gaz naturel, la capacité de charge à long terme des tuyaux en PE est devenue l'un des goulots d'étranglement techniques.
Orientation d'amélioration : Afin d'améliorer la résistance au fluage des tuyaux en PE, la résistance à la traction et la durabilité peuvent être améliorées en ajustant la structure moléculaire de la résine de polyéthylène ou en développant des matériaux PE haute densité (tels que le PE100). De plus, les tuyaux en PE renforcés (tels que les tuyaux en PE renforcés par un squelette en treillis d'acier) constituent également une voie d'amélioration efficace. Ce type de tuyau composite améliore considérablement la résistance à la pression et la stabilité structurelle du tuyau en incorporant un treillis métallique ou un renfort en fibres dans le matériau polyéthylène.
3. Limites de la résistance aux UV
Problème : les tuyaux en PE sont sujets à une dégradation photo-oxydante lorsqu'ils sont exposés pendant une longue période à la lumière ultraviolette à l'extérieur, provoquant des fissures, un durcissement et une fragilisation de la surface du tuyau, réduisant ainsi sa durée de vie. Surtout dans les scènes qui nécessitent une exposition à long terme, telles que l'irrigation agricole et les systèmes de drainage extérieurs, l'impact des rayons ultraviolets sur les tuyaux en PE est plus important.
Sens d'amélioration : Concernant l'influence des rayons ultraviolets, le sens d'amélioration se concentre principalement sur le traitement anti-UV de la surface du matériau. Par exemple, en ajoutant des additifs anti-UV (comme le noir de carbone) aux tuyaux en PE, leur résistance aux intempéries peut être efficacement améliorée. De plus, l'utilisation d'une technologie spéciale de revêtement de surface pour former un film protecteur bloquant les rayons ultraviolets peut également prolonger la durée de vie des tuyaux en PE dans les environnements extérieurs.
4. Nécessité d’améliorer la force de la connexion
Problème : Bien que les tuyaux PE soient faciles à installer et aient de bonnes propriétés d'étanchéité grâce à leur connexion thermofusible et leur connexion par électrofusion, dans les tuyaux de grand diamètre ou dans les environnements à haute pression, la résistance de la pièce de connexion peut devenir un maillon faible et il y a un risque de fuite ou de rupture. , en particulier dans les systèmes de tuyauterie longue distance.
Orientation à améliorer : afin de résoudre le problème de la force de connexion, une technologie de connexion plus avancée peut être développée. Par exemple, utilisez une technologie de sertissage mécanique ou des joints métalliques pour améliorer la résistance des interfaces de tuyaux. De plus, l'optimisation du contrôle des paramètres de la connexion thermofusible et la garantie d'un contrôle précis de la température et de la pression de soudage peuvent améliorer la qualité du soudage et réduire la concentration de contraintes et les défauts potentiels au niveau du joint.
5. Limites de la résistance à la corrosion chimique
Problème : Bien que les tuyaux en PE présentent une bonne résistance à la corrosion dans les environnements chimiques généraux, la résistance à la corrosion chimique des tuyaux en PE peut être remise en question dans certains scénarios spécifiques de l'industrie chimique ou dans des environnements exposés à de fortes concentrations d'acides et d'alcalis. Cela est particulièrement évident dans le traitement des eaux usées ou dans les systèmes de transport de fluides spéciaux dans l'industrie chimique.
Orientation d'amélioration : Afin d'améliorer la résistance à la corrosion chimique des tuyaux en PE, des améliorations peuvent être apportées sous deux aspects. Premièrement, la résistance à la corrosion des tuyaux en PE peut être améliorée en ajustant la formule du matériau et en ajoutant des charges fonctionnelles ou des copolymères résistants à la corrosion chimique. Deuxièmement, une couche de matériau de revêtement ayant une plus grande stabilité chimique (comme un revêtement en plastique fluoré ou en PP) peut être ajoutée à la paroi interne du tuyau pour améliorer la durabilité du tuyau dans des environnements chimiques extrêmes.
6. Défis de la protection de l’environnement et exigences de durabilité
Question : Alors que le monde accorde une attention croissante à la protection de l'environnement et au développement durable, le recyclage et l'impact environnemental des produits en plastique sont devenus un problème clé pour l'industrie. Bien que les tuyaux en PE soient recyclables, certains problèmes de consommation d'énergie et d'émission de carbone subsistent lors de leur production et de leur utilisation, en particulier dans les projets d'infrastructures à grande échelle.
Orientation vers l'amélioration : pour relever ce défi, la future production de tuyaux en PE peut accorder davantage d'attention à la fabrication verte et aux technologies de production à faible émission de carbone. Par exemple, l’utilisation d’énergies renouvelables pour piloter les processus de production réduit l’utilisation d’énergie fossile. Dans le même temps, nous explorerons les matériaux en polyéthylène basés sur des matières premières de biomasse et développerons des produits de tuyaux en PE plus respectueux de l'environnement afin de réduire davantage l'impact environnemental. En outre, promouvoir la technologie de recyclage et de réutilisation des déchets de tuyaux en PE afin de réduire le gaspillage de ressources et de promouvoir le développement de l'économie circulaire.
