Riešenie s dlhou životnosťou: Rúry z radiačne zosieťovaného polyetylénu PE-Xc na rozvody pitnej vody

Systémy zásobovania pitnou vodou kladú na potrubia vysoké nároky. Platí to pri obnove mestských vodovodných sietí aj pri výstavbe nových obytných súborov či rozvodov v nemocniciach, zariadeniach sociálnej starostlivosti, hoteloch, športových zariadeniach a školách. PE-Xc sa uplatňuje aj pri stavbe výletných lodí ako súčasť viacvrstvových kompozitných rúr. V týchto aplikáciách sú zásadnými požiadavkami hygienická nezávadnosť pitnej vody, neovplyvňovanie jej chuti, rozmerová stálosť, odolnosť voči tlaku a teplote, ako aj certifikácia na použitie v lodnej doprave. Polyetylén zosieťovaný elektrónovým lúčom nahrádza tradičné potrubné materiály a osvedčil sa všade tam, kde cirkuluje a pravidelne sa odoberá veľké množstvo čerstvej vody s vysokým obsahom kyslíka. Radiačne zosieťované rúry a tyče z PE-Xc sa vyznačujú vysokou odolnosťou voči tlaku, teplote a mechanickému namáhaniu. Sú preto vhodné na použitie tam, kde sa vyžaduje dlhodobá stabilita a splnenie prísnych hygienických požiadaviek.

Zlepšenie vlastností plastových rúr radiačným zosieťovaním

Potrubné systémy na báze PE-Xc určené na prepravu pitnej vody ponúkajú významné výhody oproti tradičným materiálom, ako sú liatina, PVC a oceľ. Pomocou vysokoenergetického ionizujúceho elektrónového žiarenia možno cielene zlepšovať vlastnosti rúr, tvaroviek a spojok. Vzniknutá zosieťovaná štruktúra výrazne zvyšuje ich tepelnú odolnosť a odolnosť proti vzniku trhlín v dôsledku napätia. Tieto vlastnosti významne prispievajú k prevádzkovej spoľahlivosti a dlhej životnosti v náročných podmienkach. Obzvlášť dôležité sú vyššia dlhodobá hydrostatická pevnosť pri zvýšených teplotách a vnútorných tlakoch, ako aj lepšia rozmerová stálosť.

Na ožarovanie sa používajú elektrónové lúče generované urýchľovačmi, spravidla s energiou do 10 megaelektrónvoltov (MeV). Pri zosieťovaní rúra prechádza elektrónovým lúčom. Energia lúča vyvoláva v plaste cielené chemické reakcie, pri ktorých sa jednotlivé polymérne reťazce navzájom prepájajú a vytvárajú trojrozmernú sieť. Takto rovnomerne zosieťovaná rúra sa označuje ako PE-Xc. Písmeno „X“ označuje zosieťovanie a písmeno „c“ fyzikálnu metódu zosieťovania žiarením. Výsledkom je trvalé zlepšenie tepelnej a chemickej odolnosti, odolnosti proti tečeniu materiálu pri dlhodobom zaťažení a odolnosti proti oderu. Takto upravenú rúru preto možno používať v náročnejších podmienkach a s výrazne dlhšou životnosťou. Radiačné zosieťovanie je presne riaditeľný proces: nastavením dávky žiarenia možno dosiahnuť požadované vlastnosti materiálu a spoľahlivo ich reprodukovať. Ožarovanie je posledným krokom spracovania pred dodaním výrobkov.

Podrobnejší pohľad na zlepšenie materiálových vlastností

Rúry z vysokohustotného polyetylénu (HDPE) sa radiačne zosieťujú už desaťročia, aby sa zabezpečili ich požadované úžitkové vlastnosti. Pri potrubiach na prepravu pitnej vody však nie je dôležitá len odolnosť voči teplote a tlaku. Najmä v lodiarstve a hotelierstve zohrávajú významnú úlohu aj hmotnosť, odolnosť proti korózii, náročnosť montáže, zvukovoizolačné vlastnosti a hygienická nezávadnosť vody. Radiačné zosieťovanie a materiálové vlastnosti, ktoré sa ním dosahujú, poskytujú rúram PE-Xc viaceré výhody podľa konkrétneho použitia:

• Výrazne nižšia hmotnosť v porovnaní s kovovými potrubnými systémami uľahčuje prepravu, manipuláciu a montáž.
• Materiál nepodlieha korózii, vďaka čomu sú rúry PE-Xc menej náchylné na tvorbu usadenín spôsobených hrdzou či na poškodenie materiálu koróziou.
• Rýchla a flexibilná montáž je možná vďaka tomu, že plastové rúry sa ľahko opracúvajú a prispôsobujú stavebným podmienkam, napríklad pri rekonštrukciách alebo pri zložitých trasách potrubných rozvodov v hoteloch.
• Schopnosť tlmiť vibrácie a zvuk môže pomôcť znížiť chvenie a prevádzkový hluk na lodiach a v hoteloch.
• Pri príslušnej certifikácii sú vhodné aj na rozvody pitnej vody s vysokými hygienickými nárokmi. Keďže ich povrch nekoroduje, do pitnej vody sa z neho neuvoľňujú častice vznikajúce koróziou.

Radiačné zosieťovanie rúr a tyčí z PE-Xc

Radiačné zosieťovanie prebieha kontinuálne po extrúzii pomocou vysokoenergetických elektrónov. Zosieťovanie zabraňuje prudkému poklesu pevnosti, ktorý sa pri termoplastových rúrach bežne prejavuje pri dlhodobých skúškach odolnosti proti vnútornému tlaku, najmä pri vysokých teplotách až do 95 °C. Zároveň znižuje náchylnosť rúr na vznik trhlín v dôsledku napätia a zvyšuje ich odolnosť voči chemikáliám či agresívnym médiám.

V jednom technologickom kroku možno zosieťovať aj viacvrstvové kompozitné rúry, či už navinuté na kotúčoch, alebo dodávané v rovných dĺžkach. Elektrónový lúč bez problémov preniká cez tenkú kovovú vrstvu. Zároveň sa tým zlepšuje pevnosť spojenia medzi kovovou vrstvou a plastom na ich rozhraní. Na rozdiel od chemicky zosieťovaných rúr PE-Xa a PE-Xb pri radiačne zosieťovaných rúrach PE-Xc nehrozí prítomnosť zvyškov zosieťovacích chemikálií. V porovnaní s chemickými metódami ponúka fyzikálny proces radiačného zosieťovania aj veľmi vysokú procesnú spoľahlivosť a výrazne vyššiu rýchlosť výroby.

Radiačne zosieťované rúry PE-Xc v logistickom reťazci

Pri rúrach PE-Xc sa radiačné zosieťovanie vykonáva ako posledný krok po vytvarovaní výrobku, pred jeho dodaním koncovému zákazníkovi. Výhodou spracovania ionizujúcim žiarením je, že po jednoduchom uvoľnení výrobkov na ďalšie použitie ich možno okamžite používať alebo ďalej spracúvať, bez potreby ďalších skúšok, skladovania či čakacích lehôt.

Ožarovanie spravidla zabezpečujú špecializovaní poskytovatelia služieb, pretože vybudovanie a prevádzka potrebných zariadení sú náročné. Prevádzkovatelia elektrónových urýchľovačov musia okrem iného spĺňať prísne požiadavky na stavebné zabezpečenie a disponovať rozsiahlymi monitorovacími systémami. Externí poskytovatelia služieb ponúkajú jednoznačnú výhodu najmä pri sériovej výrobe. Vďaka vyťaženiu svojich kapacít a odborným skúsenostiam využívajú vysoko automatizované procesy, ktoré zabezpečujú potrebnú rýchlosť a vysokú úroveň kvality.

Rúry PE-Xc prejdú ožarovacím zariadením za niekoľko sekúnd. Následne sa štandardizovanou skúšobnou metódou overí, či sa dosiahol požadovaný stupeň zosieťovania. Výrobok je potom pripravený na okamžité použitie. V ideálnom prípade poskytovateľ služby zabezpečuje úplnú vysledovateľnosť tým, že eviduje každú zákazku od príjmu tovaru cez ožarovanie až po dodanie a celý priebeh dokumentuje v súlade s príslušnými predpismi.

Dr. Michal Daněk
BGS Beta-Gamma-Service GmbH & Co. KG
Tel: +420 518 324 510
Email: danek@bgs.eu
https://bgs.eu/en/radiation-crosslinking/