TPU crijevo s tkanjem: konstrukcija i izvedba

Što Through-the-Weave TPU crijevo Konstrukcija Sredstva

A TPU crijevo za tkanje izgrađen je ekstrudiranjem rastaljenog termoplastičnog poliuretana izravno kroz i oko tkane armaturne tkanine, umjesto laminiranja odvojenih TPU slojeva na vanjsku i unutarnju stranu prethodno oblikovane cijevi od tkanine. Tijekom ekstruzije, TPU u potpunosti prodire u praznine tkanja, inkapsulirajući svaku pređu i stapajući unutarnje i vanjske slojeve polimera u jednu kontinuiranu matricu kroz samu tkaninu. Ovo se mehanički razlikuje od spojenog ili laminiranog crijeva, gdje su unutarnji i vanjski TPU slojevi u biti dva odvojena filma koji se drže zajedno prianjanjem na površini tkanine, a tkanje se nalazi kao diskretni sloj između njih.

Praktični rezultat konstrukcije kroz tkanje je stijenka crijeva koja se pod pritiskom i savijanjem ponaša kao jedna kompozitna struktura, a ne kao tri naslagana sloja koji se mogu odvojiti jedan od drugog. Ova razlika postaje značajna posebno u primjenama s visokim ciklusom ili visokim tlakom, gdje je odvajanje slojeva — koje se obično naziva delaminacija — dominantan način kvara u laminiranom crijevu niže kvalitete.

Zašto prodiranje tkanja sprječava raslojavanje

Delaminacija u slojevitom crijevu obično počinje na mikroskopskoj praznini ili slaboj točki veze između tkanine i jednog od TPU slojeva i širi se pod ponovljenim mijenjanjem pritiska sve dok se na stijenci crijeva ne stvori vidljiv mjehurić ili mjehurić. Budući da ekstruzija kroz tkanje eliminira diskretno sučelje između tkanine i polimera — TPU je neprekinut kroz tkaninu, a ne spojen na svoja dva lica — ne postoji čista ravan razdvajanja za početak delaminacije.

• Laminirano crijevo oslanja se na čvrstoću ljepila ili toplinske veze na površini tkanine, koja se smanjuje pod utjecajem UV zračenja, kemijskog kontakta i opetovanog savijanja
• Crijevo kroz tkanje oslanja se na mehaničku blokadu — stvrdnuti polimer fizički ulazi u strukturu tkanja — što je daleko manje osjetljivo na degradaciju površinske veze tijekom vremena
• To je razlog zašto je crijevo s tkanjem specificirano preferirano za cikličke primjene visokog tlaka kao što je prijenos tekućine za hidraulično frakturiranje, odvodnjavanje rudnika i suzbijanje požara, gdje kvar crijeva nosi značajnu sigurnost i troškove zastoja

Vrste tkanja za ojačanje i njihov učinak na izvedbu

Sama tkanina za ojačanje je glavna varijabla u performansama crijeva, neovisno o korištenoj TPU smjesi. Pređa od poliesterske niti standardni je izbor za opću industrijsku i poljoprivrednu plosnatu crijevu zbog svoje ravnoteže vlačne čvrstoće, malog istezanja pod opterećenjem i cijene. Ojačanje od poliestera ili najlona visoke čvrstoće koristi se tamo gdje su potrebne veće vrijednosti tlaka pucanja, budući da je vlačna čvrstoća vlakana — a ne debljina stijenke TPU-a — obično ograničavajući čimbenik u maksimalnom radnom tlaku crijeva.

Gustoća tkanja, izražena kao krajevi po inču u smjeru osnove i potke, također utječe na to koliko potpuno TPU prodire tijekom ekstruzije — tkanje koje je pretijesno može zarobiti zračne džepove i spriječiti potpuni prodor polimera, dok tkanje koje je previše otvoreno smanjuje doprinos tkanine čvrstoći pucanja.

Radni tlak, omjer pucanja i dimenzioniranje

A TPU crijevo za tkanje ocjenjuje se na dvije povezane, ali različite brojke: radni tlak, trajni tlak za koji je crijevo dizajnirano za kontinuirani rad, i tlak pucanja, tlak pri kojem se očekuje kvar crijeva. Renomirani proizvođači dizajniraju sigurnosni omjer pucanja i radnog tlaka od najmanje 3:1, a kupci bi uvijek trebali izričito zahtijevati ovaj omjer radije nego prihvatiti samo brojku radnog tlaka, budući da crijevo ocijenjeno blizu svoje stvarne točke pucanja nudi malu marginu za skokove tlaka ili prenapone koji su uobičajeni u sustavima koje pokreće pumpa.

• Standardno plosnato crijevo za poljoprivredu i navodnjavanje obično radi u rasponu radnog tlaka od 6-10 bara
• Crijevo za industrijsko odvodnjavanje i vatrogasce obično radi pod radnim tlakom od 10-16 bara s odgovarajućim pojačanjem veće čvrstoće
• Crijevo za prijenos tekućine za frakturiranje može premašiti radni tlak od 20-25 bara i koristi najtežu armaturu i najdeblju dostupnu konstrukciju s tkanim zidom

Razmatranja kemijske i UV otpornosti

Odabir spoja TPU utječe na performanse crijeva u odnosu na tekućinu koja se prenosi i okolinu u kojoj se pohranjuje ili koristi. TPU na bazi estera nudi bolju otpornost na ulja i ugljikovodike, što ga čini preferiranim spojem za prijenos goriva i tekućine za frakturiranje, dok TPU na bazi etera nudi bolju otpornost na hidrolizu i općenito se preferira za produljeni prijenos vode i skladištenje na otvorenom gdje se crijevo više puta vlaži i suši.

Sadržaj UV stabilizatora u vanjskom TPU sloju izravno utječe na radni vijek crijeva koje je duže vrijeme izloženo sunčevoj svjetlosti, kao što je crijevo za navodnjavanje u poljoprivredi položeno preko otvorenih polja tijekom cijele vegetacijske sezone. Kupci koji odabiru crijevo za produljeno izlaganje na otvorenom trebali bi izričito potvrditi uključenost UV stabilizatora, budući da je to aditiv na razini spoja koji nije vidljiv u osnovnom tehničkom listu proizvoda.

Kontrolni popis izvora i specifikacija

Budući da je kvalitetu konstrukcije kroz tkanje teško vizualno provjeriti, kupci koji nabavljaju ovu vrstu crijeva trebali bi zatražiti dokumentaciju o procesu i podatke o ispitivanju umjesto da se oslanjaju samo na izgled gotovog crijeva, budući da loše izveden proces kroz tkanje još uvijek može izgledati slično ispravno proizvedenom crijevu sve dok se ne stavi pod dugotrajno mijenjanje tlaka.

1. Zatražite dokumentaciju o omjeru pucanja i radnog tlaka, a ne samo navedenu vrijednost radnog tlaka
2. Potvrdite da tip i gustoća tkanja za pojačanje odgovaraju predviđenom radnom tlaku i radnom ciklusu
3. Provjerite vrstu spoja TPU (na bazi estera ili etera) u odnosu na određenu tekućinu koja se prenosi i očekivanu izloženost kemikalijama
4. Zatražite uzorke presjeka koji pokazuju punu penetraciju tkanja, posebno za narudžbe pod visokim pritiskom ili kritične za sigurnost
5. Zatražite podatke o ciklusima ili ispitivanju zamora za aplikacije koje uključuju česte tlačne i snižavanje tlaka, kao što su operacije lomljenja ili odvodnjavanja