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I. Polyéthylène réticulé

Le besoin urgent d'utiliser du polyéthylène à des températures et des pressions plus élevées (pour les systèmes de chauffage et d'eau chaude) a conduit au développement de procédés de production de polyéthylène à haut poids moléculaire. Ceci a été réalisé par la formation de réticulations polymères supplémentaires sous haute pression. Ce procédé est appelé réticulation, et le polyéthylène ainsi obtenu est du polyéthylène réticulé (ou PEX).

La réticulation du polyéthylène est comprise comme le processus de liaison d'unités moléculaires en un réseau tridimensionnel à larges mailles en raison de la formation de réticulations.

Lors de la réticulation dans des chaînes moléculaires contenant des atomes de carbone et d'hydrogène, sous l'influence de certains facteurs, des atomes d'hydrogène individuels sont arrachés des liaisons des molécules de polyéthylène. La liaison libre formée est utilisée pour relier les chaînes entre elles.

La demande de tuyaux PEX a conduit au développement de diverses technologies pour sa production, qui, naturellement, affectent de manière significative les propriétés de consommation du produit final.

Pour commencer, notons les caractéristiques distinctives qui sont présentes dans tous les types de PEX :

• résistance accrue à la température et à la pression;
• la mémoire moléculaire ou la capacité de restaurer la forme après une flexion ou un gel excessif du système ;
• résistance à la formation de fissures "lente" et "rapide", c'est-à-dire la capacité du matériau à conserver son élasticité et d'autres propriétés pendant une longue période - la longévité du système.

Il existe trois façons de fabriquer industriellement des tuyaux PEX :

• peroxyde ou PEX-A
• silane ou PEX-B
• rayonnement ou PEX-C

PEX-C : la réticulation (par rayons X durs) n'est pas uniforme en épaisseur. À la surface externe, le plus grand processus de réticulation des molécules est observé. L'intérieur a le plus bas. Le pourcentage moyen de réticulation est de 78 %.

PEX-B : le processus de réticulation (méthode chimique utilisant du silane) procède de deux surfaces - externe et interne profondément dans la paroi du tuyau. Dans ce cas, les deux surfaces montrent un pourcentage élevé de réticulation, avec le plus petit pourcentage au milieu de l'épaisseur du tuyau. Le pourcentage moyen de réticulation est d'environ 75 %.

PEX-A : les particularités de cette méthode chimique sont que le polyéthylène et l'initiateur de réticulation - le peroxyde sont préalablement mélangés de manière homogène. La réticulation s'effectue sous haute pression à l'état fondu. Avec cette méthode, un pourcentage élevé de réticulation est atteint, en moyenne 85 %.

Les tuyaux PEX-B et PEX-C sont utilisés pour le chauffage et l'alimentation en eau chaude, mais en raison de la structure inhabituelle du matériau, ils présentent un certain nombre de limitations associées à la plasticité et à la résistance durable de ce matériau.

Les tuyaux PEX-A ont une résistance et des propriétés thermiques optimales. Un pourcentage élevé de réticulation fournit les propriétés nécessaires pour une utilisation dans les systèmes de chauffage et d'eau chaude.

Directement sur les marchés

Ce n'est un secret pour personne qu'il existe de nombreuses imitations bon marché de marques dignes de confiance sur le marché. Ils ne résistent pas aux tests de température et de pression, aux tests de résistance à la traction et ne correspondent pas aux caractéristiques des matières premières déclarées. En règle générale, ce sont des contrefaçons d'Asie du Sud-Est, fabriquées avec des économies de matières premières et de technologie, sans aucun contrôle. Par conséquent, le client reçoit on ne sait quoi, et ne peut alors compenser ses pertes. La situation actuelle est très alarmante en raison de la présence d'un grand nombre de "spécialistes" qui travaillent sur les marchés de la construction, achètent des tuyaux et réalisent eux-mêmes l'installation pour des clients privés. Travaillant avec des tuyaux en polymère, ils savent parfaitement à quoi ils ont affaire (notamment les tuyaux métal-plastique), ils connaissent les délaminages et les fuites.

III. Tubes métal-polymère métal-plastique.

La première couche est en polyéthylène réticulé (PEX).Les tuyaux métal-plastique modernes (PEX-al-PEX) se composent de cinq couches, chacune affectant la qualité, la fiabilité et la durabilité du tuyau dans son ensemble.

De brèves caractéristiques du PEX sont présentées au début de cette section du site. En règle générale, le fabricant essaie de choisir le rapport qualité-prix le plus optimal.

La deuxième et la quatrième couche sont la composition adhésive.

Comme on le sait, le coefficient de dilatation thermique linéaire pour le polyéthylène et l'aluminium est différent, et pendant le fonctionnement, différentes couches du tuyau se dilatent différemment, ce qui entraîne des contraintes importantes dans la structure, ce qui peut entraîner une violation de l'intégrité et une destruction ultérieure. du tuyau. C'est l'un des principaux inconvénients des tuyaux en métal-plastique, que les fabricants tentent de minimiser en améliorant la composition adhésive utilisée pour lier l'aluminium au polymère.

Le problème de la solidité de la connexion "polymère-aluminium" n'est résolu que pour les tuyaux, dans la fabrication desquels une composition adhésive spéciale de haute qualité est utilisée pour fixer les couches.

La troisième couche est une feuille d'aluminium.

À ce jour, trois méthodes principales de soudage de la couche d'aluminium sont utilisées.Lors du choix des tuyaux, une attention particulière doit être portée à la fois à la couche d'aluminium elle-même et à la méthode de soudage. Les fabricants de tuyaux en métal-polymère utilisent à la fois de l'aluminium pur et des alliages plus fiables.

Le soudage de la couche d'aluminium avec un chevauchement (Fig. 1, a) est effectué avec un pistolet à ultrasons qui effectue une "cautérisation" ponctuelle des couches. Cette méthode présente un certain nombre d'inconvénients importants : le premier est l'absence de soudure continue et, par conséquent, une connexion de haute qualité ; le second - les bords de la feuille d'aluminium, lorsque la température et la pression changent, commencent à bouger et à casser le polyéthylène et la couche adhésive, violant l'intégrité du tuyau.

Le soudage avec une tige de tungstène dans un gaz inerte (Fig. 1,b) est plus fiable, mais cette méthode conduit à un amincissement de la couche d'aluminium sur le site de soudage, une violation des propriétés et des caractéristiques de résistance de l'aluminium sur le site de soudure . Le plus moderne et le plus fiable est le soudage bout à bout au laser (Fig. 1, c): la couche d'aluminium au niveau du site de soudure ne s'amincit pas et ses propriétés physiques et chimiques ne sont pas violées.

La fiabilité du soudage est d'une grande importance lors de l'expansion du tuyau, par exemple, en raison du gel de l'eau à l'intérieur, d'une augmentation de la température et de la pression, de l'étirement du tuyau avec un outil (dans le cas de connexions utilisant un manchon mobile). La conséquence de l'expansion est le déplacement des couches de polyéthylène et d'aluminium, l'endommagement de la couche adhésive et le risque de déchirure du joint de la feuille d'aluminium. Contrairement aux raccords à manchon mobile, les raccords à sertir sont plus rapides, moins encombrants, moins chers et n'endommagent pas le tuyau.

La cinquième couche est en polyéthylène réticulé (PEX).

En tant que couche externe remplissant des fonctions de protection, avec le PEX, le polyéthylène haute densité REND est souvent utilisé récemment.

Une attention particulière doit être accordée aux tubes métal-polymère prometteurs en polyéthylène PE-RT/AL/PE résistant à la chaleur. Une caractéristique de ces tuyaux est un nombre accru d'atomes de carbone de liaison (jusqu'à 6) par rapport aux tuyaux PEX

Les tuyaux métal-polymère en polyéthylène résistant à la chaleur conviennent à la fois au chauffage par radiateur ou au sol, aux systèmes de fonte de neige, ainsi qu'à l'alimentation en eau froide et chaude.

Technologie de montage

L'installation de tuyaux en polyéthylène réticulé est réalisée au moyen de raccords profilés - éléments de raccordement métalliques. Contrairement à d'autres produits en plastique, qui sont connectés de manière similaire, l'élasticité du PEX assure une étanchéité maximale des joints et le faible coefficient de dilatation linéaire garantit que le pipeline ne fuit pas pendant le fonctionnement.

Il existe deux options de connexion :

• raccords à compression - la fixation se produit en raison du sertissage avec un écrou sur le raccord de dilatation.L'outil requis est une clé;
• raccords à sertir - le segment est pressé avec un manchon spécial, pour l'installation duquel des pinces à sertir manuelles ou un outil hydraulique sont nécessaires.

La connexion des tuyaux PEX avec des raccords à compression est effectuée selon l'algorithme suivant :

1. Le produit est coupé sur mesure et nettoyé des bavures.
2. Un écrou de compression et une bague fendue sont installés sur le tuyau, qui est fixé à une distance de 1 cm du bord.
3. Le tuyau est poussé sur le mamelon du raccord.
4. À l'aide d'un outil - une clé, le tuyau est serti en serrant l'écrou sur le raccord.

Tuyau PEX et raccord à sertir

Technologie de raccordement de tuyaux en polyéthylène réticulé avec raccords à sertir :

1. Le tuyau est coupé en ébauches de la longueur requise, nettoyé des bavures.
2. Deux segments sont installés dans le raccord à sertir jusqu'à ce qu'il s'arrête.
3. À l'aide d'une pince à sertir, le bord métallique du raccord est pressé jusqu'à ce que les mains de la pince se rejoignent.

Il existe également des raccords en polyéthylène conventionnels conçus pour le soudage. Pour une telle installation, vous aurez besoin d'un outil pour souder les tuyaux, un fer à souder chinois bon marché coûte environ 2 à 3 000 roubles. L'outil est livré avec des bandeaux pour différents diamètres (16, 20 mm, etc.).

La séquence de soudure est la suivante :

1. Le tuyau est coupé et ébavuré.
2. Le fer à souder est chauffé à la température de fonctionnement.
3. Un tuyau et un raccord sont montés sur les buses d'un fer à souder chauffé, où ils sont maintenus pendant 5 à 10 secondes, puis les éléments sont retirés et assemblés. Il faut 16 à 30 secondes pour presser le tuyau et le raccord.

II. Polypropylène

Le polypropylène est obtenu par polymérisation du propylène.
Ses variétés :

• homopolymère (PP-C);
• copolymère séquencé (PP-B);
• copolymère statistique (PP-RC).

Caractéristiques comparatives des canalisations en polyéthylène réticulé (PEX) et en polypropylène (PP) :

Cette figure montre la "contrainte circonférentielle admissible par rapport à la durée de vie" pour le polyéthylène réticulé (PEX) et le polypropylène (PP-C) à une température de fonctionnement de 95°C. On peut voir que le taux de diminution de la résistance avec l'augmentation de la température et des tuyaux en polypropylène est bien supérieur à celui du polyéthylène réticulé.

Comparons encore le PEX et le PP-RC, en prenant dans les deux cas des tuyaux de type PN20 (le type PN40, par exemple, signifie, par définition, que ce tuyau peut supporter une pression de 40 atm. à 20°C pendant 50 ans) avec différents diamètres extérieurs de 20 et 110 mm et comparer les épaisseurs de paroi :

Comparons maintenant les pressions de service admissibles pour les tuyaux PN20 à différentes températures, mais sous une condition générale - une durée de vie de 50 ans :

De cette comparaison, on peut voir que les tuyaux PEX sont capables de résister à des pressions plus élevées à des températures élevées que les tuyaux PP-RC.

L'installation de tuyaux en polypropylène dans des conditions de pose sans canal est réalisée par des sections droites qui nécessitent des technologies spéciales pour la connexion (soudage, brasage, colle), contrairement aux tuyaux PEX (méthodes de connexion - filetage à compression ou manchon, offrent toujours simplicité et fiabilité, car PEX les tuyaux ont une mémoire moléculaire). Les fortes contraintes qui se produisent dans les tuyaux en PP nécessitent l'installation de dispositifs de compensation. Les canalisations PEX sont dépourvues de toutes ces lacunes, car ce sont des itinéraires flexibles et auto-compensateurs, dont l'installation est réalisée à l'aide de serpentins. Remplacer les tuyaux en acier par des PEX dans des conditions urbaines l'emporte sur le remplacement par des tuyaux en propylène, car. c'est dans ce cas qu'une pose particulièrement virtuose de l'itinéraire s'impose, en préservant inchangée la structure existante des autres communications.