Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Что такое полимерный материал

Огнестойкость полимеров

Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Что такое полимерный материал

Огнестойкость полимеров и полимерных материалов (fire-resistance, Feuerbestandigkeit, resistance au feu) —  это способность полимеров противостоять действию огня.

Характеризуя полимеры по огнестойкости, часто говорят об их горючести (возгораемости).

В СССР по огнестойкости (возгораемости) материалы было принято делить на:

  • горючие,
  • трудносгораемые ,
  • негорючие;

 за рубежом полимеры делят  на:

  • горючие,
  • трудновоспламеняемые,
  • трудносгораемые,
  • самозатухающие,
  • негорючие.

Эта классификация условна, так как огнестойкость  зависит не только от вида материала, но и от условий поджигания, характера пламени.

Методы испытания огнестойкости полимерных материалов

Методы испытания огнестойкости  полимеров настолько разнообразны, что сравнительная оценка полимеров по этому показателю на основании данных разных стран очень затруднительна.

Кроме того, ошибка эксперимента, как правило, довольно высока.

Нередко одни и те же полимеры на основании результатов испытания по одному из методов относят к негорючим, по другому — к самозатухающим  или даже горючим.

В СССР для оценки огнестойкости  полимеров применялось несколько методов. По одному из них (калориметрическому) определяют показатель возгораемости . По другому методу огнестойкость характеризуют кислородными индексами воспламеняемости.

Существует ряд приближенных методов оценки огнестойкости полимеров. При этом о принадлежности полимера по горючести (то есть  по способности под воздействием огня и высоких температур гореть с выделением тепла) к тому или иному типу судят по следующим показателям:

1) времени самостоятельного горения (тления) образца и потере его массы;

2) скорости распространения пламени.

 Первые показатели определяют одним из общепринятых экспресс-методов, так называемым методом «огневая труба» (образец полимера располагают в трубе вертикально).

Полимеры считают горючими, если потеря массы при испытании этим методом превышает 20%,  а продолжительность самостоятельного горения составляет 60 сек.

Скорость распространения пламени определяется длиной сгоревшей (за 2 мин) части образца, который располагают горизонтально и поджигают с одного конца. Из группы горючих материалов, испытываемых по этому методу, выделяют легковоспламеняющиеся материалы, у которых горение распространяется по всей длине образца, то есть на 300 мм.

За рубежом огнестойкость  полимеров, как и в СССР, оценивают по скорости горения образца, а также по времени его самостоятельного горения после нескольких последовательных поджиганий. При определении огнестойкости полимеров некоторыми методами используют образцы большого размера; так, метод  ASTM E84-61 используется для определения огнестойкости строительных материалов и конструкций.

 Для полной характеристики возгораемости полимерного материала определяют:

  • Температуру воспламенения;
  • Температуру тления;
  • Температуру самовозгорания;
  • Температуру самонагревания;
  • Способность к дымовыделению;
  • Способность к образованию раскаленного плава ;
  • Токсичность продуктов разложения.

Факторы, от которых зависит огнестойкость полимерных материалов

При горении полимеров протекает ряд  химических и физических процессов. Для удобства рассматривают три зоны горения полимеров:

  • газовый слой – в нем происходит, главным образом,  термоокислительная деструкция продуктов разрушения поверхностного слоя полимера и наблюдается интенсивный массообмен  и теплообмен;
  • поверхностный слой полимера, подверженный действию пламени;
  • внутренние слои полимера, прилегающие к поверхностному слою; здесь протекает в основном термическая деструкция полимера. От природы продуктов, образующихся при пиролизе в третьей зоне, и скорости диффузии их к поверхности зависит дальнейшее протекание процессов воспламенения и горения.

На основании результатов изучения процессов горения различных полимеров, установлены следующие закономерности огнестойкости полимеров:

  1. самогашение материала может происходить вследствие испарения с его поверхности большого количества негорючих частиц или образования на поверхности защитных полимерных пленок, не поддерживающих горения;
  2. введение фосфора в состав полимера способствует увеличению доли эндотермических процессов («охлаждению» материала) и образованию в ряде случаев прочного кокса (чем быстрее коксуется полимер, тем выше его огнестойкость), введение галогенов приводит к понижению температуры пламени в газовом слое у поверхности полимера и ингибированию воспламенения;
  3. огнестойкость  галогенсодержащих полимеров в зависимости от природы галогена уменьшается в ряду:  Вг>С1 > F;
  4.  совместное присутствие в полимерном материале атомов фосфора и галогена (особенно брома), галогена и сурьмы оказывает синергетическое действие (то есть  эффект оказывается большим, чем сумма влияний отдельных веществ;) на повышение  огнестойкости (при определенном соотношении соответствующих пар);
  5. у близких по химической природе полимеров огнестойкость повышается с увеличением термостойкости;
  6. огнестойкость определяется химической структурой полимера: например, при введении ароматических  звеньев, замене группировок Р—О— С на Р—С, при уменьшении длины алкильной цепи у атома фосфора огнестойкость  полимера возрастает;
  7. с повышением плотности упаковки макромолекул огнестойкость  у близких по химической природе полимеров возрастает.

К огнестойким или негорючим относятся следующие группы полимеров:

  • неорганические и некоторые элементоорганические;
  • органические, содержащие в макромолекуле ароматические или гетероциклические группировки;
  • полностью фторированные, галогенфторированные или сполна галогенированные.

Огнестойкие полимеры:

  • самозатухают при вынесении их из пламени (самозатухающие)
  • или вообще не горят (негорючие).

При воздействии пламени на некоторые элементоорганические или неорганические полимеры горючие газы образуются в незначительном количестве или не образуются совсем.

Такие полимеры характеризуются также повышенной термостойкостью. Например, полиметаллоорганосилокеаны (металл — Аl  или Ti), в макромолекулах которых в боковых ответвлениях содержатся диалкилфосфинатные группировки, выдерживают температуру до 800 °С.

Однако такие полимеры могут накаливаться (непламенное горение) и в ряде случаев в результате разбрызгивания расплава с поверхности стать источником горения.

Полимеры, в структуре которых имеются конденсированные ароматические или гетероциклические кольца, быстро коксуются, что обеспечивает им пониженную горючесть или полную негорючесть.

Особое место в этом ряду занимают графитизирующиеся и карбонизованные полимеры.

И, наконец, горение ряда полимеров сопровождается большим эндотермическим эффектом, связанным с испарением с поверхности негорючих частиц, как, например, у некоторых сполна фторированных или галогенированных полимеров. Однако выделяющиеся при горении фторсодержащих полимеров газы часто оказываются токсичными.

Способы повышения огнестойкости полимерных материалов

Для придания или повышения огнестойкости имеется несколько способов:

1) нанесение огнезащитного покрытия на поверхность изделия;

2) введение наполнителей, имеющих пониженную горючесть, в композицию на основе полимера;

3) введение огнезащитных добавок антипиреновинертных (не вступающих в химическую реакцию с полимером) и химически активных (химическая  модификация).

Первые два способа малоэффективны.

При горении огнезащитные покрытия (например, на основе жидкого стекла) могут накаливаться и отслаиваться от основного материала. Наполнитель (асбест, каолин, цемент и др.

) в ряде случаев может выполнять роль своеобразного фитиля и способствовать распространению пламени. Более эффективен третий способ.

Список литературы: Пожарная опасность веществ и материалов, Справочник, [ч. 1—21, М., 1966—70; Н ind ers inn R. R., Wagner G., Fire retaraancy, в кн.: Encyclopedia of polymer science and technology, v. 7, N. Y.—L. [a. o.],1967; КодоловВ.И., СапоговаЛ.А.

, СпасскийС.С, Пласт, массы, № 10, 40 A969); Nametz R. С, Ind. and Eng. Chem., 59, № 5, 99 A967); Einhorn I. N., J. Macromol. Sci., D 1, № 2, 113 A971); V о g e 1 H., Flammfestmachen von Kunststoffen,

Heidelberg, 1966. В. И. Кодолов, Я. С. Никитина.

Каргин В.А., академик АН СССР
Источник: Энциклопедия полимеров, под редакцией Каргина В.А
Дата в источнике: 1972 год

Источник: https://mplast.by/encyklopedia/ognestoykost-polimerov/

Полимер – что это такое? Производство полимеров

Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Что такое полимерный материал

Удивительно, насколько разнообразны окружающие нас предметы и материалы, из которых они изготовлены. Раньше, примерно в XV-XVI веках, основными материалами были металлы и дерево, чуть позже стекло, почти во все времена фарфор и фаянс. А вот сегодняшний век – это время полимеров, о которых и пойдет речь дальше.

Понятие о полимерах

Полимер. Что это такое? Ответить можно с разных точек зрения. С одной стороны, это современный материал, используемый для изготовления множества бытовых и технических предметов.

С другой стороны, можно сказать, это специально синтезированное синтетическое вещество, получаемое с заранее заданными свойствами для использования в широкой специализации.

Каждое из этих определений верное, только первое с точки зрения бытовой, а второе – с точки зрения химической. Еще одним химическим определением является следующее.

Полимеры – это макромолекулярные соединения, в основе которых лежат короткие участки цепи молекулы – мономеры. Они многократно повторяются, формируя макроцепь полимера.

Мономерами могут быть как органические, так и неорганические соединения.

Поэтому вопрос: “полимер – что это такое?” – требует развернутого ответа и рассмотрения по всем свойствам и областям применения этих веществ.

Существует множество классификаций полимеров по различным признакам (химической природе, термостойкости, строению цепи и так далее). В ниже приведенной таблице коротко рассмотрим основные виды полимеров.

Классификация полимеров

ПринципВидыОпределениеПримеры
По происхождению (возникновению)Природные (натуральные)Те, что встречаются в естественных условиях, в природе. Созданы природой.ДНК, РНК, белки, крахмал, янтарь, шелк, целлюлоза, каучук натуральный
СинтетическиеПолучены в лабораторных условиях человеком, не имеют отношения к природе.ПВХ, полиэтилен, фенолформальдегидные смолы, полипропилен, полиуретан и другие
ИскусственныеСозданы человеком в лабораторных условиях, но на основе природных полимеров.Целлулоид, ацетатцеллюлоза, нитроцеллюлоза
С точки зрения химической природыОрганической природыБольшая часть всех известных полимеров. В основе мономер органического вещества (состоит из атомов С, возможно включение атомов N, S, O, P и других).Все синтетические полимеры
Неорганической природыОснову составляют такие элементы, как Si, Ge, O, P, S, H и другие. Свойства полимеров: не бывают эластичными, не образуют макроцепей.Полисиланы, полидихлорфосфазен, полигерманы, поликремниевые кислоты
Элементоорганической природыСмесь органических и неорганических полимеров. цепь – неорганика, боковые – органика.Полисилоксаны, поликарбоксилаты, полиорганоциклофосфазены.
Различие главной цепочкиГомоцепные цепь представлена либо углеродом, либо кремнием.Полисиланы, полистирол, полиэтилен и другие.
ГетероцепныеОсновной остов из разных атомов.Полимеры примеры – полиамиды, белки, этиленгликоль.

Также различают полимеры линейного, сетчатого и разветвленного строения. Основа полимеров позволяет быть им термопластичными или термореактивными. Также они имеют различия по способности к деформации при обычных условиях.

Основные два агрегатных состояния, характерные для полимеров, это:

  • аморфное;
  • кристаллическое.

Каждое характеризуется своим набором свойств и имеет важное практическое значение. Например, если полимер существует в аморфном состоянии, значит, он может быть и вязкотекущей жидкостью, и стеклоподобным веществом и высокоэластичным соединением (каучуки). Это находит широкое применение в химических отраслях промышленности, строительстве, технике, производстве промышленных товаров.

Кристаллическое состояние полимеры имеют достаточно условное. На самом деле данное состояние перемежается с аморфными участками цепи, и в целом вся молекула получается очень удобной для получения эластичных, но в тоже время высокопрочных и твердых волокон.

Температуры плавления для полимеров различны. Многие аморфные плавятся при комнатной температуре, а некоторые синтетические кристаллические выдерживают довольно высокие температуры (оргстекло, стекловолокно, полиуретан, полипропилен).

Окрашиваться полимеры могут в самые разные цвета, без ограничений. Благодаря своей структуре они способны поглощать краску и приобретать самые яркие и необычные оттенки.

Химические свойства полимеров

Химические свойства полимеров отличаются от таковых у низкомолекулярных веществ. Это объясняется размером молекулы, наличием различных функциональных группировок в ее составе, общим запасом энергии активации.

В целом можно выделить несколько основных типов реакций, характерных для полимеров:

  1. Реакции, которые будут определяться функциональной группой. То есть если в состав полимера входит группа ОН, характерная для спиртов, значит, и реакции, в которые они будут вступать, будут идентичны таковым у спиртов (дегидратация, окисление, восстановление, дегидрирование и так далее).
  2. Взаимодействие с НМС (низкомолекулярными соединениями).
  3. Реакции полимеров между собой с образованием сшитых сетей макромолекул (сетчатые полимеры, разветвленные).
  4. Реакции между функциональными группировками в пределах одной макромолекулы полимера.
  5. Распад макромолекулы на мономеры (деструкция цепи).

Все перечисленные реакции имеют в практике большое значение для получения полимеров с заранее заданными и удобными человеку свойствами. Химия полимеров позволяет создавать термоустойчивые, кислотно и щелочеупорные материалы, обладающие при этом достаточной эластичностью и стабильностью.

Применение полимеров в быту

Применение этих соединений повсеместно. Мало можно вспомнить областей промышленности, народного хозяйства, науки и техники, в которых не нужен был бы полимер. Что это такое – полимерное хозяйство и повсеместное применение, и чем оно исчерпывается?

  1. Химическая промышленность (производство пластмасс, дубильных веществ, синтез важнейших органических соединений).
  2. Машиностроение, авиастроение, нефтеперерабатывающие предприятия.
  3. Медицина и фармакология.
  4. Получение красителей и взрывчатых веществ, пестицидов и гербицидов, инсектицидов сельского хозяйства.
  5. Строительная промышленность (легирование сталей, конструкции звуко- и теплоизоляции, строительные материалы).
  6. Изготовление игрушек, посуды, труб, окон, предметов быта и домашней утвари.

Химия полимеров позволяет получать все новые и новые, совершенно универсальные по свойствам материалы, равных которым нет ни среди металлов, ни среди дерева или стекла.

Примеры изделий из полимерных материалов

Прежде чем называть конкретные изделия из полимеров (их невозможно перечислить все, слишком большое их многообразие), для начала нужно разобраться, что дает полимер. Материал, который получают из ВМС, и будет основой для будущих изделий.

Основными материалами, изготовленными из полимеров, являются:

  • пластмассы;
  • полипропилены;
  • полиуретаны;
  • полистиролы;
  • полиакрилаты;
  • фенолформальдегидные смолы;
  • эпоксидные смолы;
  • капроны;
  • вискозы;
  • нейлоны;
  • полиэфирные волокна;
  • клеи;
  • пленки;
  • дубильные вещества и прочие.

Это только небольшой список из того многообразия, что предлагает современная химия. Ну а здесь уже становится понятным, какие предметы и изделия изготавливаются из полимеров – практически любые предметы быта, медицины и прочих областей (пластиковые окна, трубы, посуда, инструменты, мебель, игрушки, пленки и прочее).

Полимеры в различных отраслях науки и техники

Мы уже затрагивали вопрос о том, в каких областях применяются полимеры. Примеры, показывающие их значение в науке и технике, можно привести следующие:

  • применение резины;
  • антистатические покрытия;
  • электромагнитные экраны;
  • корпусы практически всей бытовой техники;
  • транзисторы;
  • светодиоды и так далее.

Нет никаких ограничений фантазии по применению полимерных материалов в современном мире.

Производство полимеров

Полимер. Что это такое? Это практически все, что нас окружает. Где же они производятся?

  1. Нефтехимическая (нефтеперерабатывающая) промышленность.
  2. Специальные заводы по производству полимерных материалов и изделий из них.

Это основные базы, на основе которых получают (синтезируют) полимерные материалы.

Источник: https://FB.ru/article/163479/polimer---chto-eto-takoe-proizvodstvo-polimerov

Подробно об самых распространенных термопластичных полимерах

Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Что такое полимерный материал

Термопластичный полимер представляет собой материал, способный неоднократно при нагревании становиться более мягким, а при охлаждении возвращать свою твердость. Свойства этих веществ можно объяснить за счёт линейной структуры их макромолекул.

Когда во время нагрева им передаётся энергия, связи между молекулами ослабляются, что обеспечивает более свободное движение относительно друг друга, сам же полимер становится аморфным или при повышении температуры переходит в жидкое агрегатное состояние.

Именно это свойство используют при создании различного рода изделий из термопластичных полимеров, или при сращивании двух деталей при помощи сварки.

Особенности перевода полимеров в вязкое состояние

Необходимо отметить, что при практическом применении далеко не все термопластичные полимеры переводятся жидкое агрегатное состояние так легко. Это связано с тем, что у некоторых веществ температура термического разложения меньше, чем температура, при которой они приобретают жидкое агрегатное состояние.

Решают такую проблему путем использования разного рода технологических приемов, которые позволяют снизить порог температуры вязкости (с помощью добавления пластификаторов), или наоборот, повышая температуру термодеструкции (с помощью добавления специальных стабилизаторов или обрабатывая сырье в среде инертных газов).

За счёт линейного типа строения молекулы термопласт отличается свойством раздуваться, также это позволяет им легко растворяться в подходящем ему растворителе (который необходимо подбирать в зависимости от химсостава полимера). При этом любой раствор с содержанием уже 2 процентов таких веществ характеризуется повышенной вязкостью. Причиной такого свойства становятся крупные молекулы полимеров, если сравнивать с обычными веществами.

Если растворитель испаряется, полимер возвращается в своё изначальное состояние и становится твёрдым. Именно таким образом и используются различные клеи, вяжущие компоненты мастик, многие виды красок, созданных с использованием термопластичных полимеров.

Основными минусами этой группы полимеров можно назвать:

  • низкую теплостойкость (в пределах 85-125 градусов Цельсия);
  • повышенную хрупкость при понижении температуры;
  • повышенную текучесть при высокой температуре;
  • стареет при попадании ультрафиолета;
  • окисляется под воздействием атмосферного кислорода;
  • имеет пониженную поверхностную твердость.

Самой большой популярностью при строительных производствах и в быту пользуются такие термопласты:

  • полиэтилен;
  • полипропилен;
  • полистирол.

Существует и множество других термопластичных полимеров, но в большинстве своем они являются производными от этих трех, и используются гораздо реже.

Полиэтилен

Полиэтилен – это вещество, которое создают за счёт химической реакции полимеризации этилена, большей частью обрабатывая при высоких температурах нефтяные газы или путем гидролиза нефтепродуктов.

Одним из обязательных условий таких реакций является высокое давление, определенная температура, присутствие катализаторов и наличие кислорода.

В промышленных масштабах процесс происходит в трубчатых реакторах, которые являются сложнейшим оборудованием.

Полиэтилен, производимый при высоком давлении – стойкий к химическим реакциям продукт, обладающий плотностью в районе 0,950г на см3.

От других полимерных соединений он отличается высокой эластичностью (это свойство обеспечивают 45 процентов аморфной фазы).

Выпускают полиэтилен в виде гранул, которые на специализированных предприятиях по производству продуктов из полимеров разогревают и деформируют таким образом, чтобы они приобрели необходимые формы.

Полиэтилен, создаваемый при низком давлении и температурах, не превышающих 80 градусов по Цельсию, называют полиэтиленом низкого давления. Его получают с использованием растворителя (чаще всего бензин) и определенных катализаторов. Свойства этого полимера отличаются от полиэтилена высокого давления, он является более хрупким и более подверженным старению.

В большей степени физико-механические свойства полиэтилена зависят от степени его полимеризации, иными словами, от веса одной молекулы, поэтому характеристики могут различаться.

Так, прочность материала при растяжении в зависимости от степени полимеризации может варьироваться в пределах 18-46 МПа, его плотность в пределах 920-960 кг/м3, а разброс температуры плавления находится в пределах 110-125 градусов Цельсия.

Если долгое время на полиэтилен будет воздействовать половина от максимальной нагрузки, которую он способен выдерживать, полимер постепенно становиться более текучим. Нижний порог сохранения эластичности – 70 градусов Цельсия ниже нуля.

Сам материал не только достаточно легко сваривать за счёт низких температур плавления, но и просто перерабатывать в другие изделия.

Одними из основных недостатков можно назвать низкую теплостойкость и твёрдость полиэтилена, а также повышенную горючесть и высокую скорость старения под ультрафиолетом.

С частью отрицательных характеристик полиэтилена научились бороться. Для повышения стойкости полимера к окислительному процессу и последующему воздействию атмосферы используются разнообразные стабилизаторы. К примеру, если ввести в полиэтилен 2 процента сажи, общий срок его службы на открытом воздухе возрастёт в 30 раз.

Из полиэтилена производится множество различных изделий, начиная от пленок и труб, заканчивая электроизоляцией. Вспененный полиэтилен, выпускаемый в листовой форме, хорошо проявил себя в качестве звукоизоляционного и теплоизоляционного материала.

Полипропилен

Другим известным термопластом является полипропилен, который создаётся путём полимеризации соответствующего газа при помощи растворителей.

Во время синтеза полипропилен способен образовывать сразу несколько отличающихся по структурным формулам полимеров: изотактические, атактические, а также синдиотактические. Тактичностью называют способ установки боковых групп относительно основных в молекулярных цепях полимерного материала.

Чаще всего можно встретить именно изотактические полипропиленовые соединения, в которых каждая метальная группа располагается с одной стороны в макромолекуле.

Одним из главных отличий от полиэтилена является повышенная твёрдость и прочность, а также более высокая температура размягчения, достигающая 170 градусов Цельсия.

Однако этот материал менее стоек к отрицательным температурам, и становится хрупким уже при 20 градусах по Цельсию ниже нуля. Плотность его практически одинакова с полиэтиленом – 930 кг/м3, а прочность при растяжении доходит до 30 МПа.

Полипропилен применяется там же, где полиэтилен, но изделия из этого полимера отличаются устойчивой формой и высокой жесткостью.

Атактическим полипропиленом называют подвид этого материала, в котором каждая метальная группа расположена случайным образом с двух сторон цепи общей молекулы. Во время синтеза пропилена является неизбежной примесью, однако его легко отделить при помощи экстракции.

АПП представляет собой более мягкий и менее плотный продукт, температура плавления которого находится в пределах 30-80 градусов, что позволяет расплавить его буквально в человеческой руке.

Применение ему нашли в качестве модификатора битумной композиции при создании кровельного материала.

Синдиотактический полипропилен получают с использование специальных металлоценовых катализаторов. Он представляет собой полимер, в котором метальные группы, так же как и в АПП, располагаются по обеим сторонам основной цепи, однако делают это более упорядоченно. Большинство физических свойств данного полимера схожи с резиной, потому его часто применяют в качестве эластомера.

Полистирол

Полистирол представляет собой термопластичный полимер с прозрачной поверхностью и достаточно большой жёсткостью, его плотность достигает 1080 кг/м3. При нормальных температурах этот материал достаточно твердый и одновременно хрупкий, размягчаться начинает при температуре выше 80 градусов по Цельсию.

Растворим полистирол при помощи ароматических углеводородов или с использование сложных эфиров. Также этот материал помимо повышенной хрупкости обладает и повышенной горючестью.

Защищён от агрессивного воздействия щелочей и серных кислот, что позволяет использовать его во многих промышленных отраслях, является светостойким и светопроницаемым.

Получают полистирол из стирола (прозрачная легко воспламеняемая жидковатая смесь, что вырабатывается в процессе гидролиза нефтепродуктов, которая довольно просто полимеризируется при помощи действия солнечного света и нагревания). Выпускаются он подобно другим полимерам в форме гранул или белого порошка, которые на производстве перерабатывают в необходимые изделия.

Полистирол активно применяется в строительстве, его вспененную форму используют в качестве теплоизоляционного материала – пенополистирола, плотность которого варьируется в пределах 10-50 кг/м3, что позволяет осуществлять транспортировку и установку панелей без особых физических усилий. Также из этого полистирола делают облицовочную плитку и различную мелкую фурнитуру. Используя его вместе с органическими растворителями можно получить качественный клей.

Источник: https://polimerinfo.com/kompozitnye-materialy/termoplastichnye-polimery.html

Большая энциклопедия нефти и газа

Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Что такое полимерный материал

Отсечной клапан представляет собой арматуру, предназначением которой является быстрое отключение трубопровода в целом или его части по технологическим требованиям либо в случае наступления аварийной ситуации. Его основным достоинством является быстродействие, так как при закрытии приспособления пружина срабатывает мгновенно. Взведение пружины осуществляется посредством электро- или пневмопривода.

Отсечной клапан: разновидности

Данный вид арматуры может иметь поршневой или мембранный пневмопривод. Кроме того, отсечной клапан может принадлежать к одному из типов: проходные, угловые, одно- или двухседельные. По способу закрытия этот вид арматуры бывает: пружинным, пневмоприводным, электромагнитным или закрывающимся грузом.

Сфера применения

Отсечной клапан с прямоточным корпусом применяется для транспортировки пульпообразных абразивных или загрязненных сред. В таком устройстве отсутствуют застойные зоны. Стальной угловой клапан отсечной с поршневым гидроприводом, имеющим двустороннее действие, используется при работе в среде с высоким давлением.

На данный момент этот обладает такими конструктивными особенностями, что в качестве управляющей среды в нем активнее всего применяется пар. Срабатывает такой клапан за 1,5-10 секунд.

Его цилиндр и корпус уплотняются прокладками, навитыми спирально, из стали, устойчивой к коррозии, с асбестовой прослойкой. Если сравнивать с внешней средой, то герметичность данного вида клапанов достаточно высока, чему способствует отсутствие в них сальников.

Все это позволяет существенно увеличить их надежность при эксплуатации и повысить работоспособность.

Отсечной клапан на воду: отличие новой модификации от старой

Конструкция данного вида арматуры существенно изменена, поэтому можно проследить несколько весомых различий. Важнейшими чертами в новой модификации являются:

  • повышенная стойкость к загрязненным средам;
  • повышенный уровень герметичности;
  • надежность увеличена максимально;
  • скорость срабатывания превосходит старые модификации;
  • трубопровод может перекрываться в двух направлениях: прямом и обратном.

Данный вид клапанов чаще всего используется в энергетике, целлюлозно-бумажной и пищевой промышленности, а также при очистке воды и ее подготовке.

Требования, предъявляемые к отсечной арматуре

Основным требованием в данном случае является скорость срабатывания. Соответствие этому обеспечивается за счет оснащения клапана пружиной или несколькими. Обычно в таких конструкциях используют тарельчатые или винтовые пружины.

При использовании электрического привода конструкция клапана предполагает наличие защелок, которые удерживают пружину во взведенном состоянии, а управление ними осуществляется посредством электромагнитов.

Автоматический отсечной клапан срабатывает моментально, а при необходимости так же быстро переходит в режим ожидания.

Все разновидности данного типа арматуры могут производиться из разных материалов: стали, пластмассы, чугуна или нержавеющей стали.

Отсечной (он же отсекающий) клапан – это вид защитной трубопроводной арматуры наряду с обратными и отключающими клапанами. Все разновидности призваны защищать оборудование от результатов его неправильного использования, при возникновении поломки или аварии, механических повреждений. Они различаются принципом действия, который отражен в названиях каждой группы устройств.

Принцип действия отсекающей защитной арматуры

При возникновении протечки, поломки или аварии отсечной клапан блокирует поврежденный участок трубопровода или отключает оборудование (в зависимости от потребности), как бы отсекая их от системы. Команда дается либо автоматически (если есть датчики), либо персоналом через пульт управления. Привод бывает электромеханическим или автоматическим.

Почему стоит купить отсечной клапан в компании Ревитех в Москве?

  • У нас налажена логистика, поэтому мы быстро привозим нужные изделия под заказ.
  • Мы продаем отсекающие клапаны немецкого производства. Эти устройства надежны и работают без сбоев много лет. Гарантия – до двух лет (зависит от конкретной модели).
  • Делая покупку у нас, вы приобретаете нужные товары напрямую у официального дилера. У нас всегда выгодные цены на отсечные клапаны. Предоставляем индивидуальные скидки.
  • Мы не только продаем арматуру, но и помогаем правильно выбрать подходящие комплектующие. Направляйте спецификации или опросные листы, и мы подберем для вас все необходимое.
  • Бесплатная доставка при сумме покупки от 10 тысяч рублей по Москве и во все регионы России.

Во время ведения технологического процесса иногда возникают аварийные ситуации, которые требуют немедленного реагирования.

Отсечной клапан предназначен для того, чтобы была возможность незамедлительно отключить агрегат, трубопровод или часть системы от основного трубопровода.

Назначение и устройство

Электромагнитный автоматический клапан отсекатель газовый, или воды, в отличие от защитной арматуры других видов, может срабатывать благодаря внешним источникам энергии.

Это происходит по команде от датчиков. Кроме того открытие или закрытие может осуществляться при дистанционном режиме.

Применяется вентиль отсечки довольно широко в медицинской, пищевой промышленности, энергетике, а также быту. Его используют:

  • На системах отопления или водоснабжения, для аварийной остановки воды;
  • На системах, где требуется автоматическое управление подачи топлива, воды (природного газа или нефтепродуктов);
  • На системах подачи реагента или воздуха;
  • При очистке воды используют отсечной клапан для обратного осмоса.

Наибольшее распространение он получил для регулирования потоков топлива в энергетике, где существуют установки с множественными значениями параметров рабочей среды.

Отсекатель воды устроен таким образом, что в нем располагаются от одной до нескольких пружин.

Эти пружины бывают двух видов: винтовые и тарельчатые. Чтобы привести пружины в готовность используют пневматический или электрический привод.

Электромагнитный вентиль отсечки топлива, как и его аналог электромагнитный клапан отсечной, представляет собой быстродействующее устройство, оснащенное электрическим приводом.

Исходя из конструкционных особенностей привода, в устройстве агрегата располагают защелки, которыми можно управлять при помощи электромагнитов.

Именно эти защелки удерживают пружины во взведенном состоянии. В момент подачи сигнала защелки отпускают пружины и механизм закрывается.

Виды устройств

По принципу действия быстродействующий отсечной клапан можно разделить на:

  • Нормально закрытый. При отсутствии напряжения агрегат автоматически перекрывает поток газа или воды. Открытие механизма в таком случае происходит вручную;
  • Нормально открытый. Если напряжение отсутствует, клапан отсечки газа будет оставаться в открытом положении.

Перед тем, как купить газовый вентиль отсечной, следует учесть то, что представленные устройства делятся на две категории:

  1. Прямого действия. Отсечной для обратного осмоса воды сконструирован таким образом, что открытие и закрытие происходит только при усилии, которое создается электромагнитом. Минусом является ограниченный диапазон диаметров, давлений, и необходимость наличия мощного соленоидного аналога.
  2. Непрямого действия. В этом случае газовый клапан отсечной может работать под воздействием рабочей среды, которая проходит через все устройство. Диапазон рабочих давлений и условных диаметров расширяется, а соленоиды могут быть менее мощными. Минусом является то, что во время работы, под воздействием рабочей среды, возникают перепады давлений в отсекающем вентиле.

Электромагнитный газовый вентиль отсечной может быть нескольких видов:

  • Односедельный. На односедельный газовый отсекающий клапан действует усилие с одной стороны. Обычно изделия бывают размером не более 50 мм. Они обеспечивают надежное отключение от подачи газа, в том случае, если отсутствует его отбор. Минусом является то, что от перепадов давления возникает усилие, которое выталкивает шток механизма при закрытии;
  • Двухседельный. Этот отсечной газовый электромагнитный клапан имеет два плунжера. В нем рабочая среда протекает в противоположных направлениях одновременно. Применение такого вида механизма не ограничено перепадами давления, а также диаметром прохода. Минусом является недостаточная герметичность, в отличие от односедельных аналогов.

Отсечной клапан для газа, как и отсечной соленоидный , делают из пластмассы, нержавеющей стали или чугуна.

Чтобы купить газовый клапан отсекатель, нужно учитывать сферу его применения и условия эксплуатации.

Если клапан отсечной газа необходимо установить в условиях повышенной влажности или постоянных перепадов температур, то стоит выбирать газовые клапаны из нержавеющей стали.

Следует при выборе устройства определиться с диаметром прохода и давлением рабочей среды.Цена будет зависеть от его параметров, а также от производителя.

Клапан электромагнитный, нормально открытый, диаметром 15-20 мм от фирмы Madas будет стоить от 30 $. Нормально закрытый, того же диаметра — от 50$.

Та же фирма предлагает нормально открытый электромагнитный клапан диаметром 100 мм за 440 $, а нормально закрытый за 555$.

Фирма Elektrogas предлагает купить нормально открытый клапан диаметром 15-20 мм за 30 $, а нормально закрытый за 36$. С диаметром 100 мм, нормально открытый — обойдется в 500$, а нормально закрытый — в 600-630$.

Установка оборудования

Перед установкой клапан необходимо проверить, затем убедиться, в том, что выбранное место может обеспечить нормальный доступ к устройству.

Это необходимо для осуществления свободной эксплуатации запорного изделия. Входная и выходная часть трубопровода должна находиться на одном уровне и выдерживать вес агрегата. Следует также прочистить патрубки изнутри.

Механизм устанавливается с учетом рисунка стрелки на корпусе. Она должна соответствовать направлению потока воды.

После установки газового отсекающего вентиля необходимо проверить внутреннюю и внешнюю герметичность.

Cтраница 1

Отсекающий клапан (рис. 142) применяется в системах автоматики Мосгазпроекта. Клапан в открытом (рабочем) положении поддерживается давлением проходящего через него газа, который через зазор между штоком клапана и втулкой поступает под мембрану. 

Отсекающий клапан на линии подачи насоса закрылся или оставлен по ошибке закрытым. Реактор по ошибке изолирован. Подача прекращена регулятором расхода. 

Отсекающий клапан при срабатывании какого-либо прибора автоматики безопасности закрывается и прекращает подачу газа к горелкам. 

Отсекающие клапаны прекращают доступ пара в турбину при увеличении частоты вращения на 5 – 6 % сверх номинальной и переключают контур вторичного перегрева на сброс пара в конденсатор. 

Отсекающий клапан ОС-1 предназначен для автоматического закрытия нефтяной скважины при аварийном состоянии процесса или по команде с диспетчерского пункта. Клапан открывают вручную после устранения причин, вызвавших отключение скважины. 

Отсекающий клапан ОС-1 монтируется в вертикальном положении на трубопроводе, идущем от фонтанной арматуры скважины. 

Отсекающий клапан ОС-2 , так же как и клапан ОС-1, предназначен для автоматического закрытия скважины при угрозе аварии. 

Отсекающий клапан другой конструкции (рис. 136), применяемый в системах автоматики Мосгазпроект, работает так же как и предыдущий. 

Трехходовой отсекающий клапан, управляемый сигналом от системы автоматики и служащий для прекращения подачи топливного газа в систему газораспределения и сообщения топливного трубопровода с атмосферой, представляет собой пневматическое исполнительное устройство, состоящее из мембранно-пружинного исполнительного механизма прямого действия и запорного устройства. Запорное устройство выполнено в виде корпуса с патрубком и плунжера, шарнирно соединенного с тягой исполнительного механизма. 

Трехходовой отсекающий клапан, управляемый сигналом от системы автоматики и служащий для прекращения подачи топливного газа в систему газораспределения и сообщения топливного трубопровода с атмосферой, представляет собой пневматическое исполнительное устройство, состоящее из мембранно-пружин-ного исполнительного механизма прямого действия и запорного устройства. Запорное устройство выполнено в виде корпуса с патрубком и плунжера, шарнирно соединенного с тягой исполнительного механизма. 

Шунтирующий отсекающий клапан КШМ-2 предназначен для соединения полостей исполнительного механизма при переходе на ручное управление регулирующим органом. Клапан может применяться для неразгруженных регулирующих органов, когда при переходе на ручное управление требуется фиксация регулирующего органа в определенном положении. 

Установка отсекающих клапанов должна предусматриваться вне здания, в непосредственной близости от него. 

Источник: https://newrank.ru/the-great-encyclopedia-of-oil-and-gassssss.html

Полимерные материалы и их классификация

Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Что такое полимерный материал

Все, что окружает человека в быту, на работе или транспорте – изготовлено из материалов, которые обладают различными свойствами и характеристиками. Искусственное сырье создается человеком с помощью прогрессивных технологий, которые периодически обновляются. К такому ресурсу относят полимерные материалы, в состав которых входят как натуральные, так и искусственные элементы.

С каждым годом доля искусственных материалов, применяемых в различных отраслях народного хозяйства, увеличивается благодаря разнообразию физических свойств и структуры такого сырья, как полимерные материалы.

Благодаря большому количеству мономерных звеньев в структуре молекулы полимера, такой материал обладает прочностью наряду с эластичностью и практичностью.

Молекулярная масса полимерного сырья имеет высокую массу, которая может измеряться как несколькими тысячами единиц, так и несколькими миллионами.

Полимерные материалы, в большей степени состоят из органики, при этом часто попадается и неорганический полимер. Изготавливают сырье синтетическими методами, с помощью соединения природных элементов по технологии полимеризации, конденсации или другого химического процесса. Составляющими элементами такого ресурса, как полимерные материалы являются:

  • нуклеиновые кислоты;
  • каучук;
  • белки;
  • полисахариды;
  • другие подобные элементы.

Прочность материалов достигается за счет повторения высокомолекулярных типов групп атомов, такое сырье называют сотополимером или гетерополимером. Характерным признаком ресурса является периодическое повторение структурного фрагмента, так называемого – мономерного звена. Примером такого повторения может быть поливинилхлорид или каучук.

При наличии слабой связи между макромолекулами полимерные материалы называют термопластами, наличие химической связи между звеньями позволяет отнести сырье к реактопластам. К линейному характеру соединений относят целлюлозу, а к разветвленному – амилопектин. Существуют также разновидности более сложных трехмерных пространственных связей.

Классификации полимерных материалов

Зависимо от происхождения полимеры разделяют на синтетические и природные. Несмотря на востребованность природных составляющих, материалы искусственного происхождения, которые производят на низкомолекулярной основе, благодаря синтезу, пользуются большим спросом.

Различия по химическому составу позволяет делить полимерные материалы на:

  • неорганические, у которых нет однотипных соединений, при этом есть органические радикалы, в качестве дополнительных составляющих;
  • элементоорганические полимеры, отличаются способностью удерживать в органическом радикальном соединении, атомы неорганики, хорошо сочетающихся с органикой;
  • органические, которые используют, как основу для пластмассовых изделий.

Характерным отличием структуры, влияющим на свойства материала оказывает макромолекула. Ее вид позволяет разделить полимеры на:

  • плоские;
  • ленточного типа;
  • разветвленной структуры;
  • линейного характера;
  • сетчатого типа;
  • гребнеобразные полимеры;
  • прочие виды.

По свойствам соединений звеньев, полимерные материалы делят по полярности, влияющую на растворимость материалов в разных средах. Ее определяют по разобщению положительных и отрицательных зарядов. Характера этих связей позволяет разделить полимеры на:

  • гидрофильные;
  • гидрофобные;
  • амфильные.

Иначе говоря, можно отнести перечисленные категории к полярным, неполярным или смешанным. Кроме этого, полимеры имеют разные свойства при изменении температуры. Они бывают:

  • термопластичные, имеющие свойство размягчения, при увеличении градуса, а при понижении – твердеют;
  • термореактивные, подвержены разрушению структурных связей между звеньями.

Явным примером, подчеркивающим различие структуры, будет письмо, отправленное по почте, предварительно заклеенное в конверт. В процессе транспортировки, тщательно склеенные поверхности остаются невредимыми. Но стоит нагреть обработанное место на огне или с помощью раскаленного металлического предмета, как клей утратит свои свойства и конверт откроется.

Полимерные материалы делят на два типа: синтетический (искусственный) и огнеупорный. Синтетика встречается в различных сферах жизнедеятельности человека: в строительстве, промышленности, быту и даже – в одежде. Производство искусственного сырья началось в первые годы ХХ века. Первым запатентованным материалом была бакелитовая смола, которая при нагревании меняла форму.

Современные синтетические материалы подвержены влиянию огня и высоких температур, а некоторые из них могут воспламеняться. Чтобы избежать подобное используют добавки, а также синтезируют сырье с помощью хлора или брома.

Галогенированный полимерный материал, который получается после обработки, при сжигании образует газ, способствующий повышению коррозии других материалов.

Разнообразие структур полимеров по химическому составу позволяет разделить материалы на несколько видов, которые находят все большее применение в народном хозяйстве.

  1. Полиэтилен Известен по широко применяемой упаковке различного назначения. Свойства и низкая себестоимость сделала такие материалы популярными в разных отраслях. Различают полиэтилен низкого давления, который обладает прочной структурой молекул и высокого давления, с противоположными свойствами. Эти материалы имеют одинаковы по химическому составу, но различаются по структуре решетки.
  2. Полипропилен Прозрачный полимер изготовленный методикой экструзии с охлаждением методом полива или другим способом с раздувом. Не контактирует с маслами и жирами, не деформируется при температурных изменениях, пропускает водяные пары. Эти свойства материала применяются в пищевой и строительной отрасли.
  3. Поливинилхлорид Такие материалы с полимерной основой встречается реже других из-за способности быть хрупким и не эластичным. Был популярен в 60-е годы прошлого столетия, при сжигании образует диоксин. Современные материалы вытесняют эти полимеры за счет более высокой экологичности и улучшения структуры сырья.
  4. Полиолефин Благодаря разнообразному строению макромолекул, эти полимеры включает в себя составляющие элементы пропилена и полиэтилена. Более половины производимой полимерной продукции относят к полиофелинам. Стойкость к разрыву, нагреву и усадке, позволит в ближайшем будущем увеличить объемы изготовления этого сырья. Тем более, что экологичность, которой обладают такие материалы выше других полимеров, а при производстве и утилизации – не выделяет вредных веществ.

Свойства

Внутреннее строение трехмерных форм полимера, соединенных вследствие полимеризации, а в некоторых случаях поликонденсации, четко выявлена и часто просматривается на изломе и разрыве материала. Основная часть полимеров – это органические соединения, при этом встречаются нередко – неорганические варианты.

Свойства полимерных материалов определяются в большей степени строением макромолекул, из которых они состоят. Для изменения характеристик материала используют различные добавки:

  • смазки, которые позволяют избежать прилипания полимерной структуры к металлическим поверхностям оборудования, на котором производится переработка;
  • красители, применяемые в декоративных целях;
  • инсектициды и антисептики, способствующие устойчивости к плесени и воздействию насекомых;
  • антиперенами, позволяющими снизить горючесть полимеров;
  • пластификаторами, с помощью которых снижается температура переработки, повышается морозоустойчивость и улучшается эластичность;
  • наполнители в различном фазовом состоянии позволяют изменить специфические свойства материалов;
  • стабилизаторы, способствующие улучшению прочности полимерных материалов и увеличению срока службы.

Для большинства полимеров характерны различные механические свойства, которые зависят от структуры и внешних факторов воздействия:

  • нагрузки, давления, температуры. Из достоинств полимерных материалов можно выделить такие как: простота механической обработки;
  • водо- и газонепроницаемость;
  • способность к свариванию и склеиванию; химическая устойчивость; низкая теплопроводность;
  • высокая прочность и эластичность;
  • малая плотность;
  • является диэлектриком.

Как и любой другой материал, полимеры обладают недостатками:

  • горючесть;
  • слабая твердость;
  • ускоренное старение;
  • повышенная ползучесть;
  • способность к тепловому расширению;
  • низкая теплостойкость.

Основной характеристикой полимеров считают их деформируемость. Именно по этому признаку в различных температурных режимах обычно оценивают свойства полимерных материалов.

Применение

Благодаря преимуществам полимерных материалов перед другими видами сырья, их использование с каждым годом становится более популярным. Применение полимеров встречается повсюду: в легкой и тяжелой индустрии, сельскохозяйственной и медицинской отрасли. Каждый день приходится сталкиваться с продукцией из полимерных материалов.

При строительстве зданий стали заменять металлические конструкции – пластиковыми. Это окна, армирующие сетки, а также приспособления и инструмент. Геосинтетические материалы широко используются при возведении дорог.

С помощью сеток из синтетических материалов изготавливают поддерживающую оснастку вьющимся растениям для сельского хозяйства. Устройство декоративных заборов с применением пластика также стало популярным благодаря устойчивости к коррозии, которой обладает полимерная сетка.

Геотекстиль и геомембрана используют при возведении бассейнов и искусственных водоемов. Такие полимеры защищают мембрану от грунта и обладают гидроизоляцией.

Упаковка различных товаров производится с помощью полимерных пленок и других видов упаковок, как в супермаркете, так и на рынке. Изготовление несущих конструкций авто- и мототехники позволяет облегчить вес транспортных средств и избежать пагубного воздействия коррозии.

Применение полимерных материалов в производстве и быту становится все популярнее с каждым годом.

Низкая стоимость и желаемые технические параметры сырья постепенно вытесняют привычные изделия текстильной, строительной и даже металлургической промышленности.

Удобство обработки и химические свойства полимерных изделий повышают качество и продлевают срок службы привычных предметов, создающих комфортные условия для активной жизнедеятельности человека.

Источник: https://prompriem.ru/stati/polimernye-materialy.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.