Řešení s dlouhou životností: Trubky z radiačně zesítěného polyethylenu PE-Xc pro rozvody pitné vody

Systémy zásobování pitnou vodou kladou na potrubí vysoké nároky. Platí to při obnově městských vodovodních sítí i při výstavbě nových obytných souborů či rozvodů v nemocnicích, zařízeních sociální péče, hotelech, sportovních zařízeních a školách. PE-Xc se uplatňuje také při stavbě výletních lodí jako součást vícevrstvých kompozitních trubek. V těchto aplikacích jsou zásadními požadavky hygienická nezávadnost pitné vody, neovlivňování její chuti, rozměrová stálost, odolnost vůči tlaku a teplotě i certifikace pro použití v lodní dopravě. Polyethylen zesítěný elektronovým svazkem nahrazuje tradiční potrubní materiály a osvědčil se všude tam, kde cirkuluje a pravidelně se odebírá velké množství čerstvé vody s vysokým obsahem kyslíku. Radiačně zesítěné trubky a tyče z PE-Xc se vyznačují vysokou odolností vůči tlaku, teplotě a mechanickému namáhání. Jsou proto vhodné pro použití tam, kde se vyžaduje dlouhodobá stabilita a splnění přísných hygienických požadavků.

Zlepšení vlastností plastových trubek radiačním zesíťováním

Potrubní systémy na bázi PE-Xc určené pro přepravu pitné vody nabízejí významné výhody oproti tradičním materiálům, jako jsou litina, PVC a ocel. Pomocí vysokoenergetického ionizujícího elektronového záření lze cíleně zlepšovat vlastnosti trubek, tvarovek a spojek. Vzniklá zesítěná struktura výrazně zvyšuje jejich tepelnou odolnost a odolnost proti vzniku trhlin v důsledku napětí. Tyto vlastnosti významně přispívají k provozní spolehlivosti a dlouhé životnosti v náročných podmínkách. Obzvláště důležité jsou vyšší dlouhodobá hydrostatická pevnost při zvýšených teplotách a vnitřních tlacích i lepší rozměrová stálost.

K ozařování se používají elektronové svazky generované urychlovači, zpravidla s energií do 10 megaelektronvoltů (MeV). Při zesíťování prochází trubka elektronovým svazkem. Energie svazku vyvolává v plastu cílené chemické reakce, při nichž se jednotlivé polymerní řetězce vzájemně propojují a vytvářejí trojrozměrnou síť. Takto rovnoměrně zesítěná trubka se označuje jako PE-Xc. Písmeno „X“ označuje zesíťování a písmeno „c“ fyzikální metodu zesíťování zářením. Výsledkem je trvalé zlepšení tepelné a chemické odolnosti, odolnosti proti tečení materiálu při dlouhodobém zatížení a odolnosti proti oděru. Takto upravenou trubku proto lze používat v náročnějších podmínkách a s výrazně delší životností. Radiační zesíťování je přesně řiditelný proces: nastavením dávky záření lze dosáhnout požadovaných vlastností materiálu a spolehlivě je reprodukovat. Ozařování je posledním krokem zpracování před dodáním výrobků.

Podrobnější pohled na zlepšení materiálových vlastností

Trubky z vysokohustotního polyethylenu (HDPE) se radiačně zesíťují již po desetiletí, aby byly zajištěny jejich požadované užitné vlastnosti. U potrubí pro přepravu pitné vody však není důležitá pouze odolnost vůči teplotě a tlaku. Zejména při stavbě lodí a v hotelnictví hrají významnou roli také hmotnost, odolnost proti korozi, náročnost montáže, zvukověizolační vlastnosti a hygienická nezávadnost vody. Radiační zesíťování a materiálové vlastnosti, kterých se jím dosahuje, poskytují trubkám PE-Xc řadu výhod podle konkrétního použití:

• Výrazně nižší hmotnost ve srovnání s kovovými potrubními systémy usnadňuje přepravu, manipulaci a montáž.
• Materiál nepodléhá korozi, díky čemuž jsou trubky PE-Xc méně náchylné k tvorbě usazenin způsobených rzí či k poškození materiálu korozí.
• Rychlá a flexibilní montáž je možná díky tomu, že se plastové trubky snadno opracovávají a přizpůsobují stavebním podmínkám, například při rekonstrukcích nebo u složitých tras potrubních rozvodů v hotelech.
• Schopnost tlumit vibrace a zvuk může pomoci snížit chvění a provozní hluk na lodích a v hotelech.
• S příslušnou certifikací jsou vhodné také pro rozvody pitné vody s vysokými hygienickými nároky. Protože jejich povrch nekoroduje, neuvolňují se z něj do pitné vody částice vznikající korozí.

Radiační zesíťování trubek a tyčí z PE-Xc

Radiační zesíťování probíhá kontinuálně po extruzi pomocí vysokoenergetických elektronů. Zesíťování zabraňuje prudkému poklesu pevnosti, který se u termoplastových trubek běžně projevuje při dlouhodobých zkouškách odolnosti proti vnitřnímu tlaku, zejména při vysokých teplotách až do 95 °C. Zároveň snižuje náchylnost trubek ke vzniku trhlin v důsledku napětí a zvyšuje jejich odolnost vůči chemikáliím či agresivním médiím.

V jednom technologickém kroku lze zesíťovat i vícevrstvé kompozitní trubky, ať už navinuté na kotoučích, nebo dodávané v rovných délkách. Elektronový svazek bez problémů proniká tenkou kovovou vrstvou. Zároveň se tím zlepšuje pevnost spojení mezi kovovou vrstvou a plastem na jejich rozhraní. Na rozdíl od chemicky zesítěných trubek PE-Xa a PE-Xb nehrozí u radiačně zesítěných trubek PE-Xc přítomnost zbytků síťovacích chemikálií. Ve srovnání s chemickými metodami nabízí fyzikální proces radiačního zesíťování také velmi vysokou procesní spolehlivost a výrazně vyšší rychlost výroby.

Radiačně zesítěné trubky PE-Xc v logistickém řetězci

U trubek PE-Xc se radiační zesíťování provádí jako poslední krok po vytvarování výrobku, před jeho dodáním koncovému zákazníkovi. Výhodou zpracování ionizujícím zářením je, že po jednoduchém uvolnění výrobků k dalšímu použití je lze okamžitě používat nebo dále zpracovávat, bez nutnosti dalších zkoušek, skladování či čekacích lhůt.

Ozařování zpravidla zajišťují specializovaní poskytovatelé služeb, protože vybudování a provoz potřebných zařízení jsou náročné. Provozovatelé elektronových urychlovačů musí mimo jiné splňovat přísné požadavky na stavební zabezpečení a disponovat rozsáhlými monitorovacími systémy. Externí poskytovatelé služeb nabízejí jednoznačnou výhodu zejména při sériové výrobě. Díky vytížení svých kapacit a odborným zkušenostem využívají vysoce automatizované procesy, které zajišťují potřebnou rychlost a vysokou úroveň kvality.

Trubky PE-Xc projdou ozařovacím zařízením během několika sekund. Následně se standardizovanou zkušební metodou ověří, zda bylo dosaženo požadovaného stupně zesíťování. Výrobek je poté připraven k okamžitému použití. V ideálním případě poskytovatel služby zajišťuje úplnou sledovatelnost tím, že eviduje každou zakázku od příjmu zboží přes ozařování až po dodání a celý průběh dokumentuje v souladu s příslušnými předpisy.

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/