Furtun TPU prin țesătură: construcție și performanță

Ce Furtun TPU prin țesătură Mijloace de construcție

A furtun TPU prin țesătură este construit prin extrudarea poliuretanului termoplastic topit direct prin și în jurul unei țesături de armare țesute, mai degrabă decât laminarea unor straturi separate de TPU pe exteriorul și interiorul unui tub de țesătură preformat. În timpul extrudarii, TPU pătrunde complet în golurile țesăturii, încapsulând fiecare fir și topind straturile polimerice interioare și exterioare într-o matrice continuă prin țesătura în sine. Acesta este diferit din punct de vedere mecanic de un furtun lipit sau laminat, în care straturile interioare și exterioare de TPU sunt în esență două filme separate, ținute împreună prin aderență la suprafața țesăturii, cu țesătura așezată ca un strat discret între ele.

Rezultatul practic al construcției prin țesătură este un perete de furtun care se comportă ca o singură structură compozită sub presiune și flexibilitate, mai degrabă decât ca trei straturi stivuite care se pot separa unul de celălalt. Această distincție devine semnificativă în special în aplicațiile cu ciclu înalt sau de înaltă presiune, unde separarea stratului - numită în mod obișnuit delaminare - este modul de defectare dominant în furtunul laminat de calitate inferioară.

De ce penetrarea țesăturii previne delaminarea

Delaminarea în furtunul stratificat începe în mod obișnuit la un gol microscopic sau un punct de legătură slab între țesătură și unul dintre straturile de TPU și se propagă sub cicluri repetate de presiune până când se formează o bule vizibile sau un blister în peretele furtunului. Deoarece extrudarea prin țesătură elimină interfața discretă dintre țesătură și polimer - TPU este continuu prin țesătură, mai degrabă decât lipit de cele două fețe ale sale - nu există un plan curat de separare pentru a iniția delaminarea.

• Furtunul laminat se bazează pe rezistența adezivului sau a legăturii termice la suprafața țesăturii, care se degradează la expunerea la UV, contactul chimic și îndoirea repetată.
• Furtunul prin țesere se bazează pe interblocare mecanică - polimerul întărit se introduce fizic în structura țesăturii - care este mult mai puțin sensibil la degradarea legăturii la suprafață în timp
• Acesta este motivul pentru care furtunul prin țesătură este specificat de preferință pentru aplicații de ciclism de înaltă presiune, cum ar fi transferul fluidului de fracturare hidraulică, deshidratarea minelor și stingerea incendiilor, unde defecțiunea furtunului implică costuri semnificative de siguranță și de oprire.

Tipuri de țesături de armare și efectul lor asupra performanței

Țesătura de armare în sine este o variabilă majoră în performanța furtunului, independent de compusul TPU utilizat. Firul de filament de poliester este alegerea standard pentru furtunul plat general industrial și agricol datorită echilibrului său dintre rezistența la tracțiune, alungirea redusă la sarcină și costul. Armatura din poliester sau nailon de înaltă tenacitate este utilizată acolo unde sunt necesare valori mai mari de presiune de rupere, deoarece rezistența la rupere a fibrei - nu grosimea peretelui TPU - este de obicei factorul limitator în presiunea maximă de lucru a unui furtun.

Densitatea țesăturii, exprimată ca capete pe inch în ambele direcții de urzeală și bătătură, afectează, de asemenea, cât de complet pătrunde TPU în timpul extrudarii - o țesătură care este prea strânsă poate prinde buzunarele de aer și poate preveni pătrunderea completă a polimerului, în timp ce o țesătură prea deschisă reduce contribuția țesăturii la rezistența la rupere.

Presiune de lucru, raport de spargere și dimensionare

A furtun TPU prin țesătură este evaluat pe două cifre înrudite, dar distincte: presiunea de lucru, presiunea susținută la care furtunul este proiectat să funcționeze în mod continuu și presiunea de spargere, presiunea la care se așteaptă să se defecteze furtunul. Producătorii de renume proiectează la un raport de siguranță între explozie și presiune de lucru de cel puțin 3:1, iar cumpărătorii ar trebui să solicite întotdeauna acest raport în mod explicit, mai degrabă decât să accepte doar o cifră a presiunii de lucru, deoarece un furtun evaluat aproape de punctul său real de spargere oferă o marjă mică pentru vârfurile de presiune sau evenimentele de supratensiune comune în sistemele acționate de pompe.

• Furtunul plat standard pentru agricultură și irigare funcționează de obicei în intervalul de presiune de lucru de 6-10 bar
• Furtunul industrial de deshidratare și de pompieri rulează în mod obișnuit o presiune de lucru de 10-16 bari, cu o armătură cu o tenacitate mai mare.
• Furtunul de transfer al fluidului de fracturare poate depăși presiunea de lucru de 20-25 bar și utilizează cea mai grea armătură și cea mai groasă construcție de perete prin țesătură disponibilă

Considerații privind rezistența chimică și UV

Selecția compusului TPU afectează modul în care furtunul funcționează împotriva fluidului transferat și a mediului în care este depozitat sau desfășurat. TPU pe bază de ester oferă o rezistență mai bună la uleiuri și hidrocarburi, făcându-l compusul preferat pentru aplicații de transfer de combustibil și fluid de fracturare, în timp ce TPU pe bază de eter oferă o rezistență mai bună la hidroliză și este, în general, preferat pentru transferul prelungit de apă și depozitarea repetată în aer liber unde furtunul este umezit în mod repetat.

Conținutul de stabilizator UV din stratul exterior de TPU afectează în mod direct durata de viață a furtunului lăsat expus la lumina soarelui pentru perioade îndelungate, cum ar fi furtunul de irigare agricol așezat pe câmpuri deschise pentru un sezon de creștere complet. Cumpărătorii care specifică furtun pentru expunere prelungită în aer liber ar trebui să confirme includerea stabilizatorului UV în mod explicit, deoarece acesta este un aditiv la nivel de compus care nu este vizibil într-o fișă de specificații de bază a produsului.

Lista de verificare a aprovizionării și specificațiilor

Deoarece calitatea construcției prin țesătură este dificil de verificat vizual, cumpărătorii care aprovizionează acest tip de furtun ar trebui să solicite documentație de proces și date de testare, mai degrabă decât să se bazeze doar pe aspectul furtunului finit, deoarece un proces de țesătură prost executat poate arăta în continuare similar cu un furtun fabricat corect până când este plasat sub ciclu de presiune susținut.

1. Solicitați documentația raportului de explozie la presiune de lucru, nu doar o cifră declarată a presiunii de lucru
2. Confirmați că tipul și densitatea armăturii se potrivesc cu presiunea de serviciu și ciclul de funcționare
3. Verificați tipul de compus TPU (pe bază de ester sau eter) față de fluidul specific transferat și expunerea chimică așteptată
4. Solicitați mostre de secțiune transversală care arată penetrarea completă a țesăturii, în special pentru comenzile de înaltă presiune sau de siguranță
5. Solicitați date privind ciclurile sau testele de oboseală pentru aplicații care implică presurizare și depresurizare frecventă, cum ar fi operațiuni de fracturare sau deshidratare