С момента промышленного производства в 1950-х годах сварочные прутки из ПЭВП широко использовались в резервуарах для хранения химических веществ, муниципальных трубопроводах, морской технике и других областях благодаря их высокому сочетанию характеристик с основным материалом и прочности сварки ≥90% основного материала. В последние годы, благодаря совершенствованию методов смешивания (таких как добавление углеродного волокна и наномонтмориллонита) и технологий сварки (таких как сварка горячим воздухом и экструзионная сварка), сварочные стержни из ПЭВП продолжают совершать прорывы в стойкости к растрескиванию под воздействием окружающей среды (ESCR) и низкотемпературной вязкости, что еще больше расширяет сценарии их применения в экстремальных условиях.
Характеристики
Молекулярная структура и основные свойства
Молекулярная цепь ПЭВП состоит из повторяющегося линейного расположения звеньев -CH2-. Его уникальная структура придает ему следующие характеристики:
Высокая кристалличность (60% - 80%): Молекулярные цепи регулярно укладываются друг на друга, образуя компактную кристаллическую структуру с плотностью 0,941 - 0,965 г/см³ и прочностью на разрыв до 25 - 40 МПа;
Низкая проницаемость: зазор между молекулярными цепями невелик, а коэффициент проницаемости для водяного пара и газа составляет всего 1/10 от коэффициента проницаемости ПЭВД;
Отличные механические свойства
Высокая прочность и высокий модуль: прочность на растяжение 25–40 МПа, модуль упругости 800–1200 МПа, подходит для несущих деталей конструкций;
Высокая прочность: Ударная вязкость простой балки с надрезом ≥20 кДж/м², лучше, чем ПВХ;
Сопротивление ползучести: деформация ползучести ≤5% при напряжении 80 ℃ и 1 МПа, отсутствие деформации после длительного использования.
Отличные физические и химические свойства
Устойчивость к химической коррозии: устойчив к большинству кислот (таких как серная кислота, соляная кислота), щелочам (таким как раствор гидроксида натрия, концентрация ≤30%) и растворам солей (без набухания после погружения в течение 1 года), но чувствителен к сильным окисляющим кислотам (таким как концентрированная азотная кислота, концентрированная серная кислота);
Термостойкость: температура непрерывного использования от -60 ℃ до + 80 ℃, температура хрупкости -80 ℃, подходит для низкотемпературной среды;
Электрическая изоляция: объемное сопротивление ≥10¹⁵ Ом·см, диэлектрическая проницаемость 2,3, подходит для электроизоляционных деталей.
Точная сварочная адаптируемость
Диапазон температур плавления: 125 ℃ - 135 ℃, соответствует характеристикам плавления подложки из полиэтилена высокой плотности (без расслоения на границе сварки);
Коэффициент теплового расширения: 12×10⁻⁵/℃;
Прочность сварки: при использовании сварки горячим воздухом или процесса экструзионной сварки прочность сварного соединения составляет ≥90% от исходного материала, что лучше, чем сварка ПВХ.
Охрана окружающей среды и экономика
Пригодность к вторичной переработке: его можно измельчить и повторно экструдировать, что соответствует директиве ЕС по защите окружающей среды RoHS;
Экономичность: цена составляет всего 1/5 стоимости сварочных материалов из нержавеющей стали, а срок службы до 20-30 лет.
Сварка стержней из полиэтилена высокой плотности
Конкретные области применения
Химическая и экологическая инженерия:
Сварка резервуаров и контейнеров из полиэтилена высокой плотности: резервуары из полиэтилена высокой плотности, используемые для хранения агрессивных сред, таких как серная кислота, соляная кислота и щелочь. Сварочные стержни позволяют устранить трещины в резервуаре, протечки в местах соединения труб или повреждения футеровки. Прочность соединения соответствует требованиям долгосрочной коррозионной стойкости (стойкость к кислотам и щелочам соответствует исходному материалу).
Вентиляционные каналы и компоненты очистки выхлопных газов: в химической, гальванической и других отраслях промышленности сварочные стержни из ПЭВП используются для ремонта песчаных ям или трещин в вентиляционных каналах, чтобы избежать загрязнения окружающей среды или угроз безопасности, вызванных утечками.
Фильтровальные пластины и сепараторы: фильтрующие пластины из полиэтилена высокой плотности, используемые в оборудовании для очистки сточных вод и разделения нефти и воды. Сварочные стержни позволяют заделать поврежденные отверстия на поверхности фильтрующих пластин, чтобы восстановить точность фильтрации и химическую стойкость.
Система очистки воды:
Ремонт труб и соединений из полиэтилена высокой плотности: трубы из полиэтилена высокой плотности используются для транспортировки чистой воды, сточных вод или химических веществ. Сварочные стержни могут заделывать трещины, возникшие в результате установки царапин, старения или внешних сил, обеспечивая герметизацию и долговечность системы (более высокая устойчивость к гидроудару, чем у труб из ПВХ).
Детали резервуара для воды и водонапорной башни: сварочные стержни из полиэтилена высокой плотности используются для сварки и ремонта облицовки резервуаров для воды, опорных рам или соединений. Их водостойкость и нетоксичные свойства соответствуют стандартам гигиены питьевой воды (например, GB/T 17219).
Сельское хозяйство и ирригация:
Ремонт сельскохозяйственных водопроводов: магистральные трубы и патрубки из полиэтилена высокой плотности, используемые в ирригационных системах ферм. Сварочные стержни позволяют быстро устранить трещины, возникшие в результате качения сельскохозяйственной техники или расширения мерзлой почвы, а также восстановить эффективность подачи воды (отличная устойчивость к коррозии под напряжением почвы).
Лента капельного орошения и детали спринклерного орошения: сварочные стержни из полиэтилена высокой плотности используются для сварки и ремонта соединений лент капельного орошения или местного ремонта труб спринклерного орошения. Их химическая стойкость и гибкость позволяют адаптироваться к сложным условиям сельскохозяйственных угодий.
Промышленность по переработке пластмассовых изделий:
Производство больших резервуаров для хранения и контейнеров. При производстве больших резервуаров из полиэтилена высокой плотности в химической и пищевой промышленности сварочные прутки используются для сварки кромок многослойных пластин или закладной сварки ребер жесткости для обеспечения прочности конструкции и герметизации.
Сварка деталей, отлитых под давлением: используется для фиксации металлических вставок (таких как болты и гайки) деталей из полиэтилена высокой плотности, отлитых под давлением, для повышения прочности механического соединения деталей (например, при сварке усиления поддонов и оборотных коробок).
Пищевое и медицинское оборудование:
Ремонт трубопроводов пищевой промышленности: сварочные стержни из ПЭВП, соответствующие стандартам FDA, используются для ремонта поврежденных частей трубопроводов доставки пищевых продуктов, чтобы предотвратить загрязнение пищевых продуктов пластиковым мусором и обеспечить безопасность производства (стойкость к жиру и высокотемпературному пару лучше, чем у ПП).
Сварка лабораторного оборудования: используется для сварки и ремонта культуральных чашек из полиэтилена высокой плотности, бутылок с реагентами или деталей вытяжных шкафов. Его химическая стойкость и нетоксичные свойства соответствуют требованиям лабораторных условий (например, ремонт уплотнений ящиков для клеточных культур).