PE स्टील मेश स्केलिटनचे दबाव परीक्षण

पीई स्टील मेश स्केलेटन पाइपची रचना आणि सामग्रीचे संयोजन

स्टील मेश स्केलेटन पाइपची सामग्री आणि रचना

पीई स्टील मेश स्केलिटन पाइप्समध्ये तीन-थर संयुगे डिझाइन असते. मूळत: केंद्रात स्टील वायर मेश असते, ज्याभोवती आतील आणि बाह्य थर HDPE चे असतात, ज्याचा अर्थ उच्च घनता पॉलिएथिलीन असा होतो. बहुतेक वेळा, स्टील मेश कार्बन स्टील वायरपासून बनलेले असते, ज्यामध्ये सुमारे 0.12 ते 0.20 टक्के कार्बन असते. या वायर्स एका विशिष्ट 120 अंश हेलिक्स आकारात एकत्र वळवलेल्या असतात. ही रचना पाइपला सर्व बाजूंनी दाब सहन करण्याची अतिरिक्त ताकद देते, परंतु बसवण्यासाठी पुरेशी लवचिकता देखील राखते. चाचण्यांमधून असे दिसून आले आहे की नियमित प्लास्टिक पाइप्सच्या तुलनेत या पाइप्स सुमारे 18 ते 24 टक्के जास्त दाब सहन करू शकतात, जे फक्त एकाच सामग्रीपासून बनलेले असतात. ही संख्या ASTM F1216 मार्गदर्शक तत्त्वांनुसार केलेल्या मानक चाचण्यांवरून आली आहे.

स्टील स्केलिटन पीई संयुगे पाइपमधील थर एकत्रीकरण

210–230°C वर क्रॉस-हेड एक्सट्रूजन HDPE स्तरांना स्टील मेशशी बांधते, ज्यामुळे टिकाऊ चिकटण्यासाठी आण्विक गुंतावळा निर्माण होतो. परिणामी झुलवण ताकद 50 N/cm (ISO 11339 नुसार) पेक्षा जास्त किंवा त्याच्या समान असते, ज्यामुळे चक्रीय भाराखाली स्तर वेगळे पडणे प्रभावीपणे रोखले जाते. ही दृढ एकरूपता 2.5 MPa पर्यंतच्या दाबाच्या चढ-उतारांखाली विश्वासार्ह कामगिरी सक्षम करते.

संरचनात्मक अखंडतेमध्ये HDPE मॅट्रिक्स आणि एम्बेडेड स्टील मेशची भूमिका

HDPE चांगली रासायनिक प्रतिकारकता प्रदान करते आणि सुमारे 0.01 मिमी खडबडीतपणा असलेल्या खूप सुव्यवस्थित हायड्रॉलिक पृष्ठभागाची निर्मिती करते. त्याच वेळी, स्टीलचे जाळे ताण बळांपैकी 85 ते 90 टक्के पर्यंतचे भार सहन करते. ह्या संयोगामुळे पॉलिएथिलीनच्या दगडाळणीपासूनच्या संरक्षणाच्या सर्व फायद्यांचे संरक्षण होते, तरीही नियमित PE प्रमाणे कालांतराने त्याचे विकृतीकरण होण्यापासून रोखले जाते. वास्तविक अटींअंतर्गत चाचणी केल्यावर, ह्या संयुगे पाइप्सनी 10,000 दाब चक्रे पार केल्यानंतर त्यांच्या मूळ ताकदीच्या सुमारे 94% टिकवून ठेवली. समान चाचणी पातळीवर सामान्य HDPE पाइप्स केवळ सुमारे 68% राखण करू शकतात, त्याच्या तुलनेत हे खरोखरच उल्लेखनीय आहे.

संयुगे पाइप्सची दाब कार्यक्षमता आणि मुख्य यांत्रिक मापदंड

गतिशील आणि सतत भारांखाली दाब कार्यक्षमता

परीक्षणांमधून असे दिसून आले आहे की PE स्टील मेश स्केलेटन पाइप्स 1.5 पट सामान्य कार्यदाबाखाली 10,000 डायनॅमिक लोड सायकल्स झाल्यानंतरही ASTM D3039 च्या 2021 च्या मानदंडांनुसार त्यांच्या मूळ फुटण्याच्या ताकदीचे सुमारे 98% (किमान 25 MPa) राखतात. 1.1 पट रेटेड दाबावर 10,000 तासांपेक्षा जास्त दीर्घकालीन दाब परीक्षणात या पाइप्सचे सरासरी रेडियल विकृती फक्त सुमारे 2.1% इतकी होते. हे नेहमीच्या रीइनफोर्समेंटशिवायच्या HDPE च्या तुलनेत खरोखरच 40% चांगले प्रदर्शन दर्शविते. फायनाइट एलिमेंट पद्धतीचा वापर करून संगणक मॉडेलिंगमधून हे स्पष्ट झाले आहे की आतील स्टील मेश पाइपच्या भिंतीवर संपूर्ण ताण समानरीत्या वितरित करते, ज्यामुळे कालांतराने थकवा नुकसानाला त्यांची प्रतिकारशक्ति खूप जास्त असते.

PE स्टील मेश स्केलेटन पाइप्सची भार वहन क्षमता आणि क्रीप प्रतिकारशक्ति

इस्पात पुनर्बलन भार सहन क्षमता 4.8 मेगान्यूटन/मी² पर्यंत वाढवते—जी सामान्य एचडीपीईच्या 1.9 मेगान्यूटन/मी² पेक्षा दुप्पट अधिक आहे—तर दीर्घकालीन क्रीप स्ट्रेन 50 वर्षांत 0.12% पर्यंत कमी होते, ज्यामध्ये 70% सुधारणा होते. याची मुख्य कारणे खालीलप्रमाणे आहेत:

• क्रॉसलिंक्ड एचडीपीई मॅट्रिक्स (घनता ≥940 किग्रॅ/मी³)
• 316L स्टेनलेस स्टील मेश (मेश घनता ≥85%)
• इंटरफेशियल बॉण्डची जाडी 0.35–0.45 मिमी

या घटकांमुळे सामूहिकरित्या मिती स्थिरता आणि भार सहन करण्याची क्षमता वाढते.

दीर्घकालीन ताकद, कठोरता आणि विकृती प्रतिकार

जेव्हा सामग्रीला सुमारे 70 अंश सेल्सियस तापमान आणि सुमारे 95% आर्द्रता असलेल्या गतिमान वयोमान चाचण्यांना सामोरे जावे लागते, तेव्हा सामान्य सेवा आयुष्याच्या पन्नास वर्षांच्या तुलनेत त्यांच्या रिंग कठोरतेमध्ये फक्त 9% इतकी मामूली घट दिसून येते. याचा अर्थ असा की सामग्री अजूनही 16,000 न्यूटन प्रति चौरस मीटर इतकी कठोरता टिकवून ठेवते. आठ बारच्या आंतरिक दाबाखाली, अंडाकृतीकरणाची पातळी तीन टक्क्यांपेक्षा कमी राहते, जी प्रबलित नसलेल्या मानक HDPE मध्ये दिसून येणाऱ्या बारा टक्क्यांच्या तुलनेत लक्षणीयरीत्या चांगली आहे. दीर्घकालीन कार्यक्षमतेच्या मेट्रिक्सकडे पाहिल्यास, तीस वर्षांनंतरही अक्षीय तान्याचे ताकद 22 मेगापास्कल इतके स्थिर राहते, म्हणजेच ते उत्पादनाच्या सुरुवातीच्या काळातील मूळ ताकदीचे अंदाजे 83 टक्के टिकवून ठेवते.

सैद्धांतिक आणि वास्तविक जगातील दाब रेटिंग: अंतर पूर्ण करणे

सैद्धांतिक मॉडेल 200 मिमी व्यासाच्या पाइपसाठी 35-बार क्षमतेचा अंदाज व्यक्त करतात, तर औद्योगिक पाइपलाइन नेटवर्कच्या माठी माहितीनुसार 28–32 बार पर्यंत कार्यात्मक मर्यादा (2023 ची माहिती) नमूद केल्या आहेत. ही 20% फरक वास्तविक जगातील चलांमुळे निर्माण होतो:

मानकीकृत बसवणूक पद्धतींचे पालन आणि वास्तविक-वेळेतील ताण देखरेख वापरण्याने या अंतराची 65% पर्यंत कमी करता येऊ शकते.

पीई स्टील मेश स्केलेटन संयुक्त पाइपचे फायदे आणि मर्यादा

स्टील स्केलेटन पीई संयुक्त पाइपची मुख्य कामगिरी वैशिष्ट्ये

पीई स्टील मेश स्केलेटन कॉम्पोझिट पाइप्स उच्च-घनता पॉलिएथिलीन (HDPE) आणि वेल्डेड स्टील ग्रिड्स यांचे संयोजन करून अधिक चांगल्या कामगिरीची खात्री देतात:

• फुटण्याच्या दाबाचा 200% जास्त प्रतिकार शुद्ध HDPE पेक्षा (ASTM D1599)
• स्टीलच्या बंधन प्रभावामुळे 40% कमी उष्णता विस्तार
• कठोर वातावरणात स्टील पाइप्सपेक्षा 15–20 वर्षांनी अधिक दीर्घकाळ दंगेचे प्रतिरोधकता

कॉम्पोझिट संरचनेमुळे तणाव पुनर्वितरण 25 बार वर 90% पेक्षा कमी अंडाकृती ठेवते, जी नॉन-रीइन्फोर्स्ड HDPE पेक्षा 50% सुधारित आहे.

औद्योगिक अनुप्रयोगांमधील फायदे आणि तोटे

फायदे:

• तापमान ≥60°C आणि दाब ≥32 बार असलेल्या तेल/वायू स्लरीसाठी योग्य
• इलेक्ट्रोफ्यूजन वेल्डिंगद्वारे 30% जलद ट्रेंचलेस स्थापनेची परवानगी देते
• कॅथोडिक संरक्षणाची गरज दूर करते, ज्यामुळे धातू प्रणालींच्या तुलनेत आयुष्यकाळ खर्च 85% ने कमी होतो

मर्यादा:

• मानक HDPE पेक्षा 18–22% अधिक सामग्री खर्च (2024 पॉलिमर पाइपिंग बाजार अहवाल)
• उत्पादन मर्यादांमुळे DN1200 पेक्षा मोठ्या व्यासापर्यंत मर्यादित
• 45°C पेक्षा जास्त तापमानावर स्तरभेद होणे टाळण्यासाठी विशिष्ट इलेक्ट्रोफ्यूजन प्रक्रियांची आवश्यकता

या पाइप्स क्षरक द्रव वाहतूकीसाठी प्राधान्याने वापरल्या जातात, परंतु 60°C पेक्षा जास्त तापमानावर संचालित करताना GRP किंवा स्टील पर्याय निवडले जातात.

तुलनात्मक विश्लेषण: PE स्टील मेश स्केलेटन पाइप विरुद्ध. एचडीपीई पाईप

दबाव सहनशीलता: PE स्टील मेश स्केलेटन मानक HDPE पेक्षा चांगले कसे कामगिरी करते

गतिमान परिस्थितीत नियमित HDPE पेक्षा PE स्टील मेश स्केलेटन पाइप्स सुमारे 35 ते 40 टक्के अधिक बर्स्ट दाब सहन करू शकतात. हे शक्य करण्याचे कारण काय आहे? आतील बाजूचे स्टील मेश हे एक प्रकारची संरचनात्मक सहाय्य प्रणाली म्हणून काम करते. हे HDPE सामग्रीमध्ये ताण विखुरलेला ठेवते, एकाच ठिकाणी केंद्रित होण्यापासून रोखते. यामुळे 2.5 MPa इतक्या दाबातही या पाइप्सची कार्यक्षमता चांगली राहते आणि त्यांचे विकृतीकरण होत नाही. समान परिस्थितीत नियमित HDPE पाइप्स सामान्यत: 1.8 MPa जवळ फेल होतात. म्हणून उच्च दाबाच्या परिस्थितींमध्ये काम करताना अभियंते विश्वासार्ह पाइपिंग उपायांसाठी अनेंदा या सुदृढीकृत आवृत्तीकडे वळतात.

दीर्घकालीन वापरात टिकाऊपणा आणि विकृती प्रतिरोधकता

१०-वर्षांच्या वयाच्या सिमुलेशनमध्ये, स्टील मेश क्रीप डीफॉर्मेशन ६२% ने कमी करते. तर मानक HDPE लोडखाली व्यासात १२–१५% बदल अनुभवते, कॉम्पोझिट्स -२०°से ते ६०°से पर्यंत ≥५% पर्यंत मर्यादित ठेवतात. ही स्थिरता जमिनीच्या हालचालींना आणि उष्णतेच्या चक्रांना अधीन असलेल्या भूमिगत स्थापनांसाठी त्यांना आदर्श बनवते.

मुख्य कामगिरी फरक:

केक वाहतूक सारख्या उच्च-तणाव अर्जांमध्ये, कॉम्पोझिट पाइप्स पाच वर्षांनंतर सुरुवातीच्या दाब क्षमतेचे ९४% टिकवून ठेवतात, HDPE च्या तुलनेत ७८%, २०२४ पॉलिमर इन्फ्रास्ट्रक्चर रिपोर्ट नुसार.

पीई स्टील मेश स्केलिटन पाइप्ससाठी कनेक्शन पद्धती आणि इलेक्ट्रोफ्यूजन वेल्डिंग

एसआरटीपी पाइप्ससाठी बांधकाम तंत्र आणि कनेक्शन प्रणाली

पीई स्टील मेश स्केलेटन पाइप्स ऑपरेशनलदृष्ट्या ताणले जाणार्‍या वेळी सर्वकाही एकत्रित ठेवण्यासाठी इलेक्ट्रोफ्यूजन वेल्डिंग, यांत्रिक कपलिंग्ज आणि फ्लँज्ड जोडांसह अनेक जोडणी पद्धतींवर अवलंबून असतात. वेल्डिंगपूर्वी पृष्ठभाग योग्य रीतीने तयार करणे देखील खूप महत्त्वाचे आहे. आम्ही नेहमी कोणताही कचरा किंवा मळ काढून टाकतो आणि पाइपच्या टोकांवर बुरशी नसल्याची खात्री करतो, कारण अन्यथा फ्यूजन योग्य प्रकारे धरले जाणार नाही. स्थापनेदरम्यान, योग्य संरेखण आणि चांगल्या क्लॅम्पिंग तंत्रामुळे अनावश्यक ताण तयार होण्यापासून बचाव होतो, विशेषत: त्या भागांमध्ये जिथे वारंवार जमिनीचे स्थानांतरण किंवा तापमानात बदल होत असतो. संख्यांक देखील याला समर्थन देतात. योग्य प्रकारे केल्यास, ही जोडणी मुख्य पाइपच्या दाब सहन करण्याच्या क्षमतेच्या जवळपास 98% पर्यंत पोहोचू शकते. हा आकडा गेल्या वर्षी पाइपलाइन सिस्टम जर्नलमध्ये प्रकाशित झालेल्या संशोधनातून आला आहे, ज्यामुळे आमच्या अनेक वर्षांच्या स्थापनांच्या निरीक्षणाला अधिक वजन मिळते.

पीई स्टील मेश स्केलेटन पाइप फिटिंग्जचे इलेक्ट्रोफ्यूजन वेल्डिंग

इलेक्ट्रोफ्यूजन वेल्डिंगमध्ये फिटिंग्जमध्ये असलेल्या विशेष हीटिंग घटकांचा वापर करून जोडण्या एकाच ठिसूळ तुकड्यामध्ये रूपांतरित केल्या जातात. यामुळे एचडीपीई सामग्री वितळते आणि एकाच वेळी स्टील मेश देखील एकत्रित केले जाते. यामुळे जोडणीमध्ये गंज प्रतिरोधकता आणि संरचनात्मक अखंडता दोन्ही टिकवून ठेवली जाते. थ्रेडिंग किंवा गोंद वापरणे यासारख्या पारंपारिक पद्धतींशी त्याची तुलना करता येत नाही, कारण त्यामुळे अपयशाची शक्यता असलेली जागा निर्माण होते. 2024 च्या महापालिका पायाभूत सुविधा अहवालात इलेक्ट्रोफ्यूजन जोडण्यांबद्दल एक आश्चर्यकारक गोष्ट दिसून आली आहे - पाणी वितरण नेटवर्कमध्ये पुनरावर्तित ताणाखाली इतर जोडणी प्रकारांच्या तुलनेत त्यांचे आयुष्य जवळपास दुप्पट असते.

इष्टतम इलेक्ट्रोफ्यूजन पॅरामीटर्स: व्होल्टेज, वेळ आणि तापमान नियंत्रण

वेल्डिंग गुणवत्ता तीन महत्त्वाच्या पॅरामीटर्सच्या अचूक नियंत्रणावर अवलंबून असते:

आधुनिक स्वयंचलित वेल्डिंग युनिट्स वातावरणीय तापमान फीडबॅकचा वापर करून रिअल टाइममध्ये या सेटिंग्ज समायोजित करतात, यामुळे फील्ड ऑपरेशन्समध्ये मानवी त्रुटी 72% कमी होते.

सामान्य प्रश्न

पीई स्टील जाळी स्केलेट पाईप्सची मुख्य संरचना काय आहे?

या पाईपमध्ये तीन थरयुक्त कंपाऊझिट डिझाइन आहे, ज्यामध्ये मध्यवर्ती स्टील वायर जाळी आहे, ज्याला उच्च घनता असलेल्या पॉलिथिलीन (एचडीपीई) च्या अंतर्गत आणि बाह्य थरांनी वेढले आहे. ही रचना अधिक मजबूत आणि लवचिकता देते.

पीई स्टील मेष स्केलेट पाईप्स मानक एचडीपीई पाईप्सच्या तुलनेत कोणते फायदे देतात?

त्यांची उत्कृष्ट फुटणे दाब प्रतिरोधक क्षमता आणि कमी उष्णतेमुळे विस्तार होणे, तसेच सुधारित दुर्गंधी प्रतिरोधकता असते, ज्यामुळे उच्च दाबाच्या औद्योगिक अनुप्रयोगांसाठी ते योग्य ठरतात.

हे पाइप गतिशील आणि सतत भाराखाली कसे काम करतात?

PE स्टील मेश स्केलेटन पाइप्स विस्तृत गतिशील भार चक्रानंतरही त्यांच्या मूळ फुटणे ताकदीचे जवळजवळ 98% टिकवून ठेवतात, ज्यामुळे सामान्य HDPE पाइप्सच्या तुलनेत दाबातील बदल आणि थकवण्याच्या नुकसानीला उत्कृष्ट प्रतिकारशक्ति दिसून येते.

PE स्टील मेश स्केलेटन पाइप्ससाठी कोणत्या कनेक्शन पद्धती वापरल्या जातात?

या पाइप्समध्ये इलेक्ट्रोफ्यूजन वेल्डिंग, यांत्रिक कपलिंग्स आणि फ्लेंज्ड जॉइंट्स वापरले जातात, ज्यामुळे उच्च दाबाचे प्रभावीपणे व्यवस्थापन करणारे मजबूत आणि टिकाऊ कनेक्शन मिळतात.