Pagsubok ng presyon ng PE steel mesh skeleton

Istruktura at Komposisyon ng Materyal ng mga PE na Tubo na May Biskeletrang Panulid sa Bakal

Komposisyon ng materyal at istraktura ng tubo na may biskeletrang panulid sa bakal

Ang mga PE steel mesh skeleton pipes ay may tinatawag na three-layer composite design. Pangunahing, mayroon itong steel wire mesh sa gitna, na napapalibutan ng panloob at panlabas na layer ng HDPE o High Density Polyethylene. Karamihan, ang steel mesh ay galing sa carbon steel wires na naglalaman ng humigit-kumulang 0.12 hanggang 0.20 porsiyento ng carbon. Ang mga wire na ito ay pinirilyo nang magkasama sa isang espesyal na 120-degree helix na hugis. Ang pagkakaayos na ito ay nagbibigay ng dagdag na lakas sa tubo kapag pinilit mula sa lahat ng panig ngunit nananatiling sapat ang kakayahang umangkop para sa pag-install. Ayon sa mga pagsubok, kayang-taya ng mga tubong ito ang presyong biglang tumataas na humigit-kumulang 18 hanggang 24 porsiyento kumpara sa karaniwang plastik na tubo na gawa lamang sa iisang materyales. Ang mga numerong ito ay nagmula sa pamantayang pagsubok batay sa ASTM F1216 na gabay.

Pagsasama ng mga layer sa steel skeleton PE composite pipe

Ang pagpilit ng cross-head sa 210–230°C ay nag-uugnay sa mga layer ng HDPE sa bakal na mesh, na nagtataguyod ng molekular na pagkakabulol para sa matibay na pandikit. Ang resultang lakas ng pagbabarkada ay katumbas o higit pa sa 50 N/cm (ayon sa ISO 11339), na epektibong nakakapigil sa pagkakadiskonekta sa ilalim ng paulit-ulit na paglo-load. Ang matibay na integrasyon na ito ay nagbibigay-daan sa maaasahang pagganap sa ilalim ng mga pagbabago ng presyon hanggang 2.5 MPa.

Papel ng HDPE matrix at naka-embed na bakal na mesh sa integridad ng istruktura

Ang HDPE ay nagbibigay ng magandang resistensya sa kemikal at lumilikha rin ng napakakinis na ibabaw para sa daloy ng tubig na may 0.01 mm lamang na pagkakapaso. Samantala, ang bakal na mesh ang humahawak sa karamihan ng mga puwersang tension, mga 85 hanggang posibleng 90 porsyento. Ang kombinasyong ito ay nagpapanatili sa lahat ng mahuhusay na benepisyo ng polyethylene laban sa korosyon nang hindi ito umuubos o bumabago ang hugis sa paglipas ng panahon tulad ng karaniwang PE. Kapag sinusubok sa tunay na kondisyon, ang mga composite pipe na ito ay nagpanatili ng halos 94% ng kanilang orihinal na lakas kahit na dumaan sa 10 libong pressure cycles. Talagang kahanga-hanga ito kumpara sa karaniwang HDPE pipes na kayang mapanatili lang ang humigit-kumulang 68% sa katulad na antas ng pagsusuri.

Performance sa Presyon at Mga Pangunahing Sukatan ng Mekanikal na Katatagan ng Composite Pipes

Performance sa Presyon sa Ilalim ng Dynamic at Patuloy na Carga

Ang mga pagsubok ay nagpapakita na ang mga tubo ng PE steel mesh skeleton ay nagpapanatili ng humigit-kumulang 98% ng kanilang orihinal na lakas laban sa pagsabog (nangangailangan ng hindi bababa sa 25 MPa) kahit matapos ang 10,000 beses na dinamikong pag-load habang nasa ilalim ng 1.5 beses na normal na operating pressure ayon sa ASTM D3039 mula 2021. Kapag isinailalim sa mahabang panahong pressure testing na may 1.1 beses na rated pressure nang higit sa 10,000 oras nang walang tigil, ang mga tubong ito ay umuusli lamang ng radial na humigit-kumulang 2.1% sa average. Ito ay 40% mas mahusay na pagganap kumpara sa karaniwang HDPE na walang reinforcement—na talagang kahanga-hanga. Ang computer modeling gamit ang finite element method ay nagpakita kung bakit ganito kahusay ang resulta: ang bakal na mesh sa loob ay tumutulong sa pantay na distribusyon ng stress sa buong pader ng tubo, na siyang nagbibigay ng mas mataas na paglaban sa pagod sa paglipas ng panahon.

Kapasidad sa Pagdala at Kakayahang Lumaban sa Creep ng PE Steel Mesh Skeleton Pipes

Ang palakas na bakal ay nagpapataas ng kapasidad ng pagdala hanggang 4.8 MN/m²—higit sa doble ang 1.9 MN/m² ng karaniwang HDPE—samantalang ang pangmatagalang pagtunaw (creep strain) ay nabawasan sa 0.12% sa loob ng 50 taon, na kumakatawan sa 70% na pagpapabuti. Ang mga pangunahing salik ay:

• Pinag-isang HDPE matrix (densidad ≥940 kg/m³)
• sisiklo 316L na hindi kinakalawang na bakal (keresina ng mesh ≥85%)
• Kapal ng magkasanib na bono: 0.35–0.45 mm

Ang mga salitang ito ay nagbibigay kolektibong pagsulong sa katatagan ng sukat at tagal ng paglaban sa bigat.

Pangmatagalang Lakas, Tigas, at Paglaban sa Deformasyon

Kapag ang mga materyales ay dumaan sa pinabilis na pagsusuri ng pagtanda sa paligid ng 70 degree Celsius na may halos 95% antas ng kahalumigmigan, nagpapakita ito ng maliit na 9% pagbaba sa katigasan ng singsing kumpara sa kung ano ang katumbas ng limampung taon na normal na buhay-paglilingkod. Nangangahulugan ito na ang materyales ay nagpapanatili pa rin ng rating ng katigasan na higit sa 16,000 Newton bawat metro kwadrado. Kapag napailalim sa panloob na presyon na walong bar, ang antas ng ovalization ay nananatiling nasa ilalim ng tatlong porsyento, na mas mataas nang malaki kaysa sa labindwalong porsyento na nakikita sa karaniwang HDPE na walang palakas. Kung titingnan ang mga sukatan ng pangmatagalang pagganap, ang lakas ng aksiyal na tensile ay nananatiling matatag sa dalawampu't dalawang megapascal kahit pagkatapos ng tatlumpung taon, na nangangahulugan na ito ay nagpapanatili ng humigit-kumulang walumpu't tatlong porsyento ng orihinal nitong lakas noong unang ginawa.

Teoretikal kumpara sa Rating ng Tunay na Presyon: Pagtatawid sa Puwang

Bagaman tinataya ng teoretikal na mga modelo ang kapasidad na 35-bar para sa mga tubo na may 200mm na diameter, ang mga datos mula sa mga pang-industriyang network ng tubo ay nag-uulat ng operasyonal na limitasyon na 28–32 bar (datos noong 2023). Ang pagkakaiba-iba na ito ng 20% ay dulot ng mga tunay na salik:

Ang pagsunod sa mga pamantayang gawi sa pag-install at ang paggamit ng real-time na strain monitoring ay maaaring bawasan ang agwat na ito ng hanggang 65%.

Mga Benepisyo at Limitasyon ng PE Steel Mesh Skeleton Composite Pipes

Mga pangunahing katangian ng pagganap ng steel skeleton PE composite pipe

Pinagsama-sama ng mga composite pipe na PE steel mesh skeleton ang HDPE at welded steel grids upang magbigay ng mas mataas na pagganap:

• 200% mas mataas na kakayahang lumaban sa burst pressure kaysa sa purong HDPE (ASTM D1599)
• 40% mas mababang thermal expansion dahil sa pangingibabaw na epekto ng bakal
• Ang paglaban sa korosyon ay lalong lumalagpas sa mga tubo na bakal ng 15–20 taon sa matitinding kapaligiran

Ang stress redistribution sa pamamagitan ng composite structure ay nagagarantiya ng hindi hihigit sa 90% ovality sa 25 bar, isang 50% na pagpapabuti kumpara sa hindi pinatibay na HDPE.

Mga pakinabang at di-pakinabang sa mga aplikasyon sa industriya

Mga Bentahe:

• Akmang gamitin para sa mga halo ng langis/gas sa temperatura na ≥60°C at presyon na ≥32 bar
• Nagpapabilis ng 30% sa paglalagay nang walang pagbubungkal sa pamamagitan ng electrofusion welding
• Nagtatanggal ng pangangailangan para sa cathodic protection, na binabawasan ang lifecycle costs ng 85% kumpara sa mga metalikong sistema

Limitasyon:

• 18–22% mas mataas na gastos sa materyales kaysa sa karaniwang HDPE (2024 Polymer Piping Market Report)
• Limitado lamang sa mga diameter na ≥DN1200 dahil sa mga limitasyon sa produksyon
• Nangangailangan ng mga espesyalisadong pamamaraan sa elektrofusyon upang maiwasan ang pagkakalat ng mga layer sa itaas ng 45°C

Ginustong gamitin ang mga tubong ito sa pagdadala ng mapaminsalang likido, bagaman pinipili ang GRP o bakal na alternatibo kapag gumagana sa itaas ng 60°C.

Paghahambing na Analisis: PE Steel Mesh Skeleton Pipe vs. Pipe ng HDPE

Paggamit sa Presyon: Paano Mas Malakas ang PE Steel Mesh Skeleton Kaysa Karaniwang HDPE

Ang mga tubong PE steel mesh skeleton ay kayang magtagal ng humigit-kumulang 35 hanggang 40 porsiyento higit na presyon bago pumutok kumpara sa karaniwang HDPE kapag may dinamikong kondisyon. Ano ang nagiging sanhi nito? Ang bakal na mesh sa loob ay gumagana nang parang isang istrukturang suporta. Ito ay nagpapakalat ng tensyon sa buong materyal na HDPE imbes na payagan itong mag-concentrate sa isang lugar lamang. Dahil dito, ang mga tubong ito ay patuloy na gumagana nang maayos kahit sa mga presyon na humigit-kumulang 2.5 MPa nang hindi nababago ang hugis. Ang karaniwang HDPE tubo ay karaniwang bumabagsak sa paligid ng 1.8 MPa sa katulad na kalagayan. Kaya't ang mga inhinyero na naghahanap ng maaasahang solusyon sa tubo ay madalas tumatalikod sa mga pinalakas na bersyong ito kapag nakikitungo sa mataas na presyon.

Tibay at Paglaban sa Deformasyon sa Matagalang Paggamit

Sa mga simulasyon ng pagtanda na may tagal na 10 taon, binabawasan ng bakal na mesh ang pagguho (creep deformation) ng 62%. Habang ang karaniwang HDPE ay nakakaranas ng 12–15% na pagbabago ng diyametro sa ilalim ng karga, ang mga composite ay limitado ito sa ≥5% sa saklaw na -20°C hanggang 60°C. Ang katatagan na ito ang nagiging sanhi upang mainam sila para sa mga underground na instalasyon na apektado ng galaw ng lupa at pagbabago ng temperatura.

Pangunahing pagkakaiba sa pagganap:

Sa mga aplikasyon na may mataas na stress tulad ng transportasyon ng slurry, ang mga composite pipe ay nagpapanatili ng 94% ng paunang kapasidad ng presyon matapos ang limang taon, kumpara sa 78% para sa HDPE, ayon sa Ulat ng Polymer Infrastructure 2024.

Mga Paraan ng Koneksyon at Electrofusion Welding para sa PE Steel Mesh Skeleton Pipes

Mga Pamamaraan sa Konstruksyon at Sistema ng Koneksyon para sa SRTP Pipes

Ang mga PE steel mesh skeleton pipes ay umaasa sa ilang paraan ng pagdugtong kabilang ang electrofusion welding, mechanical couplings, at flanged joints upang manatiling buo kahit sa matinding operasyonal na presyon. Mahalaga rin ang tamang paghahanda ng mga surface bago mag-welding. Lagi naming nililinis ang anumang dumi o grime at tinitiyak na ang mga dulo ng tubo ay makinis at walang gilid na magkakaburrs dahil kung hindi, hindi magtatagal ang fusion. Sa panahon ng pag-install, mahalaga ang tamang pagkaka-align at mabuting pamamaraan sa pag-clamp upang maiwasan ang pagbuo ng mga stress point kung saan hindi dapat, lalo na sa mga bahagi na madalas na apektado ng paggalaw ng lupa o pagbabago ng temperatura sa paglipas ng panahon. Ang mga numero ay sumusuporta rito. Kapag maayos ang proseso, ang mga koneksyon na ito ay kayang humawak ng halos 98% ng pressure na kayang tiisin ng mismong pangunahing tubo. Galing ang bilang na ito sa isang pag-aaral noong nakaraang taon na nailathala sa Pipeline Systems Journal, na nagbibigay-bisa sa aming mga obserbasyon sa field sa loob ng maraming taon ng mga installation.

Electrofusion Welding ng PE Steel Mesh Skeleton Pipe Fittings

Ang electrofusion welding ay nagbubuo ng mga siksik na koneksyon na parang isang buong piraso sa pamamagitan ng pag-activate sa mga espesyal na heating element sa loob ng mga fitting. Kapag nangyari ito, natutunaw ang HDPE material at kasabay na isinasama ang steel mesh. Dahil dito, nananatiling buo ang kakayahang lumaban sa kalawang at ang istrukturang integridad sa kabuuan ng siksik. Ang mga tradisyonal na paraan tulad ng pag-thread o paggamit ng pandikit ay hindi makakapantay dito dahil gumagawa sila ng mga bahagi kung saan maaaring mabigo ang koneksyon. Ipakikita ng Municipal Infrastructure Report noong 2024 ang isang kamangha-manghang resulta tungkol sa mga electrofusion joint — mas matibay halos ng dalawang beses sa ilalim ng paulit-ulit na tensyon sa mga network ng tubig kumpara sa ibang uri ng koneksyon.

Pinakamainam na Electrofusion Na Mga Parameter: Voltage, Time, at Temperature Control

Ang kalidad ng welding ay nakasalalay sa eksaktong kontrol sa tatlong mahahalagang parameter:

Ang mga modernong awtomatikong yunit sa pagsasalyo ay awtomatikong nag-aayos ng mga setting na ito nang real time gamit ang feedback ng temperatura sa kapaligiran, kaya nababawasan ang pagkakamali ng tao ng 72% sa mga operasyon sa field.

FAQ

Ano ang pangunahing komposisyon ng istruktura ng PE Steel Mesh Skeleton Pipes?

Binubuo ang mga pipe na ito ng disenyo na komposito ng tatlong layer na may sentral na mesh ng bakal na kable, na nakapaloob naman ng panloob at panlabas na layer ng Mataas na Densidad na Polietileno (HDPE). Ang istrukturang ito ay nagbibigay ng mas mataas na lakas at kakayahang umangkop.

Anong mga benepisyo ang iniaalok ng PE Steel Mesh Skeleton Pipes kumpara sa karaniwang HDPE pipes?

Nagbibigay sila ng mas mahusay na resistensya sa presyong pumutok at mas mababang thermal expansion, kasama ang mapabuting resistensya sa korosyon, na ginagawa silang angkop para sa mga aplikasyon sa industriya na may mataas na presyon.

Paano gumaganap ang mga pipe na ito sa ilalim ng dinamikong puwersa at matagalang pasan?

Ang PE Steel Mesh Skeleton Pipes ay nagpapanatili ng humigit-kumulang 98% ng kanilang orihinal na lakas laban sa pagsabog kahit matapos ang masusing siklo ng dinamikong karga, na nagpapakita ng higit na resistensya sa mga pagbabago ng presyon at pinsala dulot ng pagod kumpara sa karaniwang HDPE pipes.

Anong mga paraan ng koneksyon ang ginagamit para sa PE Steel Mesh Skeleton Pipes?

Madalas gamitin ang electrofusion welding, mekanikal na coupling, at flanged joints sa mga pipe na ito, na nagbibigay ng matibay at matagalang mga koneksyon na kayang humawak nang epektibo sa mataas na presyon.