HDPE パイプの定義: 意味、密度グレード、SDR、圧力定格の説明

HDPE パイプは高密度ポリエチレン パイプの略で、密度 0.941 g/cm3 以上のポリエチレン樹脂から押し出された柔軟な熱可塑性プラスチック パイプです。それが一言で定義です。二度読む価値のある部分は、頭字語が省略している内容、どの密度バンドが適用されるか、持続的な圧力下で分子構造がどのように動作するか、樹脂グレードを実際に注文できる肉厚に変換する基準はどれかということです。

ほとんどの人は、次の 2 つの理由のいずれかでこの質問をします。彼らは、水道、排水、または導管プロジェクトで HDPE と PVC、スチール、またはコンクリートを比較検討しています。あるいは、提示された「PE パイプ」が本当に HDPE であるかどうかを確認しているのです。どちらの質問も、密度、分子構造、SDR、圧力クラスという同じ 4 つの数値に解決されます。

名前の各部分の実際の意味

H、高密度。 ここでの密度は測定された材料特性であり、マーケティングラベルではありません。 HDPE は 0.941 ～ 0.965 g/cm3 の範囲にあり、低密度ポリエチレン (LDPE) は約 0.910 ～ 0.925 g/cm3 の範囲にあり、中密度ポリエチレン (MDPE) は 0.926 ～ 0.940 g/cm3 の範囲にあります。

D、密度セル クラス。 ASTM D3350 では、密度はパイプの永久マーキングに印刷されるセル クラスの 1 つであり、緩徐亀裂成長耐性および静水圧強度の指定と並んでいます。このマーキングは、実際に現場に納品されたものを確認する最も早い方法です。

PE、ポリエチレン。 エチレンモノマーは重合して長い鎖になります。 HDPE チェーンは基本的に直線状で側枝がほとんどないため、密に詰め込まれ、より多くの結晶化が行われ、同じ壁厚のLDPE よりも硬くて強力な材料が生成されます。

圧力パイプの場合、「HDPE」という言葉自体よりも樹脂グレードが重要です。 ISO 4427 および EN 12201 では、ポリエチレンを最小要求強度 (MRS) によって分類していますが、グレード間のギャップは設計を変更できるほど大きいです。理解したいエンジニア HDPE パイプと PE パイプの指定の違い 通常、答えはこの表から見つかります。

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密度がパイプの動作にどのように変換されるか

密度は結晶化度の代用であり、結晶化度はフィールド エンジニアが気づくほぼすべての要因となります。結晶化度が高いということは、引張弾性率が高く、持続的な圧力下でのクリープ耐性が高く、摩耗性能が優れていることを意味します。これが、HDPE がほとんどの熱可塑性プラスチックよりも採掘スラリーの処理に適している理由です。また、パイプは依然として小さい直径でコイル状になりますが、LDPE よりも柔軟性がわずかに劣ることも意味します。

2 つの結果は覚えておく価値があります。まず、HDPE は水よりも密度が低いため、空のパイプは浮きます。これは、濡れた溝や取水ラインや浚渫ラインの浮遊に役立ちます。第 2 に、温度が上昇すると材料が軟化します。許容圧力はおよそ 30 °C を超えると低下し、パイプは取り扱いや融着中に 0 °C を下回ると著しく脆くなります。

ASTM D3350 密度セル クラスおよび ISO 4427 グレード定義の範囲。

HDPEパイプの製造方法

HDPEパイプは押出成形により製造されます。テストされた樹脂は溶融され、ダイに押し込まれ、連続したチューブが形成されます。チューブは、外径を設定する真空サイジングスリーブを通過し、次に寸法を所定の位置に固定するウォーターバスを通過します。壁の厚さは超音波ゲージで監視され、完成したパイプは発送前に ISO 1167 または ASTM D1598 プロトコルに基づいて静水圧試験が行われます。各長さには、サイズ、SDR、圧力クラス、樹脂の指定、規格、製造日が印刷され、その後 6 m または 12 m の長さに切断されるか、小さな直径でコイル状に巻かれます。

SDR、肉厚、および定格圧力

標準寸法比である SDR は、形状と圧力能力を結び付ける単一の数値です。SDR は、外径を壁の厚さで割ったものに等しくなります。 10 mm の壁を持つ 110 mm PE 100 パイプは SDR11 です。同じ外径で壁が 4.2 mm の場合は、SDR26 です。SDR が低いほど、壁が厚くなり、圧力クラスが高くなります。

PE 100 水道管の場合、ISO 4427 は関係を PN = 2σ / (SDR − 1) として表します。ここで σ は許容設計応力で、通常 20 °C の水の場合 8 MPa であり、10 MPa を 1.25 の安全係数で割った MRS から導出されます。

公称圧力は ISO 4427 に基づいて計算され、許容設計応力は 8 MPa です。

プロジェクトに費用がかかることに注意してください。これらの評価は 20 °C の水に適用されます。高温、化学薬品の使用、または持続的なサージ圧力はすべてディレーティングが必要であり、設計はカタログの見出しではなく管理基準に従う必要があります。

HDPEパイプが使用される場所

• ISO 4427 または EN 12201 に基づく飲料水配水本管およびサービスライン
• 天然ガスの分布、通常は共押出ストライプのある黄色のパイプまたは黒色のパイプで
• 下水道、雨水、産業排水ライン (埋め立て浸出水収集を含む)
• 電力および通信の導管（ファイバーネットワーク用のマイクロダクトを含む）
• 地熱グラウンドループとヒートポンプシステム
• 農業用灌漑と排水、コイルで供給されることが多い
• 採掘スラリー、尾鉱、プロセス水ライン
• リストされたシステム構成における防火主管

HDPEとPVC、スチール、コンクリートとの比較

通常、比較では生の強さよりも関節と地面の動きに注目します。 HDPE の融着接合部は均質であるため、埋設ラインにはガスケットを移動させる必要がなく、根の侵入や浸透のためのガスケット経路もありません。その柔軟性が、土壌が沈下する場所、地震の動きが予想される場所、または溝なしの設置が唯一の実現可能なルートである場所に HDPE が指定されることが多い理由です。

参加: 定義と現場の現実が一致する場所

3 つの結合ファミリーが優勢です。突合せ融着では、2 つの角パイプの端をホット プレートに当てて加熱し、それらを互いに押し付けて、引張強度がパイプ本体の引張強度に近い接合部を生成します。電気融着では、加熱コイルが埋め込まれたフィッティングを使用します。電流が印加されると、界面の材料が溶けて融合します。これは、融合機が取り付けられない修理や結合に通常選択される方法です。フランジ付きスタブエンド、圧縮フィッティング、サドルクランプなどの機械的オプションは、機器の接続や他の素材への移行に役立ちます。

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ジョイントの品質はパイプよりも耐用年数に大きく影響します。 Fusion パラメータは記録され、追跡可能である必要があり、仕様を確定する前にアプローチを比較する価値があります。 HDPE パイプ製品群 およびその付属品。

定義は、決定を変更する場合にのみ役立ちます。実際には、「HDPE パイプ」という言葉から 5 つのことがわかります。材質は密度が少なくとも 0.941 g/cm3 の直鎖状ポリエチレンです。樹脂グレード (通常は PE 100) が許容応力を設定します。 SDR は壁の厚さと圧力クラスを設定します。ジョイントはガスケットではなく融着されています。また、パイプはコイル状にしたり、耕したり、穴の中を引っ張ったりするのに十分な柔軟性を備えています。これらの 5 つのポイントに対して永久マーキングをチェックすると、ほとんどの仕様引数は自動的に答えが得られます。