Метод определения условий эксплуатации для PTFE-футерованных трубопроводов
2026-07-02
Любое изделие имеет свой предел рабочих условий. Применимые рабочие условия для PTFE-футерованных трубопроводов уже определены и постоянно подтверждаются с помощью различных типовых и приёмочных испытаний.
Ниже мы перечисляем наиболее ключевые методы типовых и приёмочных испытаний для PTFE-футерованных трубопроводов, а также оценку расчётных рабочих условий для нашей продукции, полученную на основе этих испытаний.
На прилагаемом изображении представлены квалификационные требования, утверждённые третьей стороной при получении компанией Тэнай сертификата на оборудование специального назначения КНР (TSG). Поскольку процесс получения сертификата TSG включает множество видов типовых испытаний, на изображении хорошо виден перечень испытаний, которым в настоящее время уделяется внимание в отрасли. Однако при оценке расчётных рабочих условий для каждого изделия наша компания предъявляет к некоторым испытаниям более высокие требования, чем те, что необходимы для получения сертификата.
Наша продукция фактически соответствует стандартам HG/T 2437-2024, TSG D7002-2023 (китайские стандарты) и ASTM F1545 (американский стандарт). Испытания проводятся по более строгим из них. По всем испытаниям у нас имеются протоколы испытаний третьей стороны.
1.Удельный вес, г/см² (Specific Gravity)
Удельный вес является нашим входным контрольным параметром для каждой партии. После завершения спекания каждой партии пластиковой футеровки наш контролёр качества отбирает случайные образцы и измеряет удельный вес.
Наше требование к удельному весу составляет 2,13–2,19, что строже, чем стандарт TSG, указанный на рисунке, и соответствует требованиям ASTM F1545.
Согласно справочнику по свойствам PTFE компании DuPont и другим научным исследованиям, PTFE-пластик с удельным весом ниже 2,13 после спекания содержит большое количество микропор. Микропоры значительно снижают все физические свойства PTFE и серьёзно ухудшают стойкость трубопровода к проникновению.
Слишком высокий удельный вес означает чрезмерную кристалличность, что делает PTFE склонным к растрескиванию.
2.Относительное удлинение при разрыве (Break Elongation) и предел прочности на разрыв (Tensile Strength)
Относительное удлинение при разрыве и предел прочности на разрыв также являются нашими входными контрольными параметрами для каждой партии. Как и в случае с удельным весом, после завершения спекания каждой партии контролёр качества отбирает случайные образцы. Эти два показателя являются ключевыми характеристиками механических свойств и конечным отражением более микроскопической структуры, такой как количество микропор и кристалличность PTFE. При соблюдении всех требований стандартов мы корректируем наши требования с большей точностью в зависимости от фактических потребностей продукции.
TSG требует относительного удлинения при разрыве ≥ 250%, предела прочности на разрыв ≥ 20,7 МПа, что соответствует ASTM F1545.
3.Электроискровое испытание (Electrostatic Test)
Электроискровое испытание является нашим выходным контрольным параметром. Вся PTFE-футерованная трубная продукция, произведённая нашей компанией, проходит испытание при напряжении 25 кВ перед отгрузкой.
Поскольку PTFE является изоляционным материалом, при отсутствии дефектов и достаточной толщине напряжение 25 кВ не вызывает повреждений. Однако если толщина недостаточна, присутствуют примеси или в пластике имеются поры, напряжение пробивает пластик и контактирует с металлическим корпусом. Это вызывает срабатывание сигнализации испытательного прибора, появление искрения или прямой пробой пластика с образованием обугленного следа.
Наше требование 25 кВ выше, чем 20 кВ в TSG и 10 кВ в ASTM F1545.
4.Испытание на высокотемпературную стойкость
Испытание на высокотемпературную стойкость является типовым испытанием, проводимым перед запуском продукции в серийное производство. Наша компания проводит испытания на высокотемпературную стойкость для каждого типоразмера каждого вида продукции.
В зависимости от требуемой температуры мы помещаем продукцию в печь, выдерживаем при испытательной температуре в течение 3 часов, затем охлаждаем до 50°C, снова повышаем температуру до испытательной и повторяем цикл три раза. В процессе проверяется наличие трещин или повреждений. После завершения трёх циклов проводится гидравлическое испытание. Продукция считается выдержавшей испытание при отсутствии повреждений.
Одновременно мы проводим испытания при положительном давлении в условиях высокой температуры, подтверждая соответствие температурно-давностным условиям эксплуатации ASME B16.5 Class 150:
38°C — 19,6 бар
50°C — 19,2 бар
100°C — 17,7 бар
150°C — 15,8 бар
200°C — 13,8 бар
5.Испытание на низкотемпературную стойкость
Испытание на низкотемпературную стойкость является типовым испытанием, проводимым перед запуском продукции в серийное производство. Это испытание в основном проверяет свойства самого материала PTFE.
Методика испытания аналогична высокотемпературному испытанию: согласно требованиям TSG, выдержка при температуре -18°C в течение 48 часов (ASTM F1545 требует 3 часа), затем повышение температуры до 16°C, цикл повторяется три раза.
После этого проверяется состояние футеровки — отсутствие повреждений означает прохождение испытания.
6.Испытание на циклическое воздействие высокотемпературным паром и холодной водой
Испытание на циклическое воздействие высокотемпературным паром и холодной водой является одним из наиболее сложных типовых испытаний. Коэффициент теплового расширения PTFE в 10 раз выше, чем у углеродистой стали, поэтому в условиях циклических тепловых нагрузок PTFE легко повреждается. В этом испытании через трубопровод последовательно пропускают высокотемпературный пар и холодную воду, повторяя процесс 100 раз.
Поскольку высокотемпературный пар может быть опасен, наши трубопроводы могут испытываться только третьей стороной. Например, при типовых испытаниях для получения сертификата TSG наша продукция выдержала 100 циклов воздействия высокотемпературным паром под давлением 862 кПа и холодной водой 25°C.
7.Испытание на стойкость к отрицательному давлению
Испытание на стойкость к отрицательному давлению является одним из наиболее сложных типовых испытаний и ключевым тестом для определения возможности эксплуатации PTFE-футерованных трубопроводов в условиях полного вакуума при высоких температурах (29,6 дюймов ртутного столба, ASTM F1545).
Наша компания проводит типовые испытания в соответствии с требованиями ASTM F1545: при желаемой испытательной температуре создаётся вакуум, который поддерживается в течение 8 часов. Если футеровка не повреждена, температура испытания повышается до тех пор, пока не произойдёт повреждение футеровки.
На основании наших типовых испытаний мы установили следующие температурные режимы для применения наших футерованных трубопроводов в условиях вакуума:
1/2"–8": –30°C ~ 200°C, стойкость к полному вакууму
10"–12": –30°C ~ 150°C, стойкость к полному вакууму
8.Гидравлическое испытание
Гидравлическое испытание является нашим выходным контрольным параметром. Каждое изделие перед отгрузкой проходит гидравлическое испытание под давлением 2,9 МПа. С помощью автоматизированной гидравлической испытательной машины вода подаётся в каждую трубу до достижения давления 2,9 МПа (ASTM F1545), которое поддерживается в течение 3 минут. Если за это время не происходит падения давления и утечки, испытание считается пройденным. Это также является окончательной проверкой целостности футеровки после каждого из перечисленных выше типовых испытаний.
