2 Polietileno.ppt
- 1. INSTALACION DE REDES DE GAS NATURAL EN POLIETILENO Ing. Carlos E. Velásquez Guzmán 1
- 2. CENTRO DE CAPACITACION DEL GAS - 2008 Ing. Carlos E. Velásquez Guzmán 2
- 3. Fabricación de Plásticos La fabricación de los plásticos y sus manufacturados implica cuatro pasos básicos: Obtención de las materias primas Síntesis del polímero básico Obtención del polímero como un producto utilizable industrialmente y Moldeo o deformación del plástico hasta su forma definitiva. 3 Ing. Carlos E. Velásquez Guzmán
- 4. Obtención de las Materias Primas El petróleo se refina para formar moléculas orgánicas pequeñas, llamadas monómeros, que luego se combinan para formar polímeros resinosos, que se moldean o extruyen (dan forma a una masa plástica) para fabricar productos de plástico 4 Ing. Carlos E. Velásquez Guzmán
- 5. Síntesis del Polímero Básico Se remueven y funden pequeños gránulos de plástico 5 Ing. Carlos E. Velásquez Guzmán
- 6. Deformación o moldeo El plástico se moldea durante su producción hasta su forma definitiva 6 Ing. Carlos E. Velásquez Guzmán
- 7. Procesos de Polimerización Por el proceso de polimerización, los plásticos se pueden clasificar en polímeros de condensación y polímeros de adición. Las reacciones de condensación producen diferentes longitudes de polímeros, mientras que las reacciones de adición producen longitudes específicas. Algunos polímeros típicos de condensación son el nylon, los poliuretanos y los poliésteres. Entre los polímeros de adición se encuentran el polietileno, el polipropileno, el policloruro de vinilo y el poliestireno. 7 Ing. Carlos E. Velásquez Guzmán
- 8. El Polietileno En 1953, el químico alemán Karl Ziegler desarrolló el polietileno, y en 1954 el italiano Giulio Natta desarrolló el polipropileno, que son los dos plásticos más utilizados en la actualidad. En 1963, estos dos científicos compartieron el Premio Nobel de Química por sus estudios acerca de los polímeros. 8 Ing. Carlos E. Velásquez Guzmán
- 9. Polietileno y Polipropileno Polietileno (PE) — CH2 — CH2 — Termoplástico, traslúcido en lámina, flexible, permeable a los hidrocarburos, alcoholes y gases, resistente a los rayos X y los agentes químicos. Láminas, bolsas, tuberías, revestimientos aislantes, tapones, tapas, envases, juguetes. Polipropileno (PP) CH3— CH2 — CH — Termoplástico, baja densidad, rigidez elevada, resistente a los rayos X, muy poco permeable al agua, resistente a las temperaturas elevadas (<135 °C) y a los golpes. Artículos domésticos, envases, carrocerías moldeadas, baterías, parachoques, muebles de jardín, jeringuillas, frascos, prótesis. 9 Ing. Carlos E. Velásquez Guzmán
- 10. Polietileno: Fabricación Se obtiene de la polimerización del etileno A la salida de los reactores, el PE es un polvo fino de color blanco que se transforma en grano por una primera extrusión en la que se incorporan aditivos que mejoran la resistencia y a los efectos de luz y calor 10 Ing. Carlos E. Velásquez Guzmán
- 11. 1.1 Polietileno: Propiedades estructurales El PE es una materia plástica Es el más conocido del grupo de las olefinas (productos de la polimerización del las olefinas) La utilidad del PE en redes de distribución radica en sus propiedades físicas y físico- químicas 11 Ing. Carlos E. Velásquez Guzmán
- 12. Grados de ramificación estructural Baja densidad (Cadenas muy ramificadas): Propiedades mecánicas muy débiles, no se utilizan en redes de gas Media densidad (Cadenas media y débilmente ramificadas): son copolímeros en los que se inserta hexeno o buteno, se utilizan en redes de gas Alta densidad (Cadenas de estructura lineal): son de estructura compacta , también se pueden usar en redes de gas 12 Ing. Carlos E. Velásquez Guzmán
- 13. Polietileno de Alta Densidad Es polímero de cadena lineal no ramificada Ing. Carlos E. Velásquez Guzmán 13 Se obtiene por polimerización del etileno a presiones relativamente bajas Su resistencia química o térmica, así como su opacidad impermeabilidad o dureza son superiores a las del polietileno de baja densidad
- 14. ESQUEMA DE FABRICACION Ing. Carlos E. Velásquez Guzmán 14
- 15. PROPIEDADES MECANICAS 15 Ing. Carlos E. Velásquez Guzmán RESISTENCIA A LA PRESION INTERNA Varía en función del tiempo Para determinar el límite de resistencia de un plástico a una carga constante es preciso establecer curvas de resistencia en función del tiempo El tubo debe tener una vida útil de al menos 50 años
- 16. Tensión Circunferencial A una temperatura dada, la curva correspondiente representa la duración mínima obtenida antes de la rotura bajo una presión constante La tensión circunferencial se obtiene según la fórmula: Ing. Carlos E. Velásquez Guzmán 16 Donde: s = tensión circunferencial dm = diámetro medio del tubo (mm) e = espesor del tubo (mm) P = presión (MPa)
- 17. Ing. Carlos E. Velásquez Guzmán 17
- 18. Resistencia mínima exigida MRS (minimum required strenght) Es una propiedad del material y sirve para la denominación de las diferentes clases de PE Ing. Carlos E. Velásquez Guzmán 18 Tensión máxima admisible para garantizar una duración mínima de 50 años a una temperatura de 20ºC PE 80 (MRS 8.0 MPa) Límite inferior de confianza es superior a 8.0 MPa 1MPa = 10 bar
- 19. Resistencia a la presión interna Ing. Carlos E. Velásquez Guzmán 19 De acuerdo con estas curvas, los tubos se calculan fijando un valor de tensión de trabajo con el cual el tubo tenga una vida útil de al menos 50 años
- 20. Tipos y usos del Polietileno Año Generación Tipo Uso 1950 1ra generación LDPE PE 32/40 Aguas servidas 1970 2da generación MDPE PE 80 Gas –agua 1989 3ra generación HDPE PE 100 Uso general 2004 4ta generación HDPE PE 100 Alta resistencia Uso en Europa Ing. Carlos E. Velásquez Guzmán 20
- 21. Nomenclatura de tubería COEFICIENTES DE DISEÑO a) SDR (standar dimension ratio) Es la relación del diámetro del tubo D sobre el espesor e: SDR = D/e b) Serie S. Es un número convencional que se obtiene a partir de SDR S = (SDR-1) /2 Ing. Carlos E. Velásquez Guzmán 21
- 22. Dimensiones usuales de la tubería de PE Diámetro nominal Espesor (mm) SDR 17.6 SDR 11 20 - 2 32 - 3 40 - 3.7 63 - 5.8 90 - 8.2 110 6.3 10 160 9.1 14.6 200 11.4 18.2 Ing. Carlos E. Velásquez Guzmán 22
- 23. Presiones máximas de trabajo en tubería de PE UNE 53.333-90 SDR Diámetro (mm) Presión Máxima (MPa) 11 20-630 0.40 17.6 90-250 0.40 17.6 280-315 0.35 17.6 355-450 0.30 17.6 500-630 0.25 26 200-630 0.10 Ing. Carlos E. Velásquez Guzmán 23
- 24. Límites de utilización Presión máxima de servicio Su comportamiento está en función del tiempo Para una vida útil de al menos 50 años con un coeficiente de seguridad adecuado, la presión máxima de utilización debe ser de 4 bar Ing. Carlos E. Velásquez Guzmán 24
- 25. CARACTERISTICAS TERMICAS A temperaturas próximas a 130 ºC el PE adquiere un estado amorfo (componente cristalina nula) y a temperaturas a 200 ºC el material alcanza una viscosidad que permite extruir tubos y soldar tuberías y accesorios; el material recupera todas sus propiedades físicas por enfriamiento Ing. Carlos E. Velásquez Guzmán 25
- 26. TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO DE TUBERIAS DE PE Ing. Carlos E. Velásquez Guzmán 26 El transporte se efectúa en vehículos que dispongan de superficies planas con ausencia de aristas cortantes Las superficies de contacto con el PE estarán completamente limpias En invierno las temperaturas bajas afectan al material suministrado en bobinas o rollos. El PE adquiere tensiones que hacen difícil su desenrollado Las bobinas deben ser colocadas vertical y paralelamente
- 27. Almacenamiento Ing. Carlos E. Velásquez Guzmán 27 Barras: Se apilarán sin sobrepasar 1 m de altura para evitar deformaciones por compresión Se procura que las barras apoyen la totalidad de su longitud Rollos: Se apilarán paralelos al plano horizontal y sobre madera en alturas inferiores a 1.5 m, para evitar la ovalización
- 28. Almacenamiento Ing. Carlos E. Velásquez Guzmán 28 Bobinas: Si la tubería se almacena en bobinas, se colocan verticalmente y paralelas unas a otras. Con el PE enrollado sobre bobinas metálicas se vigila que la última capa quede a distancia suficiente del aro o corona exterior de la bobina, de tal manera que las irregularidades no produzcan daño al PE
- 29. Fin del Tema 2 Ing. Carlos E. Velásquez Guzmán 29