Desde su producción industrial en la década de 1950, las varillas de soldadura de HDPE se han utilizado ampliamente en tanques de almacenamiento de productos químicos, tuberías municipales, ingeniería marina y otros campos debido a su alto rendimiento con el material base y su resistencia de soldadura ≥90% del material base. En los últimos años, con la mejora de la modificación de la mezcla (como la adición de fibra de carbono y nanomontmorillonita) y la tecnología de soldadura (como la soldadura con aire caliente y la soldadura por extrusión), las varillas de soldadura de HDPE han seguido logrando avances en la resistencia al agrietamiento por tensión ambiental (ESCR) y la tenacidad a baja temperatura, ampliando aún más sus escenarios de aplicación en entornos extremos.
Propiedades
Estructura molecular y propiedades básicas.
La cadena molecular del HDPE está compuesta por una disposición lineal repetida de unidades -CH₂-. Su estructura única le confiere las siguientes características:
Alta cristalinidad (60% - 80%): Las cadenas moleculares se apilan regularmente para formar una estructura cristalina compacta con una densidad de 0,941 - 0,965 g/cm³ y una resistencia a la tracción de hasta 25 - 40 MPa;
Baja permeabilidad: la brecha entre las cadenas moleculares es pequeña y el coeficiente de permeabilidad al vapor de agua y al gas es solo 1/10 del del LDPE;
Excelentes propiedades mecánicas
Alta resistencia y alto módulo: Resistencia a la tracción de 25 - 40 MPa, módulo elástico de 800 - 1200 MPa, adecuado para piezas estructurales que soportan carga;
Alta tenacidad: Resistencia al impacto con muescas de vigas simples ≥20 kJ/m², mejor que el PVC;
Resistencia a la fluencia: Deformación por fluencia ≤5 % a 80 ℃ y tensión de 1 MPa, sin deformación después de un uso prolongado.
Excelentes propiedades físicas y químicas
Resistencia a la corrosión química: estable a la mayoría de los ácidos (como ácido sulfúrico, ácido clorhídrico), álcalis (como solución de hidróxido de sodio, concentración ≤30%) y soluciones salinas (no se hincha después de la inmersión durante 1 año), pero sensible a ácidos oxidantes fuertes (como ácido nítrico concentrado, ácido sulfúrico concentrado);
Resistencia a la temperatura: temperatura de uso continuo de -60 ℃ a +80 ℃, temperatura frágil -80 ℃, adecuada para ambientes de baja temperatura;
Aislamiento eléctrico: Resistividad de volumen ≥10¹⁵ Ω·cm, constante dieléctrica 2,3, adecuado para piezas de aislamiento eléctrico.
Adaptabilidad de soldadura precisa
Rango de temperatura de fusión: 125 ℃ - 135 ℃, consistente con las características de fusión del sustrato de HDPE (sin estratificación en la interfaz de soldadura);
Coeficiente de expansión térmica: 12×10⁻⁵/℃;
Resistencia de la soldadura: utilizando el proceso de soldadura por aire caliente o soldadura por extrusión, la resistencia de la junta de soldadura es ≥90% del material original, lo cual es mejor que la soldadura de PVC.
Protección del medio ambiente y economía.
Reciclabilidad: Puede triturarse y reextruirse, lo que cumple con la directiva de protección ambiental RoHS de la UE;
Rentabilidad: el precio es solo 1/5 del de los materiales de soldadura de acero inoxidable y la vida útil es de hasta 20-30 años.
Soldadura de varilla de polietileno de alta densidad
Áreas de aplicación específicas
Ingeniería química y ambiental:
Soldadura de tanques y contenedores de HDPE: tanques de HDPE utilizados para almacenar medios corrosivos como ácido sulfúrico, ácido clorhídrico y álcali. Las varillas de soldadura pueden reparar grietas en el tanque, fugas en las uniones de las tuberías o daños en el revestimiento. La resistencia de la unión cumple con los requisitos de resistencia a la corrosión a largo plazo (la resistencia a ácidos y álcalis es consistente con el material original).
Conductos de ventilación y componentes de tratamiento de gases de escape: en las industrias química, galvanoplastia y otras, las varillas de soldadura de HDPE se utilizan para reparar agujeros de arena o grietas de interfaz en conductos de ventilación para evitar la contaminación ambiental o los riesgos de seguridad causados por fugas.
Placas filtrantes y separadores: Placas filtrantes de HDPE utilizadas en equipos de tratamiento de aguas residuales y separación de agua y aceite. Las varillas de soldadura pueden reparar orificios dañados en la superficie de las placas de filtro para restaurar la precisión de la filtración y la resistencia química.
Sistema de tratamiento de agua:
Reparación de tuberías y juntas de HDPE: Tuberías de HDPE utilizadas para el transporte de agua pura, aguas residuales o agentes químicos. Las varillas de soldadura pueden reparar grietas causadas por rayones en la instalación, envejecimiento o fuerzas externas para garantizar el sellado y la durabilidad del sistema (mayor resistencia al golpe de ariete que las tuberías de PVC).
Piezas de tanques de agua y torres de agua: las varillas de soldadura de HDPE se utilizan para soldar y reparar revestimientos, marcos de soporte o juntas de tanques de agua. Su resistencia al agua y sus propiedades no tóxicas cumplen con los estándares de higiene del agua potable (como GB/T 17219).
Campos de agricultura y riego:
Reparación de tuberías de agua agrícola: tuberías principales y ramales de HDPE utilizadas en sistemas de riego agrícola. Las varillas de soldadura pueden reparar rápidamente las grietas causadas por el rodamiento de maquinaria agrícola o la expansión del suelo congelado y restaurar la eficiencia del suministro de agua (excelente resistencia a la corrosión por tensión del suelo).
Correa de riego por goteo y piezas de riego por aspersión: las varillas de soldadura de HDPE se utilizan para soldar y reparar juntas de correas de riego por goteo o reparaciones locales de tuberías de riego por aspersión. Su resistencia química y flexibilidad pueden adaptarse al complejo entorno de las tierras de cultivo.
Industria de procesamiento de productos plásticos:
Fabricación de grandes tanques de almacenamiento y contenedores: en la producción de grandes tanques de almacenamiento de HDPE en las industrias química y alimentaria, se utilizan varillas de soldadura para soldar bordes de placas multicapa o soldar incrustadas de nervaduras de refuerzo para garantizar la resistencia estructural y el sellado.
Soldadura de piezas moldeadas por inyección: se utiliza para fijar los insertos metálicos (como pernos y tuercas) de piezas moldeadas por inyección de HDPE para mejorar la resistencia de la conexión mecánica de las piezas (como la soldadura de refuerzo de paletas y cajas de rotación).
Alimentos y equipos médicos:
Reparación de tuberías de procesamiento de alimentos: las varillas de soldadura de HDPE que cumplen con los estándares de la FDA se utilizan para reparar partes dañadas de las tuberías de entrega de alimentos para evitar que los desechos plásticos contaminen los alimentos y garantizar la seguridad de la producción (la resistencia a la grasa y al vapor a altas temperaturas es mejor que el PP).
Soldadura de equipos de laboratorio: Se utiliza para soldar y reparar placas de cultivo de HDPE, botellas de reactivos o piezas de campanas extractoras. Su resistencia química y sus propiedades no tóxicas cumplen con los requisitos de los entornos de laboratorio (como la reparación de sellos de cajas de cultivo celular).