Deprecated: Function ereg_replace() is deprecated in /home/h382593/sovazs.com/docs/showarticle.phtml on line 44
№07(07) 2002
МАТЕРИАЛЫ

Дело – труба!

Разговоры о принципиальных достоинствах и некоторых недостатках полимерных труб в сравнении с металлическими уже навязли в зубах. И мы не станем исключением, еще раз подчеркивая плюсы и минусы полимерных труб в сравнении с любимыми нами стальными (медь и прочий «цветмет» в России пока экзотика)

Полимерные трубы в родном отечестве по абсолютному объему применения пока занимают далеко не лидирующее положение, но перспективность их применения уже нашла отражение в нормативных документах. Так, в СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий» в п. 10.1 внесено изменение № 2, рекомендующее применять для внутренних сетей холодного и горячего водоснабжения полимерные трубы и фасонные изделия из полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида, полибутилена, а также металлополимерные композиционные трубы.

Такие разные трубы
Многообразие типов полимерных труб и большое число фирм, выпускающих такие трубы, должно рождать неизбежную конкуренцию. В какой-то мере это так, но при детальном изучении ситуации можно заметить, что каждому типу труб соответствует своя область их рационального применения.

Начнем со сравнительного анализа свойств полимеров и труб, получаемых из них. Первыми для изготовления труб были использованы главнейшие термопласты: полиэтилен (РЕ) и поливинилхлорид (PVC). В зависимости от режима синтеза полиэтилен может иметь высокую плотность (РЕНD) — если пластифицирован при низком давлении с участием катализаторов — и низкую плотность (РЕLD). Полиэтилен высокой плотности имеет более правильное строение молекул и большую степень кристалличности и, соответственно, большую прочность и теплостойкость. Именно РЕНD рационально использовать для производства труб.

Пластичность этот материал сохраняет при отрицательных температурах до -70 оС, а достаточно высокую прочность при нагреве до +60 оС. Дальнейшее повышение температуры резко снижает прочность полиэтилена, и он переходит в пластично-вязкое состояние. Полиэтилен быстро стареет под воздействием прямых солнечных лучей. Поэтому при полимеризации полиэтиленовых труб для наружных открытых сетей их стабилизируют, используя сажу в качестве наполнителя. Полиэтиленовые трубы эластичны и при малом диаметре поставляются в бухтах.

Поливинилхлорид (PVC) более жесткий, более химически- и светостойкий полимер, чем полиэтилен, но теплостойкость его так же не высока.

Оптимальная область применения труб из полиэтилена и поливинилхлорида — локальные канализационные сети, работающие без давления. Главнейшие преимущества полимерных труб в этом случае — малый вес, гладкость стенок, коррозионная стойкость, простота монтажа.

Кроме того, этот материал достаточно инертен к насыщенным и ароматическим углеводородам, чем сразу обратил на себя внимание со стороны производителей оборудования для нефтехимической промышленности.

Такие трубы прекрасно монтируются в «полевых» условиях; их можно резать обычной ножовкой. Сочленения из них легко собираются вручную с помощью раструбов, муфт и фитингов, имеющих резиновые уплотняющие кольца. Поливинилхлоридные трубы можно соединять также с помощью клея и сварки. Промышленность выпускают богатый ассортимент фитингов: уголков, тройников, переходников и т.п. Еще одна рациональная область применения поливинилхлоридных труб — водоотводящие системы с открытых территорий и крыш зданий.

Большей универсальностью, чем РЕ-трубы, отличаются полипропиленовые (РР) трубы. Говоря о полипропиленовых трубах, необходимо отметить, что на качество таких труб существенно влияет качество сырья. Лучшим сырьем для полипропиленовых труб служит сополимер полипропилен-рандом типа 3 (РРR 80), известный под фирменным названием «Фузиолен». Это сырье использует крупнейшая фирма «Акватерм», осуществляющая поставки и монтаж до 35% полимерных трубопроводов во всей Европе.

Полипропиленовые (РР) трубы более жесткие, чем полиэтиленовые, системы из них собираются также при помощи фитингов: уголков, тройников и т. п. Системы из РР-труб неразъемные. Они монтируются методом диффузионной сварки. Для устройства тонких ответвлений от магистрали с большим диаметром имеются специальные фитинги. Для сочленения РР-труб с металлическими деталями (кранами, смесителями) изготовляют специальные фитинги с запрессованными в них латунными элементами.

Полипропиленовые трубы с успехом используют для внутренних систем подачи холодной и горячей воды, для отопительных систем в индивидуальном и промышленном строительстве, для лабораторного нефтехимического оборудования. Главным преимуществом таких систем является их надежность и долговечность, достигающая 50 лет.

Шитья пойдет аршин
В начале 70-х годов прошлого века произошло одно из главнейших событий в технологии полимеров: появился так называемый «поперечно сшитый полиэтилен» — РЕХ. Сшивка линейных молекул полиэтилена повысила его теплостойкость и прочность, но при этом полимер совершенно утратил способность свариваться. Для контактного соединения теперь используют преимущественно полиэтилен высокой плотности (РЕНD). Соединяют его несколькими методами: с помощью ионизирующего излучения, перекисей и кремнийорганических веществ (силанольная склейка).

На сегодняшний день трубы РЕХ в европейских странах занимают первое место среди полимерных конструкционных элементов. Они могут эксплуатироваться при температуре до +95 оС и при рабочем давлении до 2 МПа (20 атмосфер). При таких параметрах трубы РЕХ можно рекомендовать и для систем горячего водоснабжения и отопления в многоэтажных домах, для подачи агрессивных жидкостей под большим давленеием.

Монтаж систем из труб РЕХ осуществляется в разъемных и неразъемных вариантах. Разъемные соединения осуществляются с помощью латунных фитингов (муфт, угольников, ниппелей, тройников) с уплотняющими устройствами в виде накидных гаек, цанговых устройств и т. п.

Неразъемные соединения осуществляются с помощью фитингов и обжимаемых муфт. Соединение герметизируется с помощью легких ручных обжимных прессов. Следует учитывать, что надежное и долговечное соединение можно обеспечить, используя только фитинги, специально рекомендуемые производителем труб.

Трубы РЕХ в силу своей пластичности не удерживают форму и требуют крепления с помощью хомутов; они также могут замоноличиваться в конструкции (в этом случае допускается только неразъемное соединение труб).

В случае использования труб РЕХ большой длины целесообразно заключать их в защитный кожух. В таком случае их термическое расширение может компенсироваться за счет деформаций трубы в кожухе.

Для устройства тепловодов представляют интерес трубы из полибутилена (РВ). Полибутилен — эластичный материал и достаточно теплостойкий. РВ-трубы поставляются в бухтах и легко укладываются в стены и нулевой цикл здания, принимая любую сложную конфигурацию.

Проблема высоких термических деформаций полимерных труб, а также возможность диффузии через стенку полимерной трубы породила новый вид труб — композиционные металлополимерные трубы. Существуют два вида металлополимерных труб. В одном случае алюминиевая труба находится в середине сечения трубы из РЕХ и все слои соединены клеевыми прослойками. В другом случае алюминиевая оболочка находится близко к наружной поверхности и ее защищает лишь тонкий слой полимера. Трубы второго типа, который, на наш взгляд, более рационален, производят крупнейшие фирмы: «Акватерм» — под маркой «Фузиотерм-Штаби», а RЕНАU-РЕХ-Rehau-стабил.

Металлополимерные трубы имеют в пять раз более низкий коэффициент линейного расширения и хорошо защищают от внешней (кислородной) и внутренней диффузии. Кроме того, металлополимерные трубы хорошо гнутся и удерживают приданную им форму. Металлополимерные трубы эффективны в открытой проводке, в особенности для подключения различных приборов (радиаторов, водонагревателей и т.п.). Из таких труб хорошо монтируются сложные по конфигурации системы, всевозможные подводки, например в автозаправочной технике, нефтегазовых терминалах.

Спорным моментом в оценке металлополимерных труб является монолитность связи «полимер-алюминий». Кардинально, на наш взгляд, она решена только у труб «Фузиотерм-Штаби» с помощью перфорации в алюминиевой фольге.

Попытка снизить термические деформации полипропиленовой трубы с помощью армирования стекловолокном сделана фирмой «Акватерм» (труба «Фузиотерм-Фазер»).

Диффузия окончательно повержена
И на конец, финальным аккордом прозвучало сообщение о разработке технологии газовой фтористой и сульфидной защиты внешней и внутренней поверхностей труб из полиэтилена. В результате такой обработки (без ухудшения механических свойств) существенно снижаются потери даже газообразных и жидких нефтепродуктов за счет диффузии через стенки емкостей и труб:
• по бензину — в 10-50 раз;
• по керосину и дизельному топливу — в 25-100 раз;
• по смазочным маслам — в 100-400 раз;
• по метану — в 3-10 раз.

Разработанный способ технологически и экологически безопасен, отсутствуют газообразные и жидкие отходы, реализуется при комнатной температуре и атмосферном давлении. Оборудование для модификации стандартное.

Плюсы — малый вес при достаточно высокой прочности, высокая коррозионная устойчивость, гладкость поверхности и, соответственно, высокая пропускная способность, низкая теплопроводность, отсутствие обрастания стенок, удобство монтажа сетей, эстетические качества.

Минусы — зависимость прочности трубы от давления и в особенности от температуры транспортируемой жидкости, низкий максимум рабочих температур (не выше 100 оС), высокий коэффициент теплового расширения (примерно в 10 раз выше, чем у стали), быстрое старение под воздействием прямых солнечных лучей, высокий коэффициент диффузии кислорода через стенку трубы.

При оценке преимуществ и недостатков различных полимерных труб необходимо учитывать следующее:
• для производства труб используется целый ряд полимеров с различными свойствами;
• современные технологии производства полимерных труб используют различные методы, нивелирующие недостатки полимеров;
• оптимальные результаты от использования полимерных труб могут быть получены при правильном выборе типа трубы применительно к заданным условиям эксплуатации.

В Европе все полимерные технологии производства труб подверглись дальнейшему усовершенствованию в основном методом фторирования и по технологии Selar. Однако в организации Kungsors Plast AB провели испытания фтотирования и различных вариантов покрытий и разработали собственную систему бензиновых трубопроводов с низкой степенью диффузии — KPS. На сегодня это ноу-хау, описанное в прошлом номере «Современной АЗС», является последним словом развития технологии производства полимерных труб.
На главную страницу | Вывести на печать | Закрыть окно
© «Современная АЗС» 2002-2021. Все права на материалы, опубликованные на сайте, защищены в соответствии с законом об авторском праве. В случае использования текстовых и фотоматериалов ссылка на «Современную АЗС» обязательна! В случае полной или частичной перепечатки текстовых материалов в Интернете ссылка на «Современную АЗС» обязательна! Адрес электронной почты редакции: pr@sovazs.com