Полимерные трубы

Совсем недалеко время, когда появление полимерных труб в тепло- водоснабжении стало настоящей революцией. Среди их достоинств назывались: высокая коррозионная стойкость; гладкость внутренней поверхности, обеспечивающая более низкое, по сравнению с металлическими трубами, гидравлическое сопротивление; небольшой вес; удобство монтажа; невысокая стоимость; длительные (свыше 50 лет) сроки эксплуатации. Отмечались и недостатки, существенно ограничивавшие их использование в горячем водоснабжении и отоплении. Низкая температурная стойкость, малое рабочее давление, газопроницаемость, невозможность применять надежные резьбовые соединения и большое линейное тепловое расширение потребовали разработки новых материалов, технологий производство полимерных труб. Параллельно совершенствовалась нормативная база. Поливинилхлорид Исторически трубы из поливинилхлорида (ПВХ) первые полимерные трубы, появившиеся в Германии еще в 1935 г. для применения в системах холодного водоснабжения и канализации. Еще недавно они первенствовали по общему объему производство полимерных труб, а теперь заметно сдают свои позиции, уступая сшитому полиэтилену и полипропилену. Для горячего водоснабжения этот материал не применялся вследствие низкой (не более 60 С) температурной стойкости, а также из-за выделения при повышенной температуре ряда вредных для нашего организма соединений. Совсем иное хлорированный поливинилхлорид (ХПВХ). Трубы из него имеют приемлемые для горячего водоснабжения и отопления характеристики. С момента появления в 1960 г. установлено 600 млн пог. м труб из этого материала. Среди его достоинств пожаробезопасность, обусловленная высокими температурой воспламенения (+440 С) и кислородным индексом (необходимым для под держания процесса горения уровнем кислорода) 60 %. Для полипропилена он, например, всего 17, а полибутена 18 %. Недостаток труб из ХПВХ повышенная жесткость. В европейских странах они нашли ограниченное и, что важно, с 1998 г. сокращающееся применение. В то же время в США трубы и другие сантехнические изделия из ХПВХ порежнему достаточно популярны. Так, американская фирма Genova Рroducts производит трубы для ГВС и отопления из ХВПХ, рассчитан ные на работу при температуре 82 С и давлении 0,7 МПа в течение 50 лет. Полиэтилен Трубы из полиэтилена (изначально высокого, а затем и низкого давления) появились на рынках Англии и США в середине 50-х гг. прошлого века, получив широкое распространение за рубежом уже к началу 1960-х. Существеннейшими недостатками этих труб, не позволившими использовать их для отопления, стали недостаточные теплостойкость и прочность. Достоинства: возможность сварки, простота оборудования для производство полимерных труб, низкая себестоимость. Вектор развития направлен в сторону производства труб из полиэтилена для водоснабжения и канализации большей длительной прочности. Если в начале это был РЕ 32, затем РЕ 63 кстати, у нас до сих пор преобладающий свыше 65 %), затем РЕ 80, то теперь в развитых странах на трубы идет в основном РЕ 100, имеющий значительно большие, чем его предшественники, прочность и теплостойкость. В России производство труб из РЕ 80, которые выпускаются на основе полиэтилена как средней, так и высокой плотности, освоено на буденновском ООО Ставролен и ОАО Казаньоргсинтез. Значительно хуже обстоит дело с соткой. Эпизодически такие трубы выпускает ЗАО Завод АНД Газтрубпласт и ОАО Кузполимермаш. В СНГ недавно пущены два завода полимерных труб, производящие трубы для водоснабжения из РЕ 100, Шеврон Мунайгаз (Казахстан) и Darnagul Boru (Азербайджан). В последнее время на европейском рынке появился РЕ-RT (полиэтилен для повышенной температуры). Например, на трубы Dowlex для отопительных систем получены самые различные сертификаты, подтверждающие их соответствие стандартам. В России трубы из данного материала с антидиффузионной защитой предлагает польская компания KAN. Однако действует ряд факторов, ограничивающих распространение PЕ-RT: более низкие давление, стойкостьк воздействию хлора и рабочая температура по сравнению с трубами из РЕ-Х и металлопластика, конкурирующими с ними в одной номенклатурной и ценовой нише. В целом маркетинговые перспективы труб из этого материала пока неясны: они пока лишены основного преимущества, позволяющего обойти конкурентов. Сшитый полиэтилен (РЕ-Х) Эта технология начала распространяться около тридцати лет назад. У труб из этого материала, по сравнению почти со всеми термопластами, более высокие показатели ударной вязкости при низких температурах, стойкости к медленному и быстрому распространению трещин, химической стойкости, минимальной длительной прочности. Среди недостатков называют невозможность применять для транспортировки нефтепродуктов или в местах, где возможен контакт с ними или продуктами их переработки: маслами, растворителями, жирами. В качестве сырья для производства труб систем горячего водоснабжения обычно используется полиэтилен высокой плотности (PEHD), в котором тем или иным способом создана трехмерная сетчатая структура (cross-linked). Такой материал имеет повышенную плотность, причем основная черта его внутренней структуры сильная молекулярная связь между полимерными цепочками. Ее добиваются, вводя в исходное сырье cшивающие добавки пероксиды (РЕ-Ха), силаны (РЕ-Хb) или прошивая исходное сырье электронами (РЕ-Хс), выбивающими из полимерных цепочек атомы водорода с образованием трехмерных связей. Именно это значительно повышает тепловую стабильность материала, обеспечивая эксплуатацию труб в отопительных системах. Степень или плотность сшивки, измеряемая в процентах, показывает долю связей между молекулами полиэтилена. Рекомендуемое значение этого показателя (в зависимости от типа сшивки) 6580 %. Оно определяется экспериментально в соответствии со стандартной методикой. Различие в процессах cross-linked приводит к различиям и в термомеханических свойствах. В общем случае более высокая плотность сетчатой структуры, повышая прочность, одновременно увеличивает жесткость материала, делая трубы менее эластичными. В настоящее время можно отметить уверенное наступление на рынках РЕ-Хb, имеющего две разновидности monosil и sioplas. Причем в области ЖКХ лидирует вторая технология, основанная на имплантации винилсилана с пероксидом в полиэтилен и использовании каучука-катализатора (при monosil-технологии винилсилан вводится в полиэтилен при экструзии). Труба из этого заранее подготовленного материала сшивается в паровой бане своими руками, сохраняя один из основных параметров полимера кристалличность. Скорость операции определяется диффузией влаги внутрь материала. Технология позволяет также производить сшивку уже смонтированных и сваренных трубопроводов. Однако промежуток времени межизготовлением трубы и сшивкой не может превышать полугода. Технология monosil предполагает адсорбцию жидкого силана пористым полимерным носителем и успешно применяется при производстве большемерных труб (внешний диаметр более 63 мм). Максимальную долю сшивки определяют количество винилсилана и время выдержки в паровой бане. При радиационной технологии, в целом более дорогой, сшивка производится в уже готовом изделии. Добавка каких-либо веществ не требуется. Возможно получение трубы большого диаметра с толщиной стенок и долей сшивки, лимитированных лишь мощностью излучателя и необходимым временем облучения. Немецкая фирмы ТеСе производит трубы из РЕ-Хс для различных систем отопления. Они покрываются слоем этиленвинило вого спирта (EVOH), создающего дополнительную защиту от внешних повреждений и препятствующего диффузии кислорода. Такой защитный барьер применяет в своих трубах из РЕ-Х и другая немецкая фирма Rehau. Существенные недостатки однослойных труб из РЕ-Х большое (1,61,7Ч 104 м/К) линейное тепловое расширение и проницаемость для кислорода воздуха. По СНиП 41-01-2003 она не должна превышать 0,1 г/м3"сут. К настоящему времени только в Европе уже установлено свыше 5 млрд м. труб из РЕ-Х (все способы сшивки), на них приходится свыше 50 % общего объема рынка полимерных труб для сантехники и ГВС. Первый их производитель шведская фирма Wirsbo (с 1988 г. в составе концерна Uponor) вышел на рынок с пероксидной технологией в 1972 г. К настоящему времени только ею произведено 1,2 млрд м труб из РЕ-Ха. Сегодня она предлагает трубы для радиаторного отопления. На отечественном рынке представлена также продукция фирм Viega,ТеСе (Германия), Pexep, Purmo(Финляндия), Golan Plastic Products (Израиль). Отечественные предприятия Ван Тубо, ЗАО Завод АНД Газтрубпласт, БирПекс, корпорация Твэл работают на зарубежном оборудовании, используя импортное сырье. Полипропилен Для производства труб используются три его модификации: гомополимер РР-Н, блок-сополимер РР-В и статистический сополимер пропилена с этиленом РР-R. Вследствие различия их долговременных характеристик РР-Н нашел применение в технологических трубопроводах, РР-В в канализационных системах, а РР-R, имеющий более высокую долговременную прочность, в горячем теплоснабжении и отоплении. Однако отопительные системы из полипропилена, десятилетие назад распространенные в Европе, в последнее время сдают позиции системам из труб на основе РЕ-Х. Впрочем, в России они находятся на пике популярности. И для этого есть серьезные основания. К ним, например, можно отнести наличие собственного производства. К числу важнейших достоинств труб из этого материала относят свариваемость, позволяющую получать высоконадежные соединения. У нас в стране это обстоятельство в целом ряде случаев перевешивает недостатки: жесткость, относительно большую скорость распространения трещин, меньшие, чем у сшитого полиэтилена, MRS и рабочие давления. А также линейное тепловое расширение вдвое выше, чем у основного конкурента труб из металлопластика. Полипропилен успешно применяется и в системах холодного водоснабжения и канализации, вытесняя ПВХ за счет более высокой химической и тепловой стойкости. Фирма Aquatherm, один из лидеров рынка, выпускает комбинированную полипропиленовую трубу Fazer. Внутри ее стенки волокнистая структура. Fazer имеет меньшее (на 75 %) линейное расширение, меньшую толщину стенки и, соответственно, б`ольшую (на 20 %) пропускную способность при равных внешних диаметрах. Рабочее давление 2 МПа. Полипропиленовые трубы обладают достаточно большой жесткостью и требуют при монтаже компенсаторов и соединительных деталей. На российском рынке их представляет продукция зарубежных фирм Aquatherm, Polymelt Kunststoftechnik, Pipelife (Германия), Wavin (Дания), Prandelli (Италия), Ekoplastik, FV-Plast (Чехия), Pilsa, Versbo, Ege Polimer, Evici Plastic, Dizayn Group (Турция), Ельпласт (Украина), а также российских компаний (Стройполимер, Агригазполимер, Бородино-Пласт, Акватекс-Пласт, Кузполимермаш, Мега-Терм, Трехгорный пластик,Эгопласт. Для получения качественных параметров труб из полипропилена необходимо определенное сырье. Эталонным считается продукция шведской фирмы Borealis, хотя она значительно (в среднем на 150 евро за т) дороже аналогичного и вполне качественного сырья других фирм из Германии, Венгрии, Кореи и России основных поставщиков полипропилена на мировом рынке.