Пластикові труби

Застосування полімерних матеріалів для виробництва труб почалося в нашій країні в 60-х роках двадцятого сторіччя. Проте воно не мало масового значення, поліетилен в системах внутрішнього водопостачання застосовувався в основному лише для гнучких підведень до сантехнічних приладів і побутової техніки. Широке застосування в практиці будівництва пластмасові трубопроводи отримали тільки в 70-х - 80-х роках.

В 1996 році Мінстрой Росії приймає зміну №2 до Сніп 2.04.01-85 Внутрішній водопровід і каналізація будівель, розроблене інститутом Сантехніїпроєкт, в якому мовиться: Для внутрішніх трубопроводів холодної і гарячої води слід застосовувати пластмасові труби і фасонні вироби з поліетилену, поліпропілену, полівінілхлориду, полібутилену, металлополімерниє, з склопластика і інших пластмасових матеріалів - для всіх мереж водопостачання, окрім роздільної мережі протипожежного водопостачання.

Для всіх мереж внутрішнього водопроводу допускається застосовувати мідні, бронзові і латунні труби і фасонні вироби, а також сталеві з внутрішнім і зовнішнім захисним покриттям від корозії.

Іншими словами, полімерні труби застосовувати слід, тоді як застосування металеві труб тільки допускається. Розглянемо оглядові основні властивості полімерних труб порівняно з металевими.

Номенклатура сучасних пластикових труб, вживаних для виготовлення трубопроводів, включає наступні групи матеріалів: поліпропілен, полібутилен, полівінілхлорид (ПВХ), зшитий поліетилен і металопластик.

Властивості цих матеріалів схожі - вони коррозіонностойки, тому довговічніші, не заростають і не замулюються. Термін служби полімерних трубопроводів може скласти 50 років (зазвичай 25-30), тоді як сталевих 10-20 років. Проте необхідно мати на увазі, що термін служби полімерних труб залежить від умов експлуатації. Всі полімерні матеріали мають приблизно однакову стійкість до дії тиску і температури і для повинні розраховуватися на максимальну робочу температуру до 75ос для гарячого водопостачання і 90ос для опалювання при тиску до 0,6 Мпа і довговічності 25 років. Іншими словами, чим вище температура, тим нижче має бути тиск в системі.

Важливий і той факт, що при проходженні води по сталевих трубах вміст іонів заліза в ній збільшується за рахунок корозії в 3-4 рази. Крім того, за даними інституту ім. Ерісмана висока аварійність сталевих трубопроводів із-за корозії і поганих стикових з'єднань є у багатьох випадках причиною забруднення питної води, сприяє виникненню і розповсюдженню кишкових інфекцій. У разі використання пластикових труб погіршення про рганолептічеських показників води не відбувається.

Пластикові труби легкі (наприклад, 200-метрова бухта діаметром 16 мм важить близько 20 кг), що вельми полегшує погрузо-разгрузочные і транспортування процеси, продуктивність робіт по монтажу пластикових трубопроводів також істотно вище, ніж сталевих.

Будучи поганими провідниками тепла, пластикові труби не вимагають такої теплоізоляції як металеві (наприклад, теплопровідність поліетиленових труб в 175 разів менша, ніж сталевих, і в 1300 разів менше, ніж мідних). Крім того, на поверхні пластикових трубопроводів холодної води практично не конденсується волога.

Пластикові труби ізолюють шум такою, що протікає по ним води, незалежно від швидкості потоку. Шорсткість їх поверхні приблизно на третину менша, ніж сталевих, що істотно знижує втрати тиску по довжині трубопроводу, а, отже, дозволяє застосовувати діаметр менший, ніж у разі застосування сталевих труб.

Ще одна дуже хороша властивість полімерних трубопроводів - це їх опірність блукаючим струмам. (Сталеві труби часто бувають пошкоджені унаслідок дії блукаючих струмів, особливо на введеннях поблизу станцій і ліній метрополітену.)

Ну і, звичайно ж, не можна не відзначити той факт, що труби їх полімерних матеріалів повною мірою відповідають вимогам сучасного дизайну житлових і санітарно-технічних приміщень.

Самим використовуваним матеріалом з полімерів є поліетилен. Він готується, хімічно стійкий, мало токсичний, володіє діелектричною властивістю. Розрізняють поліетилен низького тиску ПЕНД і високого тиску ПЕВД.

Одним з найбільш поширених різновидів поліліетілена є зшитий поліетилен. Технологія його отримання була розроблена Т. Енгелем більше двадцяти років тому і вперше освоєна в промисловому масштабі фірмами REHAU (Німеччина) і WIRSBO (Швеція). Під високим тиском високомолекулярний поліетилен разом з антиокислювачами і ініціаторами реакції рівномірно розплавляють на спеціальному устаткуванні, формують в термопластичному стані в труби і зшивають. Процес зшивання полягає в наступному: реакції, що утворюються в результаті розпаду ініціаторів, радикали відривають у ланок поліетилену відповідно по одному атому водню, сусідні радикали з'єднуються між собою, утворюючи місток зшивання.

Залежно від способу зшивання розрізняють три основні види зшитого поліетилену: Pexa (пероксидная зшивання), Pexb (зшивання силаном) і Pexc (зшивання під впливом рентгенівських променів). Чим вище ступінь зшивання поліетилену, тим більшою мірою виявляються його позитивні якості. Проте, оптимальний ступінь зшивання знаходиться в межах 85%, такий ступінь зшивання має Pexa, у Pexc вона складає 75%, у Pexb - 65%.

Зшитий поліетилен володіє вищою втомною міцністю, ніж звичайний, навіть при підвищеній температурі (до 110? З), незвичайною стабільністю форми, високою удароміцністю, оптимальним співвідношенням гнучкості і міцності. Він також стійкий до дії хімічних реагентів, що робить можливим застосування труб із зшитого поліетилену для транспортування агресивних рідин.

В системах опалювання застосовуються труби із зшитого поліетилену із захисним шаром з етіленвінілового спирту EVOH, що зменшує проникнення в систему кисню, який викликає корозію котельного і опалювального устаткування.

Для з'єднання зшитого поліетилену застосовуються зазвичай латунні або мідні фітінги.

Гігієнічні властивості поліпропілену підтверджуються його всезростаючим використанням для упаковок продуктів харчування, в медицині - для виготовлення шприців і упаковки ліків. Очевидно, тому найбільшого поширення він набув в системах холодного і гарячого водопостачання. Існує декілька різновидів поліпропілену.

Поліпропілен гомополімер (тип-1) PP-H або Pp-1. Матеріал значно твердіший, ніж поліетилен, що важко згинається. При температурі нижче +5°С стає крихким і схильним до утворення мікротріщин, що викликає проблеми під час маніпуляцій при низьких температурах. Має температурну стійкість до 93°с, проте не переносить тривалий тиск при температурах вище 40°с. Ступінь горючості відповідає класу С-3, також як і у решти типів поліпропілену. З'єднується поліфузіонной зваркою або механічними кріпленнями. В деяких випадках зварюється інфрачервоними нагрівачами.

В даний час існує безліч якісніших матеріалів, але, проте, в таких областях, як транспортування газоподібних і рідких матеріалів в хімічній промисловості PP-H знаходить широке застосування. Повторне використання PP-H і інших типів поліпропілену або їх ліквідація шляхом спалювання не викликають екологічних або інших проблем.

Поліпропілен блоковий сополімер (тип-2) PP-B, PP-C, Pp-2. В більшості випадків PP-B містить 20-30% етиленових добавок, які додають йому порівняно з PP-H велику гнучкість і міцність при температурах до -20°С. При цьому він володіє порівняно нижчою твердістю і температурною стійкістю (75-90°с). Трубопроводи, виконані з PP-B, призначені для внутрішньої каналізації, транспортування холодної води під тиском, а також застосовується в хімічній промисловості. З'єднується поліфузіонной зваркою або механічними кріпленнями.

Поліпропілен статистичний (рандом) сополімер (тип 3) PP-R, Pp-3, PPRC, PPCR. Цей тип поліпропілену був створений, перш за все, для використання в сантехніці і опалюванні. Має хорошу стійкість до тиску і високих температур і використовується для холодної і гарячої води, опалювання в підлозі і центрального опалювання. Міцність і короткочасну стійкість цей тип має вищу, ніж PP-H, але нижчу, ніж PP-B. Його температурна стійкість за відсутності тиску перевищує 100°с. З'єднується поліфузіонной зваркою або механічними кріпленнями. В даний час має найбільше розповсюдження в області сантехніки і опалювання, завдяки його хорошим характеристикам і достатньо низьким цінам.

Труби з полібутилену представлені на російському ринку фірмами AQUATHERM і GABOTHERM (Німеччина). Застосовуються вони зазвичай для систем опалювання і гарячого водопостачання. До достоїнств полібутіленових труб можна віднести меншу товщину стінки в порівнянні з іншими пластиковими трубами при однакових експлуатаційних параметрах, високий термін служби (50 років при 70? З) і можливість використання зварки для з'єднання; до недоліків - порівняно високу вартість.

Полівінілхлорид (ПВХ) широко застосовується в сучасному будівництві. Труби з ПВХ дешевші, ніж поліетиленові і поліпропіленовиє аналоги. Завдяки своїй жорсткості, труби з ПВХ можуть використовуватися як стояки великих діаметрів.

Одним з важливих достоїнств труб з ПВХ є їх здібність до самозатуханію при спаласі (за рахунок присутності у складі матеріалу атомів хлора), що є необхідною вимогою для забезпечення норм пожежної безпеки для каналізаційних труб. З цією метою при виробництві поліпропіленових каналізаційних труб до складу сировини вводяться спеціальні добавки - антіпірени. Проте ПВХ значно поступається поліпропілену за вартістю і зручністю переробки. Неблагополучний він і з екологічного погляду: хлорований пластик є проблемою, як з погляду його вторинної переробки, так і переробки виробничих відходів, крім того, при горінні ПВХ виділяє дуже шкідливий фосген. Через все це в навколишнього середовища, що строго стежить за збереженням, Західній Европе об'єм споживання і, як наслідок, виробництва ПВХ поступово скорочуються. Крім того, ПВХ не відрізняється високою теплостійкістю. Тому труби з ПВХ не зварюють, а склеюють спеціальними клеями або використовують розтрубне з'єднання з гумовим ущільненням. Спроби поліпшити теплостійкість ПВХ за рахунок збільшення вмісту в нім хлора з 57% до 65% кінець кінцем, також обуславлівают обмеженість застосування цього матеріалу, оскільки саме наявністю у складі ПВХ хлора викликає побоювання екологів.

Одна з особливостей монтажу і проектування трубопроводів - необхідність обліку їх подовження і пристрою компенсаторів. Коефіцієнти лінійного розширення поліетилену і поліпропілену приблизно однакові. Трохи менше коефіцієнт лінійного розширення полібуїлтена, а ось у металопластика він приблизно уп'ятеро менше, що дозволяє зменшити кількість компенсаторів і значно збільшити відстань між опорами трубопроводів.

Металлополімерниє труби з'явилися на ринку в 80-х роках і з'єднали в собі достоїнства металевих і полімерних труб: володіючи міцністю металевих, вони не коррозіруют, гнучкі і не мають схильності до заростання. Іншою найважливішою перевагою металлополімерних труб є забезпечення ними газонепроникності.

Найбільшу частину представлених на ринку металлополімерних труб складає комбінація зшитий поліетилен - алюміній (PEX-AL-PEX). Система є листковою конструкцією з алюмінієвої труби, звареної подовжнім швом встик або внахлестку, або алюмінієвої фольги, поміщеної між двома шарами зшитого поліетилену. Алюмінієвий шар частково компенсує лінійне подовження труби. Проте за рахунок різної величини коефіцієнта лінійного теплового розширення алюмінію і полімеру в конструкції виникають значна напруга, труби, що можуть привести до розшарування. Це є одним з головних недоліків металлополімерних труб, відомості до мінімуму якого виробники намагаються досягти шляхом удосконалення клеївши, вживаного при з'єднанні алюмінію з полімером.

Такі труби згинаються уручну, з'єднання металлополімерних труб здійснюється за допомогою м