Виды пластика, используемые при изготовлении трубопроводов

Преимущества пластиковых труб перед металлическими неоспоримы, о них мы упоминали ранее.  Но пластик пластику рознь, о чем мы и напишем в этой статье. Виды материалов, чаще всего используемых при производстве напорных труб:

1.       ПВХ, или поливинилхлорид (PVC).

 Самые первые трубы из ПВХ начали применять в середине 1930-х годов для индивидуального строительства. Эти трубы имели небольшие диаметры, соединялись при помощи специального клея. На текущий момент в большинстве европейских стран уже не используется данный вид пластиковых труб, в том числе в системах холодного водоснабжения. Причина в том, что в качестве материала изготовления труб ПВХ не соответствует современным требованиям к безопасности: с течением времени из поливинилхлорида постепенно выделяются токсины, в том числе опасный канцероген хлорэтилен. Кроме того, ПВХ является горючим материалом. В процессе горения он выделяет токсичные газы, представляющие серьезную опасность для здоровья человека. Поэтому трубы из ПВХ в развитых странах применяются только в канализационных системах. В России трубы из поливинилхлорида иногда  используются при прокладке водопровода вне зданий.

 2.       ПНД, или полиэтилен низкого давления, или полиэтилен высокой плотности (HDPE).

Наиболее популярным, дешевым и часто используемым материалом для изготовления трубопроводов является ПНД, или полиэтилен низкого давления (трубы из ПНД).  С 1950-х годов в развитых странах началось использование полиэтиленовых труб  при прокладке водопроводов, газопроводов и систем канализации. Но даже спустя полвека трубы исправно работают, не нуждаясь в замене. Трубы из ПНД не подвержены износу, коррозии, не боятся контакта с водой и агрессивными средами, не нуждаются в катодной защите и не требуют обслуживания. Одним из самых важных качеств полиэтилена низкого давления является его долговечность. Обычно производители дают гарантию на трубу ПНД на 50 лет. Однако исследователи подтвердили, что срок службы трубы из ПНД может превышать 500 лет, а из некоторых видов полиэтилена - 1000 лет.

С течением времени свойства трубы из ПНД только становятся лучше: внутренняя поверхность становится более гладкой, т.к. получается подобие шлифовки в ходе эксплуатации и происходит полимерное расширение трубы. Это важное преимущество перед трубой металлической, на внутренних стенках которой кроме ржавчины, со временем осаждается грязь, которая содержится в воде в виде взвесей. Это приводит к «зарастанию» трубы и необходимости замены. Трубы из ПНД этому не подвержены в принципе, т.к. взвесям и шламу просто не за что «зацепиться» на гладкой поверхности стенок. Пропускная способность трубы из ПНД при одинаковом диаметре на 25-30% превышает пропускную способность стальной как раз по причине большей гладкости внутренних стенок. Также необходимо отметить, что вода, замерзшая в ПНД трубе, не повредит подземные сети, т.к. пластические свойства полиэтиленовой трубы позволяют ей растягиваться без потери своих свойств до 7 %.

Трубы ПНД производятся на трубных экструзионных линиях. Расплав полимера выдавливается из фильеры экструдера в виде непрерывной трубчатой заготовки, которая тянущим устройством протягивается через калибрующую насадку, где с помощью матрицы и дорна труба калибруется по наружному и внутреннему диаметрам и частично охлаждается. Затем труба поступает в охлаждающую ванну, в которой она окончательно охлаждается водой. После прохождения через маркирующее устройство готовая труба разрезается на куски или наматывается в бухту.

Но есть у ПНД труб и недостатки. Во-первых, это довольно высокая проницаемость для кислорода. Во-вторых, трубы теряют свои свойства от солнечной радиации. Для решения этой проблемы добавляют различные примеси, в частности пепел. В-третьих, потеря свойств от высоких температур. Рабочая температура транспортируемой жидкости должна быть от 0С до 40С. С увеличением температуры уменьшается допустимое рабочее давление, а достижение температуры в 100 С может привести к расплавлению труб. Нежелательны и механические воздействия.

Впрочем, не совсем верно рассматривать все вышеперечисленное как недостатки, это скорее особенности ПНД труб, которые необходимо учитывать при проектировании трубопроводов.

В нашем каталоге представлены следующие ПНД трубы, применяемые для холодного водоснабжения:

- Изопрофлекс Арктик.

- Упонор Супра (Uponor Supra).

3.       Поперечно-сшитый полиэтилен (PEX-a, PEX-b, PEX-c).

В связи с возникшей потребностью улучшения термических и механических свойств труб, используемых в трубопроводах горячего водоснабжения и отопления, с их нормативными требованиями по температуре и давлению, в 1960-х годах был разработан метод поперечного сшивания коллинеарных, т.е. приблизительно параллельно расположенных в трехмерном пространстве, линейных цепочек полиэтилена в пространственную сетку, которая увеличивает стойкость цепочек к смещению между собой. При этом чем больше молекулярная плотность материала, тем выше его качество. После сшивки молекул этого полимера между первыми образуются дополнительные связи, которые повышают теплостойкость материала, однако он теряет возможность свариваться. Степенью сшивки называется отношение массы полиэтилена, обладающего трехмерными связями к общей массе (рекомендуемое значение 65-80%).

В настоящее время используются следующие методы:

- Пероксидный способ (PEX-а). Сшивка органическими пероксидами или гидропероксидами. Производится в расплавленной фазе, и поэтому новые поперечные связи равномерно распределяются по всему объему полиэтилена;

- Силанольный способ (PEX-b). Обработка материала влагой. В полиэтилен предварительно имплантируется силан и катализатор. В процессе диффузии проникая внутрь материала, вода вступает в реакцию с силаном, образуя активные группы радикалов, которые и сшивают молекулярные цепочки полиэтилена;

- Сшивание потоком электронов (PEX-c). При данном методе не требуется добавки химических реактивов. Труба несколько раз пропускается через линейный ускоритель. Чем показатель облучения выше, тем выше степень сшивки. Данный процесс происходит, как и "метод В", в уже сформированной трубе.

В результате после специальной обработки, или «сшивки», молекулярной структуры полиэтилена, трубы могут выдерживать температуру до 95 градусов Цельсия при давлении 1 МПа. Также трубы из сшитого полиэтилена обладают хорошей гибкостью.

Обладая всеми преимуществами, присущими трубам из ПНД, трубы из сшитого полиэтилена обладают следующими дополнительными преимуществами:

- усталостная прочность, даже при температуре до 110°С;

- стабильность формы. Без направленной нагрузки материал не изменяет форму вплоть до 200°С;

- трещиностойкость;

- ударопрочность и ударная вязкость в местах надреза, даже при температурах ниже -50°C;

- высокая износостойкость на истирание и надрез;

- хорошие усадочные свойства.

Трубы из сшитого полиэтилена превосходно зарекомендовали себя при использовании в отопительных и пневматических сетях , сетях промышленного назначения, во внутренних водопроводах, а также  наружных газо- и водопроводах, теплотрассах.

При проектировании трубопроводов на основе труб из PEX необходимо учитывать следующие моменты:

- труба из сшитого полиэтилена обладает повышенной кислородопроницаемостью. Это выражается в том, что  кислород, попадая в систему водоснабжения и отопления , ускоряет процессы коррозии, разрушая котлы и радиаторы. Для предотвращения этого нежелательного явления производители покрывают конструкцию специальным диффузионным барьером;

- труба из сшитого полиэтилена  неустойчива к воздействию поверхностно-активных веществ;

- стоимость труб резко растет при увеличении диаметров;

В нашем каталоге представлены следующие виды труб из сшитого полиэтилена PEX-а:

- Изопрофлекс;

- Изопрофлекс-А (Изопрофлекс 95А, Изопрофлекс-115А);

- Упонор Вариа (Uponor Varia);

- Упонор Аква (Uponor Aqua);

- Упонор Кватро (Uponor Quattro)

 4.       Полибутен  (полибутилен, PB ).

В отличии от поперечно-сшитого полиэтилена, не имеющего каких-либо нареканий с момента своего появления в 1960 г., полибутилен (полибутен) – материал, имеющий с самого начала своего использования массу накопленного негативного опыта. В США и Канаде применение полибутена в водопроводных системах запрещено в связи с повышенным износом труб при контакте с хлорированной водой. Кроме того, зафиксированы случаи образования трещин и приобретение формы овала напорной трубой. Как показал опыт использования полибутеновых труб в США, срок службы составлял от 1 до 10 лет, при этом наиболее часто аварии происходили через 5-6 лет. Массовая аварийность привела к полному законодательному запрету полибутеновых труб на территории США и Канады. К производителям были поданы коллективные иски на миллиарды долларов. Отставание России в использовании пластиковых труб позволяет не повторять «западных» ошибок, и не использовать данный материал. Будьте осторожны!