 За прошедшие годы после своего появления в России полимерные трубы заслуженно завоевывают все большую популярность. Это объясняется следующими немаловажными фактами: во-первых, срок службы у пластмассовых труб в 3-5 раз выше, чем у стальных, и составляет для систем холодного водоснабжения 50 лет, а горячего – 30 лет. Для скептиков заранее может поделиться следующей информацией – пластмассовые трубы стали применяться в Европе с конца 50-х годов и, заметьте, многие из смонтированных в то время систем до сих пор успешно эксплуатируются. В то же время можно привести достаточно примеров подкрепив их соответствующими образцами и материалами, когда стальные трубы после 10 лет эксплуатации либо проржавели, либо заросли настолько, что их просто необходимо менять.
Во-вторых, экологическая чистота полимерных труб. Увы, многие граждане не знают, что творится внутри стальной трубы после 10 лет эксплуатации. Увидев срез такой трубы, а еще лучше горы ржавой грязи, которые остаются после прочистки трубопровода – желание пить воду из-под крана пропало бы у них на месяц – другой. Кроме того, недавние исследования института гигиены им. Эрисмана показали, что очень часто внутри металлических труб, помимо продуктов коррозии и внутренних отложений, размножаются бактерии, питающиеся соединениями железа.
В-третьих, экономический фактор: стоимость пластмассовых труб не намного выше, чем стальных, а для ряда систем даже ниже. Кроме того, резко снижаются эксплуатационные расходы на окраску, на защиту труб от запотевания. Существенен и следующий факт – в то время как вы уже раза два поменяете стальные, пластмассовые будут еще верно служить вам. При монтаже системы необходимо учитывать, что значительная доля средств расходуется не только на материалы, но и на оплату самих работ. Трудоемкость монтажа пластмассовых трубопроводов в 2-3 раза ниже, чем стальных. Скорость соответственно в 2-3 раза выше.
До недавнего времени наибольшее распространение на Российском рынке пластмассовых труб получили следующие системы – трубы из полипропилена и металлополимерные трубы. По объемам продаж они занимают примерно равные позиции и соответственно имеют своих поклонников и противников. У каждой из этих систем существуют свои достоинства и недостатки. Основное приемущество полипропиленовых труб перед металлополимерными в их более низкой, примерно в 2-3 раза, стоимости. Так же, как и у металлополимерных, существуют разные типы полипропиленовых труб – для холодной, горячей воды и отопления. Правда, для систем центрального отопления по своим свойствам полипропиленовые трубы применяться не могут – чтобы прослужить тридцать лет, температура воды в них не может превышать 75оС, поэтому область их применения – трубопроводы холодного и горячего водоснабжения.
Металлополимерные трубы представляют собой сложную конструкцию, состоящую из пяти слоев – трубы из «сшитого» (модифицированного) полиэтилена, клеевой прослойки, слоя алюминиевой фольги, клеевой прослойки и защитной оболочки из полиэтилена. Возможно, многим это покажется странным, но алюминиевая фольга практически не влияет на эксплуатационные параметры труб – рабочее давление и температуру. Объясняется это довольно просто – жидкость внутри трубы перемещается не по алюминиевой, а по пластмассовой трубе, и поэтому именно свойства сшитого полиэтилена определяют эксплуатационные параметры. Главная же задача алюминиевой прослойки – создание диффузионного барьера, препятствующего проникновению кислорода из атмосферы внутрь трубы. Поэтому алюминиевая прослойка до недавнего времени была самым распространенным способом борьбы с вредным влиянием кислорода. Другие функции, выполняемые алюминиевой прослойкой, - частичная компенсация теплового расширения полимерной трубы. Так как коэффициент линейного теплового расширения у полимеров в 10-12 раз выше, чем у стали, то при эксплуатации в системах горячего водоснабжения и отопления пластмассовые трубы удлиняются. Однако, этот факт не оказывает серьезного влияния на простоту эксплуатации и монтажа пластмассовых труб. Так, зарубежный опыт строительства полностью исключает открытую прокладку внутренних санитарных систем – трубопроводы прокладываются в специальных коробах и каналах, что обеспечивает удобный доступ к ним, а также скрывает от глаз «изгиб» труб вследствие теплового расширения, который никак не сказывается на их эксплуатационных характеристиках, но кажется неэстетичным при прокладке труб на поверхности стены. Проблема линейного расширения пластмассовых труб в стояках легко решается с помощью специальных компенсаторов. Поэтому функции компенсации линейного удлинения, дополнительно выполняемые алюминиевой фольгой, имеют смысл лишь при открытой прокладке труб в системах отопления, где протяженность трубопроводов достаточно большая. Ну а в системах холодного водоснабжения и в теплых полах (там трубы монолитятся в бетон) компенсация и вовсе бесполезна.
Помимо положительных качеств, используемая в конструкции трубы алюминиевая фольга имеет и отрицательные стороны. Прежде всего, чем сложнее конструкция, тем выше вероятность ее выхода из строя. Кроме того, так как коэффициент линейного теплового расширения у «сшитого» полиэтилена и алюминия разный, в процессе эксплуатации различные слои трубы расширяются по-разному. В результате в конструкции возникают значительные напряжения, которые должна компенсировать клеевая прослойка. К сожалению, не все производители полностью выдерживают все требования по соблюдению технологии производства и качеству материалов. Как результат – расслоение труб в процессе эксплуатации. Ну а если говорить о стойкости металлополимерных труб к замораживанию, то здесь их позиции еще более уязвимы. При расширении воды внутри трубы вследствие замерзания происходит деформация алюминиевой фольги и опасность разрыва сварного шва.
Трубы из сшитого полиэтилена стали следующим шагом на пути развития полимерных труб. Сохранив все преимущества сшитого полиэтилена, благодаря новой технологии защиты от проницаемости кислорода и избавившись от присущих металлополимерным трубам недостатков, они сегодня стали одной из наиболее совершенных систем трубопроводов.
К основным преимуществам труб из сшитого полиэтилена можно отнести их следующие свойства: высокая рабочая температура +95оС при длительном сроке эксплуатации; простота монтажа – гибкость трубы значительно сокращает число соединений, особенно при применении коллекторной схемы разводки. Широкий сортамент предлагаемых труб – от 16 до 63 мм поставляется в виде компактных бухт, для их нарезки необходимы ножницы-секатор. При этом соединение труб, что особенно важно для частных застройщиков, осуществляется муфтами компенсационного типа, для чего Вам потребуется помощь лишь двух гаечных ключей без какого-либо дополнительного оборудования.
И еще несколько фактов об опыте применения труб из сшитого полиэтилена. Как известно, по климатическим условиям Финляндия и Швеция наиболее близки к нам. Так вот, сшитый полиэтилен – наиболее распространенный материал, из которого производят внутренние трубопроводы систем водоснабжения и отопления. Не отстают от скандинавов и основательные немцы – сегодня на долю труб из сшитого полиэтилена приходится более половины объема рынка систем радиаторного и напольного отопления.
Крайне важен вопрос стоимости системы. В этом случае трубы из сшитого полиэтилена дешевле металлополимерных. Недавно открытое в г. Саратове производство труб из сшитого полиэтилена фирмой «БИР ПЕКС» позволило снизить стоимость этих труб, по сравнению с импортируемыми образцами, на 40-50%. Современное высокотехнологичное оборудование английского производства позволяет производить до 7000 км труб в год из сшитого полиэтилена.
Сырье, применяемое для производства труб, изготавливается на основе полиэтилена высокой плотности (0,95 г/см3), сшитого с помощью органосиланов.
При изготовлении применяется сырье – ISOPLAS P-501 с добавкой катализатора ISOPLAS P-511/FW-CMB производства фирмы MICROPOL (Англия).
Изоплас (PEXb) – поперечносшитый полиэтилен – производится по технологии фирмы MICROPOL по методу крафтсополимеризации органосиланов к полиэтилену. Развитие данной технологии обеспечило возможность производства полиэтиленов, обладающих уникальными параметрами, характеризующимися:
- высокой температурной устойчивостью;
- повышенной устойчивостью к давлению;
- повышенной устойчивостью к физическим нагрузкам;
- стабильностью к воздействию ультрафиолетовых излучений;
- устойчивостью к агрессивным химическим средам.
Изоплас хорошо зарекомендовал себя в качестве материала для трубопроводов центрального отопления, горячего и холодного водоснабжения жилищ, напольных отопительных систем.
Место изопласа в области термопластичных материалов может быть лучше всего оценено из сравнения его с другими видами термопластов и другими типами сшитых полиэтиленов.
Все термоплатичные материалы, такие, как поливинилхлорид, полипропилен, нейлон, поликарбонат, полибутен, полиэтилены низкой и высокой плотности, размягчаются и, в конечном счете, пластично текут при повышенных температурах. Структура сшитых полиэтиленов препятствует подобному термическому течению за счет превращения первоначально термопластичного материала в термоэластичный.
Материал, производимый фирмой MICROPOL, состоит из двух компонентов: крафтосополимера и катализатора. Оба компонента поставляются в форме гранул, переработка в конечный продукт производится на оборудовании для переработки полиэтилена. Поперечное связывание происходит после обработки конечного продукта при температуре ниже его температуры плавления в присутствии воды или пара.
Сравнительный анализ физико-химических параметров труб показывает, что для достижения одинаковых значений важнейших эксплуатационных характеристик (в том числе линейного теплового расширения и деформации под нагрузкой) степень поперечной сшивки полиэтилена PEXb (изоплас) может быть на 15-20% меньше, чем степень поперечной сшивки с использование пероксидной сшивки, без снижения значений эксплуатационных параметров. Происходит это вследствие уникального свойства полиэтилена PEXb (изоплас) – крафсополимерной трехмерной (пространственной) сетчатой структуры молекул, в отличие от планарной (плоской) структуры полиэтилена изготовленного по пероксидному методу сшивки.
Трубы «БИР ПЕКС», изготовленные из PEXb, классифицируются по номинальным давлениям PN (номинальное давление = это постоянное внутреннее давление воды в трубе при температуре 20оС, которое труба может выдерживать в течение 50 лет). Размеры труб дифференцированы в зависимости от номинального давления и приведены в таблице 1. Наружный диаметр, мм | Номинальное давление (PN), кгс/см2 (бар) | | Номин. | Пред.
Откл. | 8 | 10 | 12,5 | 16 | 20 | 25 | | Номинальная толщина стенки, мм | | 10 | +0,30 | - | - | - | - | - | 1,7 | | 12 | +0,30 | - | - | - | - | - | 2,0 | | 16 | +0,30 | - | - | 1,8 | 2,0 | 2,2 | 2,7 | | 20 | +0,30 | - | - | 1,9 | 2,3 | 2,8 | 3,4 | | 25 | +0,30 | - | - | 2,3 | 2,8 | 3,5 | 4,2 | | 32 | +0,30 | 1,9 | 2,4 | 2,9 | 3,6 | 4,4 | 5,4 | | 40 | +0,40 | 2,4 | 3,0 | 3,7 | 4,5 | 5,5 | 6,7 | | 50 | +0,50 | 3,0 | 3,7 | 4,6 | 5,6 | 6,9 | 8,3 | | 63 | +0,60 | 3,8 | 4,7 | 5,8 | 7,1 | 8,6 | 10,5 | | 75 | +0,70 | 4,5 | 5,5 | 6,8 | 8,4 | 10,3 | 12,5 | | 90 | +0,90 | 5,4 | 6,6 | 8,2 | 10,1 | 12,3 | 15,0 | | 110 | +1,00 | 6,6 | 8,1 | 10,0 | 12,3 | 15,1 | 18,3 |
Теоретическая масса труб приведена в таблице 2. Наружный диаметр, мм | Теоретическая масса труб, кг/м | | PN 12.5 | PN 20 | | 16 | 0,083 | 0,098 | | 20 | 0,111 | 0,153 | | 25 | 0,169 | 0,238 | | 32 | 0,268 | 0,382 | | 40 | 0,425 | 0,594 | | 50 | 0,659 | 0,926 | | 63 | 1,03 | 1,47 | | 75 | 1,45 | 2,07 | | 90 | 2,1 | 2,98 | | 110 | 3 | 4,44 |
Некоторые свойства полимерных материалов, используемых для изготовления труб, приведены в таблице 3. Свойства | Сшитый полиэтилен | Хлорированный поли- винилхлорид CPVC, фирма NIBCO | Полипропилен Рандом сополимер PPRC, фирма BOREALIS | | PEXa, фирма PEHAU | PEXa, фирма WIRSBO | PEXb, фирма BYR PEX | | Плотность, г/см3 | 0,930 | 0,938 | 0,950 | 1,570 | 0,910 | | Коэф. Линейного теплового расширения, мм/моС | 1,4*10-4 | 1,4*10-4 | 1,2*10-4 | 6,2*10-5 | 1,8*10-4 | | Удлинение при растяжении, % | 450-500 | 400-500 | 200 | | 1100 | | Модуль упругости, МПа | 550 | 550 | 800 | 2900 | 900 | | Теплопроводность, ВТ/мВт | 0,41 | 0,40 | 0,40 | 0,16 | 0,22 | | Время термической деструкции при 200оС, час | 1-3 | 1-3 | 10-15 | 0 | 0 | | Рабочая температура, оС/рабочее давление, бар | 95/8,6 | 95/8,6 | 95/8,6 | 93/4,9 | 75/6 | | Проницаемость кислорода, г*см2*с-1*бар-1 | 1,7*10-11 | 1,7*10-11 | 1,5*10-11 | | 9*10-6 |
Трубы из PEXb (изоплас) отличаются особой термической долговечностью и пониженной кислородопроницаемостью через стенку труб по сравнению с трубами из PEXa и PEXc (пероксидная и радиационная сшивка), что обусловлено особенностями их структуры – трехмерной пространственной сеткой PEXb в отличие от планарной структуры PEXa и PEXc, а также повышенным значением плотности.
Готовая трубная продукция подвергается контролю по показателям, перечисленным в таблице 4. Наименование показателя | Величина показателя | Частота контроля | | 1. Внешний вид, маркировка | По контролируемому образцу | На каждой партии | | 2. Размеры, овальность | По норме технических условий | То же | | 3. Стойкость к термоокислению | При 160оС без изменений цвета поверхности | То же | | 4. Степень сшивки, % | 65 | То же | | 5. Стойкость при постоянном давлении: | | | | При 20оС | 1 ч (без разрушения при напряжении 12 МПа) | 1 раз в месяц | | При 95оС | 24 ч (без разрушения при напряжении 4,8 МПа) | 1 раз в месяц | | При 95оС | 1000 час (без разрушения при напряжении 4,4 МПа) | 1 раз в 6 месяцев | | 6. Изменение длины труб после прогрева, % | Не более 0,7 | 1 раз в 3 месяца | | 7. Герметичность соединений после наработки | Герметичность при заданном PN (1000 ч, 95оС, напряжение 4,4 МПа) | 1 раз в 6 месяцев | | 8. Кислородопроницаемость, г/м3 d (d в мм) | Не более 0,08 | При освоении производства и изменении марки сырья | | 9. Наименьший радиус изгиба, мм | Не менее 5 наружных диаметров трубы | То же |
Требования к пожарной безопасности труб PEX, используемых в системах водоснабжения и отопления зданий и сооружений, должны соответствовать указанным в СНиП 2.04.01-85, СНиП 21-01-97.
Пожарно-технические характеристики труб PEX следующие:
- группа горючести Г3;
- группа воспламеняемости В3;
- дымообразующая способность Д3;
- токсичность продуктов горения Т2. В случаях подбора труб при проектировании выбор типа трубы PN для необходимого нормативного срока службы и рабочей температуры производится согласно данным таблицы 5. Темпера-тура, оС | Срок службы, лет | Тип трубы | | PN6 | PN10 | PN12.5 | PN16 | PN20 | PN25 | | Рабочее давление, кгс/см2 | | 10 | 1 | 9,5 | 12,1 | 15,1 | 19,1 | 24,0 | 30,6 | | 5 | | | 14,8 | | 23,5 | | | 10 | 14,7 | 23,3 | | 25 | 14,5 | 23,1 | | 50 | 9,1 | 11,5 | 14,4 | 18,2 | 22,8 | 29,2 | | 20 | 1 | 8,6 | 10,9 | 13,7 | 17,2 | 21,7 | 27,4 | | 5 | | | 13,3 | | 21,2 | | | 10 | 13,2 | 21,0 | | 25 | 13,1 | 20,7 | | 50 | 8,0 | 10,0 | 12,5 | 16,0 | 20,0 | 25,0 | | 30 | 1 | 7,7 | 9,8 | 12,3 | 15,5 | 19,8 | 24,8 | | 5 | | | 12,0 | | 19,0 | | | 10 | 11,9 | 18,8 | | 25 | 11,7 | 18,8 | | 50 | 7,3 | 9,2 | 11,6 | 14,5 | 18,4 | 23,2 | | 40 | 1 | 7,0 | 8,8 | 11,0 | 14,0 | 17,5 | 22,4 | | 5 | | | 10,8 | | 17,1 | | | 10 | 10,7 | 16,9 | | 25 | 10,5 | 16,7 | | 50 | 6,5 | 8,3 | 10,4 | 13,0 | 16,5 | 20,8 | | 50 | 1 | 6,1 | 7,7 | 9,7 | 12,2 | 15,4 | 19,6 | | 5 | | | 9,5 | | 15,0 | | | 10 | 9,3 | 14,8 | | 25 | 9,2 | 14,6 | | 50 | 5,7 | 7,3 | 9,1 | 11,5 | 14,4 | 18,4 | | 60 | 1 | 5,5 | 7,0 | 8,7 | 11,0 | 13,8 | 17,6 | | 5 | | | 8,4 | | 13,3 | | | 10 | 8,3 | 13,1 | | 25 | 8,1 | 12,9 | | 50 | 5,0 | 6,4 | 8,1 | 10,1 | 12,8 | 16,2 | | 70 | 1 | 4,8 | 6,2 | 7,7 | 9,7 | 12,2 | 15,6 | | 5 | | | 7,5 | | 11,9 | | | 10 | 7,3 | 11,6 | | 25 | 7,2 | 11,4 | | 50 | 4,4 | 5,6 | 7,1 | 8,9 | 11,2 | 14,2 | | 80 | 1 | 4,1 | 5,2 | 6,5 | 8,2 | 10,4 | 13,2 | | 5 | | | 6,4 | | 10,2 | | | 10 | 6,3 | 10,1 | | 25 | 6,3 | 7,9 | 9,9 | 12,6 | | 90 | 1 | 3,7 | 4,7 | 5,9 | 7,5 | 9,4 | 12,0 | | 5 | | | 5,8 | | 9,2 | | | 10 | 5,7 | 7,1 | 9,1 | 11,4 | | 95 | 1 | 3,5 | 4,5 | 5,7 | 7,1 | 9,0 | 11,4 | | 5 | | | 5,5 | | 8,8 | | | 10 | 5,4 | 6,8 | 8,6 | 10,8 |
С уверенностью можно сказать, что резко возросший переход от металлополимерных систем к сшитому полиэтилену – не дань моде, а четкий прагматичный подход к выбору более совершенной и надежной конструкции системы инженерного обеспечения.
Подробнее о текущей ситуации и прогнозе российского рынка труб из сшитого полиэтилена смотрите в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок труб из сшитого полиэтилена (PEX) в России».
|
