Основные типы пластмассовых труб и применяемые материалы

Потребность в использовании пластмассовых труб и ПИ во всем мире непрерывно возрастает. Среди экструзионных изделий объемы мирового производства труб уступают лишь полимерной пленке и составляют миллионы тонн. Высокая эффективность их применения подтверждается опытом многих стран, в первую очередь, высокоразвитых в экономическом отношении.
 
К настоящему времени накоплен большой объем зарубежной и отечественной информации по основным проблемам сооружения и эксплуатации пластмассовых трубопроводов. Это вполне объяснимо, поскольку потребителя, в первую очередь, интересуют эксплуатационные свойства конкретных изделий, а не процесс их производства. Значительно меньше технической информации по технологическим вопросам производства полимерных труб разного типа и назначения. Подобная информация предназначена главным образом для производителей и специалистов. В основном она встречается в многочисленных научно-технических периодических журналах, книгах по общим вопросам переработки полимерных материалов, фирменным проспектам и пр. Это затрудняет выпуск методических пособий в учебных заведениях для подготовки кадров для промышленности, непосредственно участвующих в производстве, так как от их компетентности во многом зависит качество выпускаемой продукции и формируется отношение потребителя к использованию пластмассовых труб.
 
Определяющими факторами широкого применения пластмассовых труб являются:
  • возможность получения изделий с широким диапазоном физико-механических и химических свойств;
  • значительно меньшие объемы капитальных затрат и сроки, необходимые для организации их производства по сравнению с соответствующим производством металлических труб;
  • монтажные и эксплуатационные свойства.
 
Трубы из полимерных материалов обладают комплексом ценных свойств, выгодно отличающих их от труб из традиционных материалов и предоставляют дополнительные преимущества эксплуатационникам:
  • полимерные трубы примерно в 10 раз легче металлических, что обеспечивает значительную экономию материальных затрат при их транспортировании и монтаже;
  • технология непрерывного производства труб шнековой экструзией позволяет получать трубы необходимой длины (в отрезках или в бухтах). Это сокращает число их соединений при укладке, резко упрощает и удешевляет монтаж и значительно повышает надежность эксплуатации трубопроводов;
  • пластмассовые трубы не подвержены электрохимической коррозии, которая создает значительные осложнения при эксплуатации металлических трубопроводов;
  • низкая электрическая проводимость исключает возможность возникновения в трубах из ПМ блуждающих токов и связанных с ними коррозионного повреждения трубопровода;
  • потери напора на трение в пластмассовых трубопроводах примерно на 30% меньше, чем в стальных и чугунных;
  • на внутренней поверхности труб практически отсутствуют отложения даже при наличии в транспортируемой среде значительного количества минеральных веществ. Это сокращает затраты на перекачку жидкостей и на ремонт трубопроводов;
  • вероятность разрушения пластмассового трубопровода при замерзании в нем воды достаточно мала. Вызываемая при замерзании воды деформация трубы в пределах 3% воспринимается частично обратимо, а механические свойства материала практически не изменяются. В зимний период трубопроводы из полиэтиленовых труб, проложенных вне отапливаемых зданий, допускается не опорожнять от воды;
  • гидравлические удары в пластмассовых трубопроводах значительно слабее из-за более низкого модуля упругости материала труб;
  • низкая теплопроводность термопластов сводит к минимуму образование конденсата на наружных стенках труб и улучшает гигиенические условия их применения внутри зданий.
 
Пластмассовые трубы особенно перспективны при прокладывании наружных сетей в агрессивных грунтах, в сейсмических районах и в зонах вечной мерзлоты, в гористой и болотистой местности, при прокладке трубопроводов через протяженные водные преграды, где применение труб из традиционных материалов связано с дополнительными затратами и не гарантирует безаварийной работы трубопровода.
 

Области применения труб

Назначение

Назначение, сырье

Строитель­ство

Для прокладки электропроводки

Каналообразователи из НПВХ и ПЭ

Напорные трубы для холодного и горячего водоснабжения

ПЭВП, НПВХ, ПП

Канализационные трубы

НПВХ, ПЭ, ПП

Водосточные трубы и желоба

НПВХ

Трубы для обогрева полов в зда­ниях

ХПВХ, химически или радиационно-сшиваемый ПЭ, модифицированные марки ПП

Подземные газопроводы

Новые марки ПЭ повышенной прочности и долговечности

Сельское хозяйство

Гофрированные трубы для мели­орации

НПВХ

Напорные, канализационные, трубы для водостоков

ПЭ и НПВХ

Армированные шланги для полива

Пластифицированный ПВХ:

Промышлен­ность

Многоканальные трубы для элек­троизоляции, воздуховоды, ка­налы связи

НПВХ и ПЭ

Трубки для автомобильной про­мышленности

ПА

Трубки и шланги для медицины

Мягкий ПВХ или термопла­стичный полиуретан (ТПУ)

 
Напорные трубы из полиэтилена
 
Основную долю пластмассовых труб составля¬ют трубы для транспортирования под давлением жидкостей.
 
В России напорные трубы из ПЭНД и ПЭВД производят в со¬ответствии с ДСТУ Б В.2.7-151:2008 «Трубы полиэтиленовые для подачи холодной воды. Технические условия». Настоящий межгосударственный стандарт распространяется на напорные трубы из полиэтилена, предназначенные для трубопроводов, транспортирующих воду, в том числе для хозяйственно-питьевого водоснабжения, при температуре от 0 до 40 °С, а также другие жидкие и газообразные вещества. Стандарт не распространяется на трубы для проведения электромонтажных работ и транспортирования горючих газов, предназначенных в качестве сырья и топлива для промышленного и коммунально-бытового использования.
 
Условное обозначение труб включает:
  • наименование изделия: «труба»;
  • сокращенное наименование материала (ПЭ 32, ПЭ 63, ПЭ 80, ПЭ 100);
  • стандартное размерное отношение (SDR);
  • через тире — номинальный наружный диаметр;
  • номинальная толщина стенки трубы;
  • назначение трубы: хозяйственно-питьевого назначения — «питьевая», в остальных случаях — «техническая»;
  • обозначение настоящего стандарта.
 
Примеры условных обозначений:
  • Труба из полиэтилена ПЭ 32, SDR 21, номинальным наружным диаметром 32 мм и но¬минальной толщиной стенки 2,0 мм, для систем хозяйственно-питьевого назначения:
  • Труба ПЭ 32 SDR 21 -32x2 питьевая ДСТУ Б В.2.7-151:2008 
  • Труба из полиэтилена ПЭ 80, SDR 17 номинальным наружным диаметром 160 мм и номинальной толщиной стенки 9,1 мм, не используемая для хозяйственно-питьевого назначения:
  • Труба ПЭ 80SDR 17-160x9,1 техническая ГОСТ 18599-2001
 
Напорные трубы изготавливают из ПЭ, имеющего минимальную длительную прочность MRS 3,2; 6,3; 8,0; 10,0 МПа и обозначаемого соответственно как ПЭ 32, ПЭ 63, ПЭ 80, ПЭ 100.
 
Применение ПЭНП (ПЭ 32) для прокладки напорных трубопро¬водов наружного применения обусловлено способностью материала к повышенным деформациям без разрушения при низких темпера¬турах.
 
Трубы из ПЭВП имеют меньшую морозостойкость (долговремен¬но - минус 40 °С), чем трубы из ПЭНП, они более жесткие и произ¬водятся в широком диапазоне размеров — от 10 до 2000 мм. Основной областью применения ПЭВП как конструкционного материала явля-ются напорные и канализационные трубы и водостоки.
 
Низкая теплостойкость не позволяет применять пластмассовые трубы в системах пожаротушения. В системах горячего водоснабже¬ния и отопления применяются только некоторые типы материалов с повышенной теплостойкостью.
 
Напорные трубы должны соответствовать характеристикам, указанным в табл. 5.
 
Водопроводные трубы из ПЭВП типа ПЭ 63 на сегодняшний день уже морально устарели. Хотя материал обладает достаточно высокой кратковременной прочностью, но его существенным не¬достатком является низкая стойкость к растрескиванию, а при дли-тельной эксплуатации у материала резко снижаются прочностные свойства. Поэтому сейчас использование ПЭ 63 в производстве на¬порных труб резко сократилось, а на первый план вышли ПЭ 80 и ПЭ 100. Эти материалы обладают улучшенными свойствами по сравнению с ПЭ 63. Наилучшие характеристики из трех типов ПЭ имеет ПЭ 100.