Полимерные трубы: типы и особенности

Проблема заключается ещё и в том, что большинство применяемых тогда изделий были стальные или чугунные. А они обладают значительным весом, требуют больших трудовых затрат как в процессе монтажа, так и во время эксплуатации, подвержены внутреннему засорению и коррозии. В результате этого не отличаются долговечностью. 

Совсем другое дело – трубы, изготовленные из полимеров. Они и дешевле, и гораздо быстрее и проще монтируются, устойчивы к термическим, механическим, химическим воздействиям и при этом способны сохранять свою пропускную способность на протяжении всего срока эксплуатации протяжённостью в 50 лет и более. 

Сегодня российское трубопроводное хозяйство на 35% оснащено полимерными трубами (ПТ), европейское – на 85%. Дело дошло до того, что об эффективности применения их в сфере ЖКХ заговорил президент РФ, подчеркнув на совещании в Тобольске, что их повсеместное применение позволит вдвое сократить расходы на обслуживание водопроводных сетей и канализации.

Характеристики полимерных труб

Ассортимент применяемых в настоящее время ПТ характеризуется рядом показателей, демонстрирующих их:

• Габариты. В их список входят: DN – диаметр номинальный (диаметр условного прохода, номинальный диаметр, номинальный размер, номинальный проход, условный диаметр), представляет собой округлённый до стандартного значения (выражен в мм) внутренний диаметр трубы (к примеру, при наружном диаметре в 159 мм и внутренних диаметрах в зависимости от толщины стенки в 143 мм, 147 мм, 151 мм, номинальный диаметр всегда будет равен DN 150); Д (OD) – наружный диаметр в мм, En – толщина стенки; SDR (Standart Dimension Ratio) – отношением номинальных величин диаметра трубы к толщине её стенки.
• Массу. Здесь находит применение измеряемый в килограммах погонный вес одного метра трубы и плотность используемого материала.
• Прочность. Характеристика, описываемая в зависимости от возможных механических и температурных воздействий множеством показателей, среди которых можно выделить: PN – номинальное (условное) давление, MRS – максимум прочности материала, выдерживаемый в течение продолжительного времени, C – коэффициент запаса прочности, равный 1,25–2 в случае перекачки холодной воды по полиэтиленовым трубам и соответствующий 3,15 в случае транспортировки горючих газов с помощью полиэтиленовых труб, MOP (Maximum Operation Pressure) – максимальное рабочее давление, SN – кольцевая жёсткость.
• Температуру транспортируемой среды – минимальную, рабочую и максимальную, превышение которой, а также частые и резкие колебания разрушают готовые конструкции.

Виды полимерных труб

Трубы из сшитого полиэтилена

Первая технология сшивания полиэтилена – образования полимерного полиэтилена с поперечно сшитыми молекулами – появилась в 50-60 годах XX-го века. Однако она использовала радиоактивный метод и поэтому отличалась опасностью и высокой стоимостью. Позже на смену ей пришли химический способ введения в полимер пероксидов и физический метод ионизирующего излучения – облучения пучком электронов.

Сегодня трубы из сшитого полиэтилена активно используются при монтаже трубопроводных стояков систем горячего и холодного водоснабжения, а также систем водяного отопления. Их несомненными достоинствами являются прочность, эластичность, сопровождающаяся возможностью восстановления после механических или температурных воздействий, стойкость при повышенных температурах (до +95° С) и световых воздействиях. Готовые изделия диаметром от 10 до 110 мм эксплуатируются в диапазоне номинального давления – 0,8-2,5 МПа.

Трубы из полипропилена

Изготавливаемые из полипропилена трубы хотя и находятся на второй строчке по популярности, но не отличаются теплостойкостью и при соединении с металлическими изделиями не создают прочных швов. Кроме того, стояки из полипропилена выпускают в 4 м длиной, что создаёт ряд проблем при перевозке и монтаже. Вот почему они чаще всего находят использование в качестве магистралей холодного водоснабжения, где могут беспрерывно эксплуатироваться на протяжении 50 лет и более. С целью повышения теплостойкости предусматривается введение в химический состав полипропилена добавки «Рандом» – сополимера пропилена и этилена.

Металлополимерные трубы

Металлополимерные (МП) трубы представляют собой композитные изделия, армированные металлическим сетчатым сварным каркасом или фольгой на основе алюминия.

Технические характеристики металлополимерных труб:

• внешний диаметр: 16-63 мм.
• толщина стенки: 0,5-2 мм.
• изготавливается в виде бухт длиной в 20-50 м.
• рабочий диапазон температур от - 40° С до + 95° С.
• срок службы – свыше 50 лет.

Достоинствами изделий выступают высокая прочность и антикоррозийная устойчивость, минимизация внутренних отложений и низкий уровень теплопроводности. Металлополимерные трубы находят применение в системах горячего и холодного водоснабжения, водяного отопления, снабжения сжатым воздухом и в процессах перемещения агрессивных газов и жидкостей.

Трубы из поливинилхлорида

Особенностью труб, выполненных из поливинилхлорида, является жёсткость и стойкость к химически агрессивным веществам и ультрафиолетовым воздействиям. При этом сам материал не отличается устойчивостью к повышению температуры: по достижении +75°С он начинает терять свои свойства.

Чтобы решить проблему, в состав сырьевой смеси добавляют хлор, но при его концентрации в 65% утрачивается возможность использования труб для подачи питьевой водой. Однако это не препятствует применению материала в системах водоснабжения, а также при прокладке сетей канализации.

Трубы из полиэтилена

Для изготовления этих труб применяется полиэтилен, обладающий высокой прочностью – PEND. Результатом становится температурная стойкость в пределах от -70°С до + 60°С, но при утрате способности сопротивления к воздействию ультрафиолетовых лучей. Последний недостаток компенсируется добавлением к исходным материалам стабилизаторов или специальных полимеров.

Поэтому наиболее распространённой сферой применения таких труб служат канализационные сети, чему благоприятствует ряд достоинств, таких как:

• лёгкость материала;
• коррозионная устойчивость;
• способность не формировать внутренние отложения;
• простота и удобства монтажа.

Способы соединения полимерных труб

Сварка

Сварка – оптимальный способ соединения труб, обеспечивающий полную герметизацию, исключающую утечку жидкости или газа. Суть заключается в плавлении стыкуемых частей. Непосредственно путём сварки соединяют трубы с диаметрами, превышающими 40 мм. В случае меньших диаметров (16-40 мм) используется муфта.

Пайка

Достаточно распространённый метод, однако требующий специальное оборудование. Компенсируется незначительными затратами на пайку по причине низкой себестоимости расходуемых материалов, а также удобством выполнения монтажа вручную с возможностью формирования необходимой конструкции трубопроводов.

Фитинги

Использование разъёмных или резьбовых фитингов позволяет быстро соединять трубы без выполнения пайки или сварки. Фитинги, подобранные под диаметр труб, стыкуются между собой либо с помощью разъёма, либо посредством использования резьбового соединения. В первом случае с целью упрочения соединения и обеспечения герметизации стыка дополнительно производится механический обжим.

Особенности и сложности монтажа

Монтаж полимерных труб более прост и удобен в сравнении с монтажом труб, выполненных из металла, хотя и имеет свою специфику. В процессе его выполнения находят применение специальные методы и способы:

• предварительная заготовка отрезков труб нужной длины, на практике выполняемая ножницами в непосредственной близости от места монтажа;
• очистка концов заготовок ножом для устранения заусениц;
• использование разнообразных переходников и тройников, дающих возможность задать необходимый уклон и угол (в случае, если и это неприменимо, выполняется изгиб, не требующий приложения значительных физических усилий);
• проверка воздухом места завершённой плавки на предмет выявления недостатков;
• контроль плотности и герметичности входа участков одной трубы в другую посредством свободного захода 2/3 части участка и несвободного (тугого) входа оставшейся 1/3 участка.

Где используют полимерные трубы

Для канализации

Здесь наиболее применимы поливинилхлоридные, полипропиленовые и полиэтиленовые трубы, так они работают при температурах, характерных для сетей канализации.

Для водопровода

Полимерные поливинилхлоридные изделия способны длительное время выдерживать давление в пределах от 6 до 16 атм. Вот почему их устанавливают в водопроводных сетях, характеризующихся сильным напором и повышенным давлением.

Для отопления

Отопительные сети функционируют в условиях значительного давления и высоких температур. Для их монтажа используют металлопластиковые, полиэтиленовые, полипропиленовые трубы и трубы из сшитого полиэтилена.

Заводы полимерных труб в России

Несмотря на то, что в нашей стране выпуск полимерных труб освоили 80 предприятий, ежегодно поставляющих порядка 300 тыс. т готовой продукции, большую часть отечественного рынка пока что удерживают зарубежные производители.

Происходит это вследствие ограниченности ассортимента российских изделий, а также по причине высокого качества иностранной продукции, наделённой не только лучшими физическими свойствами, но и отличающейся точным соответствием, установленным геометрическим размерам. Эти свойства высоко ценятся строительно-монтажными организациями, поскольку не приходится затрачивать дополнительных усилий на механическую доработку готовых изделий. К предприятиям-изготовителям полимерных труб на уровне лучших мировых стандартов в России можно отнести ОАО «Казаньоргсинтез», завод «Техстрой», ООО «Бородино-Пласт» и Климовский завод полимерных изделий.

Сложившаяся на российском полимерном рынке ситуация внушает сдержанный оптимизм. Преодолевая зарубежные санкции, отечественные заводы смогли в 2022 году на 16% увеличить производство полимерных труб. По данным Минпромторга РФ, в прошлом году выпущено 550 тыс. т готовых изделий, при этом четвёртая часть пришлась на российский транснациональный конгломерат «Группа Полипластик». По оценкам отраслевых аналитиков, в ближайшее время следует ожидать увеличения ёмкости совместного рынка России, Беларуси и Казахстана до 1 млн т полимерной трубопроводной продукции.