низкие цены кратчайшие сроки гарантия качества

(843) 278 94 47

Партнерам


Преимущества полиэтиленовых труб
  • Долговечность
  • Коррозионная стойкость
  • Не требует ремонта
  • Коррозионная стойкость
  • Легкость
  • Экономичность


Главная > Информация > Типы полимеров и номенклатура труб

Типы полимеров и номенклатура труб

    Полимерные трубы

    Подобно тому, как стальные трубы изготавливаются из широкого спектра сталей, что определяется требуемыми эксплуатационными характеристиками трубопроводов, в производстве полимерных труб также применяется широкий спектр материалов со значительно различающимися свойствами.

    Для промышленного производства труб в зарубежной и отечественной практике используются следующие полимеры: полиэтилен высокой плотности (полиэтилен низкого давления -- ПНД), полиэтилен низкой плотности (полиэтилен высокого давления -- ПВД), сополимеры полипропилена (ППБ и ППС), сшитый полиэтилен (ПЭС), полибутен (ПБ), поливинилхлорид (ПВХ). Основные свойства наиболее широко распространенных полимеров приведены в табл. 1.

    Основным материалом для производства труб является полиэтилен. В настоящее время в России производится трубный полиэтилен двух марок -- ПЭ-63 и ПЭ-80. Около 60% производства трубного полиэтилена приходится на ООО «Ставролен», оставшаяся доля принадлежит ОАО «Казаньоргсинтез». Освоение выпуска ПЭ-100 на российских предприятиях планируется в 2006 году, и это, по сути, основное ограничение, которое сдерживает расширение применения полиэтилена как материала для труб. В табл. 2 указаны механические свойства полиэтилена марок ПЭ-80 и ПЭ-100.

    За основу нормализации пластмассовых труб принимается наружный диаметр. При изменении толщины стенки он остается постоянным, а внутренний диаметр соответственно изменяется. Такое решение упрощает организацию производства труб, позволяет унифицировать конструкции и размеры соединительных деталей и арматуры, хотя и несколько усложняет гидравлические расчеты.

    Принятый в России ряд наружных диаметров пластмассовых труб соответствует Международному стандарту ISO. Наиболее полный ряд наружных диаметров представлен в сортаментной таблице ГОСТа 18599--2001 на трубы из ПНД: 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 75, 90, 110, 125, 140, 160, 180, 200, 225, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000 и 1200 мм.

    Трубы подразделяются на типы, каждый тип характеризуется соответствующим значением стандартного соотношения размеров -- Standard Dimension Ratio (SDR) --отношения диаметра к толщине стенки трубы.

    Для полиэтилена высокой плотности допустимое напряжение в стенке трубы (F) составляет 6,3; 8,0 и 10,0 МПа (в зависимости от марки), для полиэтилена низкой плотности -- 3,2 МПа. В соответствии со значением F полиэтилены делятся на классы: ПЭ-32, ПЭ-63, ПЭ-80, ПЭ-100.

    Допускаемое напряжение F определяют на основе экстраполяции экспериментальных кривых длительной прочности, рассчитывая его на срок службы трубопроводов 50 лет.

    Почему полимерные трубы?

    Почему в последние годы полимерные материалы становятся все более популярным материалом -- заменителем трубных сталей? Ответ очевиден. Достоинства полимеров известны, а их недостатки -- следствие физической природы материала -- с развитием технологий постепенно уменьшаются. Растут допустимые температуры применения полимерных труб, растут допустимые давления в трубопроводах, и каждый шаг в этом направлении практически экспоненциально расширяет сферу применения пластиков.

    Итак, что имеет (или может иметь) потребитель, решивший отдаться на волю технического прогресса и заменить традиционно используемые стальные трубы пластиковыми.

    Во-первых, практически снимается проблема коррозионной стойкости труб: как по отношению к внешней среде, что позволяет прокладывать трубопроводы в агрессивных средах, так и по отношению к внутренней среде -- пластмассовые трубы характеризуются низкой склонностью к коррозионным отложениям. Нет необходимости, естественно, и в коррозионной защите. Также в связи с высокими диэлектрическими свойствами пластмасс отпадает необходимость в защите трубопроводов подземной прокладки от коррозии, вызванной блуждающими токами.

    Во-вторых, и это «во-вторых» весит не меньше, чем «во-первых», очевидны преимущества технологии прокладки трубопроводов. Пластиковые трубы имеют значительно меньший вес, что существенно облегчает транспортировку и монтаж, а их гибкость позволяет проходить повороты трассы без применения фасонных деталей и поставлять значительную часть типоразмеров труб длинномерными отрезками (бухтами).

    В-третьих, существуют эксплуатационные преимущества, к которым относятся гладкость внутренней поверхности, обеспечивающая повышенную пропускную способность трубопроводов, и особое соотношение прочности и эластичности, которое снижает чувствительность к гидравлическому удару и не допускает разрушения при замерзании воды в трубопроводе.

    Рассмотрим в качестве примера опыт развитых стран. В промышленно развитых странах полимерные трубы широко применяются в строительстве трубопроводов различного назначения. Например, в странах ЕС 90 -95% газопроводов в настоящее время сооружается из полиэтиленовых труб, а из газопроводов, находящихся в эксплуатации, пластмассовые составляют более 50%. Интерес представляет также структура потребления полимерных труб.

    Рис. 1. Структура потребления полимерных труб в странах ЕС, %

    Как самый важный факт следует отметить прогнозируемый рост потребления в 2004 году сшитого полиэтилена для прокладки внутренних трубопроводов. Есть основания полагать, что потребление труб в России будет изменяться в том же направлении, что и в европейских странах. Поэтому освоение производства российского ПЭ-100 и сшитого полиэтилена -- ближайшая реальная перспектива, к которой металлурги должны быть готовы.

    Прогресс не бывает бесплатным -- это естественно. Вопрос в том, насколько высока эта плата. Как гласит народная молва, пластик боится двух вещей -- утюга и топора. В переводе на технический язык пластиковые трубопроводы весьма чувствительны к механическим повреждениям и высоким температурам.

    Кроме того, основным ограничением сферы применения пластиковых труб является давление в трубопроводе.

    Пластиковые трубы пока не вторгаются в столь привлекательную сферу применения, как магистральные газо- и нефтепроводы. Хотя прогресс и здесь не стоит на месте, до сих пор актуальной остается тема разработки и применения труб из армированного полиэтилена.

    Все чаще применяются пластиковые трубы для местной газификации и в коммунальной сфере, прежде всего для холодного и, частично, горячего водоснабжения. Здесь пластиковые трубы все увереннее теснят стальные.

    Постепенно теряет силу основное ограничение ? рабочая температура. Известно, что трубы из обычных сополимеров этилена (ПЭ-63, ПЭ-80, ПЭ-100) могут быть использованы для холодного водоснабжения и газораспределения. При теплоснабжении рабочая температура варьируется в пределах 75--95 °С. Выход ? применение труб из полипропилена либо из сшитого полиэтилена. Сшитый полиэтилен может использоваться как для систем горячего водоснабжения (75 °С), так и для отопительных систем (95 °С).

    Технология производства полиэтиленовых труб

    Трубы из полимерных материалов в основном изготавливаются методом непрерывной экструзии. При производстве труб из полиэтилена и полипропилена используется гранулированная композиция указанных полимеров, поставляемая заводом ? изготовителем сырья. При производстве труб из ПВХ необходимая композиция, как правило, готовится на заводах ? изготовителях труб. При этом используются смола ПВХ и различные стабилизаторы, смазки и наполнители.

    Основным элементом трубной линии является шнековый экструдер (одношнековый для ПНД, ПВД и ППС и двухшнековый для ПВХ), в котором полимерные материалы расплавляются, гомогенизируются и выдавливаются через кольцевой зазор трубной головки. Получаемая в трубной головке заготовка проходит через калибрующее устройство и вакуумные ванны, где ей придается форма готовой трубы. Затем труба проходит через охлаждающие водяные ванны, где фиксируются ее размеры (наружный диаметр, толщина стенки).

    После охлаждения и фиксирования формы в охлаждающих ваннах труба может быть нарезана на отрезки заданной длины или смотана в бухты (для труб из ПЭ диаметром до 160 мм).

    Трубы из сшитого полиэтилена производят различными методами в зависимости от способа сшивки:

    • ПЭС-а -- полиэтилен, сшитый пероксидным способом;
    • ПЭС-b -- полиэтилен, сшитый с помощью силанолов;
    • ПЭС-с -- полиэтилен, сшитый потоком электронов.

    ПЭС-а изготавливают специальными методами рам-экструзии. ПЭС-b -методами непрерывной экструзии, однако при этом линию получения труб дополнительно оснащают дозаторами и смесителями для подачи силанолов и катализаторов. ПЭС-с изготавливают по двухстадийной технологии, при этом на первой стадии получают трубы из ПЭ методом непрерывной экструзии, на второй стадии проводят сшивку труб электронами на специальных ускорителях.

    В последнее время широкое распространение получили металло-полимерные трубы.

    Металло-полимерные трубы имеют сложное строение и состоят из 5 слоев: внутренней трубы из ПЭС-b, первого промежуточного адгезионного слоя из специального полимера, тонкого слоя алюминия, сваренного вдоль трубы ультразвуком, второго адгезионного слоя из специального полимера и внешней оболочки из ПЭС-b. Металло-полимерные трубы изготавливают методом непрерывной экструзии на специальных линиях, имеющих несколько экструдеров для получения внутренней и внешней трубы из ПЭС-b и нанесения адгезионных слоев, а также устройства нанесения и сварки алюминиевого слоя.

    Монтаж трубопроводов из полимерных труб

    Основными методами соединения полимерных труб являются сварка (в раструб, встык, с помощью деталей с закладными нагревательными элементами, экструзионная) и склейка; используются также разъемные, компрессионные и неразъемные соединения.

    Типичным разъемным соединением полиэтиленовых и полипропиленовых труб является фланцевое, при этом втулка под фланец соединяется с ПЭ трубой сваркой. Применяются также соединения с помощью условно разъемных фитингов, один конец которых приваривается к ПЭ трубе с помощью закладных нагревательных элементов, а другой имеет внутреннюю или наружную резьбу для соединения со стальной трубой. Для водопроводов питьевого и технического назначения из ПЭ и ПП широко используются компрессионные фитинги. Для канализационных труб из ПП и ПЭ применяют раструбные разъемные соединения с резиновым кольцом или специальными соединительными элементами.

    Неразъемные соединения ПЭ и ПП труб и соединительных элементов осуществляются простой сваркой или сваркой при помощи деталей с закладными нагревательными элементами. Простая сварка выполняется двумя способами: в раструб и встык. Сварка в раструб используется для ПЭ и ПП труб диаметром от 16 до 90 мм. Сварка встык используется для ПЭ и ПП труб диаметром от 32 до 1600 мм. Сварка -- довольно сложный технологический процесс, требующий высокой квалификации персонала и высококачественного оборудования. Современные сварочные аппараты позволяют практически полностью автоматизировать процесс, обеспечивая высокую надежность соединений, «запоминание» и протоколирование их параметров. В России получило распространение сварочное оборудование фирм Georg Fischer, Rothenberger, Friatec, Fusion, Omicron и др.

    Применение деталей с закладными нагревательными элементами особенно эффективно при использовании длинномерных отрезков ПЭ труб, при монтаже газопроводов. Это связано в основном с ценой высококачественных соединительных деталей, которая в случае прокладки трубопровода длинномерными отрезками не оказывает существенного влияния на его стоимость.

    Трубы из ПВХ соединяют путем склеивания в раструб или через резиновое кольцо.

    Для монтажа трубопроводов из сшитого полиэтилена и металло-полимерных труб невозможно использовать методы сварки и склейки, поэтому в основном применяются компрессионные неразъемные соединения.

    Области применения полимерных труб

    Зная основные полимерные материалы и сортамент выпускаемых труб, можно достаточно четко очертить области их применения. Это системы водоснабжения, канализации, газоснабжения и технологические трубопроводы. Выбор конкретных материалов определяется свойствами полимера, а также возможностью комплектации соединительными деталями и условиями сборки и эксплуатации трубопроводов.

    Основной объем использования приходится на полиэтиленовые трубы, которые применяются для строительства газораспределительных межпоселковых, внутрипоселковых и городских сетей среднего и низкого давления. Эти трубы также применяют для восстановления старых металлических трубопроводов путем протяжки полиэтиленовых труб внутри существующего стального трубопровода.

    Еще одной весьма перспективной областью применения ПЭ являются напорные водопроводы для систем подземной, наземной и надземной прокладки. Напорные трубы из ПЭ выпускаются по ГОСТу 18599--2001.

    ПЭ используется также для сооружения самотечных канализационных систем надземной прокладки, систем производственной канализации, внутренних канализационных сетей.

    Также применяются гофрированные полиэтиленовые трубы для сооружения дренажных систем и ПЭ трубы, предназначенные для защиты электропроводки от механических повреждений при открытой и скрытой прокладке.

    В большинстве перечисленных случаев дешевизна и простота монтажа настолько важны, что в перспективе будут главным стимулом к расширению применения пластиковых труб взамен стальных, невзирая на соотношение цен.

    Тенденции производства полимерных труб

    Номенклатура промышленно выпускаемых полимерных труб постоянно расширяется. Основными задачами, которые ставят перед собой производители труб, являются: увеличение химической стойкости труб, в частности при работе в особо агрессивных средах; упрочнение внешней поверхности труб для исключения их повреждений при монтаже трубопроводов; увеличение рабочих давлений; увеличение рабочих температур; создание сложных по конструкции труб, которые могут работать в экстремальных условиях.

    Проблему увеличения химической стойкости полимерных труб решают путем создания многослойных труб, в которых тонкий внутренний или внешний слой выполнен из специальных полимеров, стойких к агрессивным средам. Так, двухслойные трубы из ПЭ с внутренним слоем из полиамида или полиэфиркетона используют для промышленных трубопроводов в нефтедобыче для транспортировки нефти или водонефтяных смесей.

    Упрочнения внешней поверхности труб достигают путем создания двухслойных труб с тонким защитным внешним слоем из упрочненных термопластов, который легко снимается в местах сварки при монтаже трубопроводов.

    Увеличения рабочих давлений добиваются изготовлением многослойных труб, армированных синтетическими волокнами. Такие трубы могут иметь рабочие давления до 50 МПа. Другой путь решения проблемы ? химическая модификация базовых полимеров с целью увеличения их длительной прочности.

    Наиболее сложной задачей является увеличение рабочих температур полимерных трубопроводов для получения возможности использования их в сетях горячего водоснабжения (ГВС) и отопления.

    Материал, применяемый для создания таких труб, должен отвечать следующим требованиям: стойкость к воздействию высоких (до 95 °С) температур; механическая прочность, обеспечивающая возможность эксплуатации труб при этих температурах под давлением; высокая химическая и коррозионная стойкость; гибкость, позволяющая выпускать трубу длинномерными отрезками (бухтами). Кроме того, обязательными являются экологическая чистота (материал не должен выделять в процессе эксплуатации токсичных веществ) и приемлемая цена. В наибольшей степени этим требованиям отвечает сшитый полиэтилен (ПЭС).

    Важным компонентом труб для теплотрасс является теплоизоляция, причем она должна наноситься в заводских условиях. Основными требованиями к теплоизоляции являются низкие показатели теплопроводности и гигроскопичности, а также гибкость, допускающая изгиб трубы с небольшим радиусом. Необходимо также предусмотреть внешнюю защиту системы «труба-изоляция» от влаги и механических повреждений. Кроме того, трубы, используемые в системах отопления, должны иметь барьерный слой, препятствующий диффузии кислорода через стенку трубы и предохраняющий теплообменное оборудование от преждевременного износа.


    ООО "Стройсервис Союз". 2006
    полиэтиленовые трубы и
    строительство трубопроводов.



    Ru Promo -
    создание сайтов в Казани

    Rambler's Top100 Tatarstan.Net - все сайты Татарстана Участник проекта Промышленная Витрина России. Производители товары цены. Информация для бизнеса, Общероссийская служба обмена коммерческой информацией.