Трубы из полипропилена для инженерных систем водоснабжения и отопления
В начале 2010 года в издательстве «АВОК-ПРЕСС» вышла из печати книга «Полипропиленовые напорные трубопроводы в инженерных системах зданий» [1]. При проведении презентаций книги на специализированных выставках и конференциях, в статье [2] и по Интернету были заданы вопросы, не освещенные в книге, но на которые хотелось бы дать ответ.
Трубы из полипропилена для инженерных систем водоснабжения и отопления
В начале 2010 года в издательстве «АВОК-ПРЕСС» вышла из печати книга «Полипропиленовые напорные трубопроводы в инженерных системах зданий» [1].
При проведении презентаций книги на специализированных выставках и конференциях, в статье [2] и по Интернету были заданы вопросы, не освещенные в книге, но на которые хотелось бы дать ответ.
Почему на трубном рынке присутствуют PP-R трубы, имеющие цену, близкую или ниже стоимости сертифицированного трубного сырья?
Цена полимерных труб складывается из стоимости сырья (около 85 %), стоимости переработки и прибыли. Чтобы получить ощутимую прибыль при низкой цене продукции можно снизить стоимость переработки и/или затраты на сырье.
Технические требования к трубной марке для изготовления напорных труб из статистического сополимера пропилена с этиленом – PP-R (именно такие трубы используются в качестве напорных в инженерных системах зданий) регламентированы в ГОСТ Р 52134 [3]. Сертификацию сырья обычно проводит его изготовитель, а сертификацию трубной продукции – переработчик сырья в соответствии с нормами ГОСТ Р 52134 (3, табл. 36) по следующим показателям:
- санитарно-гигиенические характеристики;
- длительная прочность материала труб, MRS*;
- внешний вид, маркировка;
- размеры, овальность;
- стойкость при постоянном внутреннем давлении;
- изменение длины после прогрева;
- относительное удлинение при разрыве, предел текучести при растяжении;
- изменение показателя текучести расплава;
- ударная прочность по Шарпи;
- температура размягчения по Вика.
Зачастую сертификация труб и фитингов производится не по всем перечисленным показателям, что является недопустимым и такие изделия применять не следует.
При приемке партий изделий службой качества предприятия – изготовителя труб и деталей проводятся следующие виды испытаний [3, табл.35]:
- внешний вид, маркировка;
- размеры;
- изменение длины труб после прогрева;
- стойкость фитингов к прогреву;
- относительное удлинение при разрыве, предел текучести при растяжении труб;
- ударная прочность труб по Шарпи;
- температура размягчения по Вика;
- изменение показателя текучести расплава;
- стойкость при постоянном внутреннем давлении
труб:
- 20 °C – 1 ч
- 20 °C – 100 ч
- 95 или 80 °C – 165 ч
- 95, 80 или 60 °C – 1000 ч;
- стойкость при постоянном внутреннем давлении
фитингов из PP-R и их соединений:
- 20 °C – 1 ч
- 95 °C (80 °C) – 1000 ч.
Сертификат и протокол приемосдаточных испытаний или его заверенная копия (если продается часть изготовленной партии труб и деталей) должны предоставляться покупателю по его требованию.
Соблюдение этих условий гарантирует качество труб и соединительных деталей.
Недобросовестные производители экономят на приемосдаточных испытаниях и/или используют PP-R, не имеющий сертификата трубной марки.
Для удешевления расходов на сырье некоторые производители в целях экономии используют натуральный PP-R, а необходимые эксплуатационные и технологические добавки или их готовые смеси самостоятельно вводят в загрузочные бункера литьевой машины или экструдера, иногда в уменьшенном количестве (для экономии). Из-за недостаточной гомогенизации добавок в массе полимера такие трубы и детали имеют более низкие показатели качества, чем изготовленные из полипропилена, полученного с помощью профессиональных смесителей.
Перечисленные приемы позволяют снизить расходы на сырье и его переработку, но существенно снижают качество готовой продукции и ее себестоимость.
Какие преимущества дает армирование PP-R труб стекловолокном?
Расширить диапазон параметров и области применения трубопроводов из полипропилена позволяет многослойная экструзионная труба с интегрированным в средний слой стенки волокнистым наполнителем.
Согласно информации фирмы Cincinnati Extrusion, трехслойные трубы из PP-R (полипропилен рандом сополимер) с армированным стеклянными волокнами промежуточным слоем представляют собой интересную альтернативу традиционным трубам для транспортировки горячей и холодной воды в отопительных и санитарно-технических системах зданий.
Труба состоит из двух внешних слоев, изготовленных из материала PP-R, между которыми находится армированный короткими стеклянными волокнами промежуточный слой из гомополипропилена, причем содержание стеклянных волокон составляет 10–20 % (некоторые фирмы используют для промежуточного слоя PP-R).
Соотношение слоев трехслойной трубы по толщине обычно изменяется в пределах от 25/50/25 % до 33/33/33 %.
Для изготовления вышеуказанных труб компания Cincinnati Extrusion рекомендует использовать поточную линию, состоящую из двух одношнековых экструдеров Tabs. Для изготовления наружных слоев применяется экструдер с длиной шнека, равной 30 D, и с пазами в области зоны загрузки технологического узла.
Промежуточный слой формуется с помощью экструдера с длиной шнека, равной 25 D, и с обладающим повышенной износостойкостью гладким технологическим узлом, специально предназначенным для переработки наполненного стеклянными волокнами полипропилена.
К основным преимуществам новой трубы относятся высокие показатели жесткости и модуля упругости, обеспечиваемые применением армирующих стеклянных волокон. Однако эти трубы не являются барьерными и не препятствуют проникновению кислорода из воздуха в транспортируемую среду и для закрытых систем отопления непригодны.
Согласно информации фирмы Borealis, последнее исследование обнаружило на европейском рынке девять различных систем труб от различных производителей. Все трубы являются трехслойными, с наполненным средним слоем. Наполнитель составляет 5–15 % от общей массы трубы. Наполнителем является в основном стекловолокно длиной 100–400 мкм. Длина стекловолокна зависит от технологии приготовления смеси и набора шнека экструдера. Размер среднего слоя составляет 20–50 %. Средний коэффициент линейного теплового расширения (КТР): 32·10–6 – 70·10–6 (у ненаполненного полипропилена 138·10–6).
В России для PP-R КТР принимаются равным 0,15 мм/м·°C согласно СП 40-101–96 [4].
Трубы из PP-R со стекловолокном не нуждаются в зачистке перед сваркой.
Анализ существующего рынка труб из PP-R со стекловолокном указывает на исключительно широкий диапазон технических характеристик и качества труб.
Даже лучшие из доступных систем PP-R со стекловолокном не превосходят по своим качествам системы PP-R с алюминиевым слоем.
Длительный опыт использования систем PP-R с алюминиевым слоем подтверждает их высочайшее качество и прекрасные долговременные характеристики. Опыт использования стекловолоконных систем не столь велик.
Фактически PP-R трубы со стекловолокном позволяют сократить количество компенсаторов при применении их в системах горячего водоснабжения и открытых системах отопления.
Литература
1. Бухин В. Е. Полипропиленовые напорные трубопроводы в инженерных системах зданий. М., 2010.
2. Попов Д. Особенности монтажа армированных труб из полипропилена // Водоочистка, водоподготовка, водоснабжение. 2009. № 11.
3. ГОСТ Р 52134–2003 с изм. №1 от 01.06.2010. Трубы напорные из термопластов и соединительные детали к ним для систем водоснабжения и отопления. Общие технические условия.
4. СП 40-101–96. Проектирование и монтаж трубопроводов из полипропилена «рандом сополимер».
* При необходимости предприятие – изготовитель труб может проверить свойства сырья испытаниями на стойкость к действию постоянного внутреннего давления при температуре 95 °С не менее чем на трех образцах при двух различных уровнях давления и времени испытаний хотя бы на одной ступени давления не менее 2500 ч. Результат испытаний считают положительным, если обе точки разрушения труб будут расположены не ниже эталонных кривых длительной прочности, представленных в прил. В стандарта [2]. Согласно [3, п.5.3.2.3] величина минимальной длительной прочности MRS должна быть не менее 8 МПа.
Статья опубликована в журнале “Сантехника” за №1'2011
Статьи по теме
- Возможные проблемы использования полипропиленовых труб в закрытых системах ГВС высотных МКД
АВОК №4'2023 - Гофрированные двухслойные трубы PRO AQUA PROKAN: качественная и надежная продукция для решения любой задачи
Сантехника №1'2024 - Нам 19 лет: новые мощности, новые вызовы и новая роль в промышленности России
Сантехника №5'2024 - Еще раз о стальных и металлополимерных трубопроводах
Сантехника №3'2016 - Бесшумные полипропиленовые трубы polo-kal 3s
Сантехника №3'2001 - Полипропиленовые трубы. Обзор ключевых параметров в соответствии с ГОСТ 52134–2003
АВОК №5'2014 - Экструзия труб? Это очень просто!
Сантехника №2'2003 - Технология производства и испытания труб из полипропилена
Сантехника №2'2018 - Особенности монтажа полипропиленовых труб и фитингов
Сантехника №2'2019 - Возможные проблемы использования полипропиленовых труб в закрытых системах ГВС высотных МКД
АВОК №3'2023
Подписка на журналы