Отраслевые статьи

 

Сталь и пластик: Компромисс как альтернатива

Автор: Максим Рассоха, «ШТРИПС» №8, 2008

Все большее распространение в жилищно-коммунальном хозяйстве получают трубы из пластика. В странах ЕС и США они успешно конкурируют со стальными трубами во многих сегментах. Аналогичные тенденции развиваются и в Украине. Рассмотрим преимущества и недостатки пластиковых труб по сравнению со стальными трубами

Проблема выбора наиболее опти­мального в конкретных условиях ти­па трубопроводных систем занимает как крупные строительные компании, так и каждого конкретного челове­ка, затеявшего строительство дома или капитальный ремонт квартиры. Еще двадцать лет назад вопросов ни у кого не возникало. Стальные чер­ные трубы применялись повсеместно. Во внутридомовых разводках более обеспеченные сограждане устанавли­вали нержавейку или оцинковку. Канализация традиционно делалась из чугуна.

В последние годы набор возмож­ных инженерных решений существен­но расширился. Прежде всего за счет широкого использования полимерных труб из полвинилхлорида (ПВХ), полипропилена (ПП) и полиэтилена. Их доля в странах Европы за последние 30 лет возросла с 1% до 60% от общего объ­ема потребления. В нашей стране из-за неинформированности и в какой-то мере консервативности отечественных покупателей полимерным изделиям принадлежит не более 6-10% рынка. Остальное - металлические аналоги.

Как и всякое новшество, пласти­ковые трубы вызывают оживленные дискуссии среди потребителей, которые подогреваются доводами «за» со сторо­ны продавцов этих изделий и изрядным скептицизмом, излучаемым произво­дителями стальных труб. Попробуем рассмотреть аргументы той и другой стороны. Заранее оговоримся, что пла­стиковые трубы при высоких давлени­ях не используются, и следовательно, их применение в качестве напорных для высотных домов (выше 9 этажей), не является предметом дискуссии.

Итак, аргументы за:

1. Долговечность. Ныне произ­водители пластмассовых труб дают га­рантию на 50 лет. Тогда как металличе­ская труба служит в среднем 15-20 лет, а в системах отопления и того меньше. Оцинкованные трубы, которые могли бы более эффективно противостоять коррозии, зачастую портят при сборке. Их сваривают, а при сварке цинковое покрытие на месте шва выгорает, обра­зуется гальваническая пара, и процессы разрушения только усиливаются. Пра­вильное решение - сборка оцинковки «на резьбу». А это, к сожалению, далеко не всегда происходит.

2. Пластиковые трубы не под­вержены коррозии и не засоряются осадками, а в случае их применения в регионах с высокой степенью хлори­рования воды они не вступают в хи­мическую реакцию, что существенно повышает качество воды. В отличие от пластиковых, при прохождении воды по стальным трубам содержание ионов железа в ней увеличивается за счет кор­розии в 3-4 раза. Кроме того, высокая аварийность стальных трубопроводов является во многих случаях причиной загрязнения питьевой воды, способст­вует возникновению и распростране­нию кишечных инфекций.

3. Используемые полимерные ма­териалы химически нейтральны и ус­тойчивы к воздействию более 500 раз­личных химических соединений; они не токсичны и безопасны с бактериологиче­ской точки зрения.

4. Диэлектрические свойства пластмасс делают их устойчивыми к блуждающим токам, что является суще­ственным преимуществом при установке коммуникаций в местах, подверженных подобным влияниям (вдоль трамвайных линий и линий метрополитена).

5. Полимерные трубы на порядок легче металлических, а потому их мон­таж, погрузка и перевозка обойдутся на­много дешевле.

6. Соединение труб и фитин­гов осуществляется при помощи клея по технологии холодной сварки. При этом клеевые соединения не уступают по прочности сварным. При подготовке труб используются специальные ножни­цы или обыкновенная ножовка. Широ­кий ассортимент труб и соединительных элементов позволяет создавать сантех­нические системы различной сложности и конфигурации без проблем при соеди­нении пластиковых изделий со стальны­ми или другими системами. В любом слу­чае скорость монтажа можно увеличить в 2-3 раза. При соединении пластиковых труб не требуются ацетилен и кислород, нет никакой надобности в электродах. Еще проще с канализацией. В отличие от водопровода и систем отопления, в ней не поддерживается давление, а потому канализационные трубы соединяются с помощью муфт и фитингов внатяг. При этом для герметичности используются обычные резиновые прокладки.

7. Обладая значительно более гладкой поверхностью по сравнению с металлическими, пластиковые трубы обеспечивают меньшую потерю напо­ра при движении по ним жидкости. Это спорный аргумент, так как сторонники стальных труб указывают на то, что потеря напора зависит не только от шеро­ховатости поверхности трубы, но и от диаметра - чем он меньше, тем больше и потери. А трубы большого диаметра все же надежней делать из стали. Впро­чем, по мнению автора, более близки к истине все же «полимерщики». Во-пер­вых, сейчас научились делать достаточ­но прочные пластиковые трубы средних диаметров, во-вторых, они не зарастают, в отличии от металлических, то есть со временем не происходит ухудшение гидродинамических свойств трубы.

Однако, у скептиков свои резоны.

Приведем наиболее существенные из них:

1. Подвергается сомнению за­явленная долговечность пластиковых труб. Действительно, даже в Западной Европе редко найдешь трубы, прорабо­тавшие больше 20 лет - ведь их широкое применение началось не так давно. Циф­ра 50 лет возникла в результате переноса результатов лабораторных испытаний на предполагаемые условия эксплуатации в реальности. Одновременно акценти­руется внимание на старении пластика, вызванного температурными циклами и перепадами давлений. Что, как указы­вают скептики, делает бессмысленным прогнозирование поведения полимер­ных материалов на многие десятилетия вперед. Впрочем, полимерщики опровер­гают подобные аргументы: если време­нами пластиковые системы и дают сбой, то это вызвано скорее недостатками в проектировании, неопытностью потре­бителей. Но и с учетом этого срок службы полимерных труб куда больше, нежели у стальных.

2. Возможность вымывания во­дой вредных веществ из пластиковой трубы. Во-первых, это остатки непро-реагироваших при синтезе полимера мономеров - химически и биологически весьма активных веществ. Во-вторых -всевозможные добавки для улучшения физико-механических свойств материала. Надо сказать, что подобные претензии имеют право на существование, но веду­щие европейские фирмы уже давно отра­ботали технологии получения безопас­ных для здоровья человека полимерных составов. Другое дело, что на нашем фор¬мирующемся рынке есть возможность «толкнуть» неопытным покупателям «не слишком качественный» товар. Да и оте-чественные предприятия не всегда имеют опыт производства высококачественной продукции. Поэтому трубы для питьево¬го водоснабжения покупать желательно либо у известных мировых брендов, либо скрупулезно интересуясь сертификатами качества. Впрочем, явного криминала на рынке труб все же не наблюдается. Даже не очень качественная труба со временем «вымоет» все загрязнения и станет вполне безопасной.

3. Санитарная надежность трубопроводов определяется не только качеством подготовки транспортируемой воды на очистных сооружениях и санитарным состоянием внутренней поверхности трубопроводов, но и промышленными загрязнениями грунта в местах укладки трубопроводов. Установлено, что трубы из полимерных материалов (полиэтилена, полибутилена и ПВХ) легкопроницаемы и не должны прокладываться в отравленных почвах, загрязненных углеводородами, включая сырую нефть, масла, бензин, дизельное топливо, керосин, или в местах их хранения и использования. Эти хи-мические соединения могут растворять стенки пластиковых труб, в том числе и труб из ПЭВП (полиэтилен высокой плот¬ности), проникать через них, снижать прочность труб, попадать в питьевую воду. Многочисленные публикации и об¬зоры по трубопроводам в США показали, что пластиковые трубы были виновника¬ми основных случаев загрязнения воды, при этом на полибутилен, полиэтилен и поливинилхлорид приходилось 43, 39 и 15 процентов всех зафиксированных слу­чаев соответственно.

4. Вследствие малой прочности труб из ПВХ и ПЭВП, требования к траншеям при прокладке трубопро­водов из этих материалов намного вы­ше. Стандарты, связанные с установкой пластиковых подземных трубопроводов, предусматривают засыпку трубы части­цами минимального размера так, чтобы почва была равномерно уплотнена и не содержала органических веществ. Ло­же траншеи должно быть гладким, без камней, комков грязи и т. п., так как эти предметы могут ослабить прочность ма­териала из-за царапин и проницания. Но, таких жестких требований не всегда придерживаются.

Некоторого компромисса можно достичь, остановив свой выбор на метал-лополимерных трубах. Они появились на рынке в 80-х годах и соединили в себе достоинства металлических и полимер­ных труб: обладая прочностью металли­ческих, не корродируют, гибки и не име­ют склонности к зарастанию.

Другое важнейшее преимущество металлополимерных труб - они не про­пускают вредные вещества из почвы в воду. Наибольшую часть представленных на рынке металлополимерных труб со­ставляет комбинация: сшитый полиэти­лен - алюминий (PEX-AL-PEX). Система представляет собой слоеную конструк­цию из алюминиевой трубы, сваренной продольным швом встык или внахле­стку (или алюминиевой фольги), поме­щенной между двумя слоями сшитого полиэтилена.

Однако, за счет разной величины коэффициента теплового линейного рас­ширения алюминия и полимера, в конст­рукции возникают значительные напря­жения, могущие привести к расслоению трубы. Это является одним из главных недостатков металлополимерных труб. Производители пытаются свести этот недостаток к минимуму путем усовер­шенствования клея, применяемого при соединении алюминия с полимером.
Металлопластиковые трубы изги­баются вручную, их соединение осуще­ствляется при помощи металлических соединительных деталей. Металлополи-мерные системы изготавливают также на основе полипропилена. В этом случае алюминиевая фольга крепится клеем по­верх толстостенной полипропиленовой грубы, а поверх фольги наносится тонкий защитный слой полипропилена. Соеди­нение труб производится сваркой (при этом фольга и защитный слой срезают­ся на глубину соединения специальным зачистным инструментом) или механи­ческими креплениями. Выбор конкрет­ного материала обусловлен множеством критериев, таких как соотношение цены и качества, удобство и простота монтажа, обслуживания и ремонта, удаленность от торгующей организации, гарантийные обязательства и др.

Кроме перечисленных возможно­стей, существует вариант повышения коррозионной стойкости стандартных металлических труб - нанесение на стальные трубы полимерных покры­тий (односторонних и двухсторонних). Внешняя сторона трубы покрывается двумя-тремя слоями полиэтилена с по­мощью эпоксидных связующих, внутрен­няя - пленкой из эпоксидной смолы или эмалевым покрытием. Это кардинально увеличивает устойчивость к коррозии и долговечность трубы. Надо сказать, что для украинских реалий это, быть может, является перспективным направлением. Имея большие мощности трубных заво­дов логичнее обустроить там цеха по на­несению защитных покрытий, а не экспе­риментировать с непривычным многим украинским строителям пластиком.

Одна из особенностей монтажа и проектирования трубопроводов - необхо­димость учета их удлинения и устройства компенсаторов. Коэффициенты линейного расширения полиэтилена и полипропиле­на примерно одинаковы. Немного меньше коэффициент линейного расширения по-либутилтена, а вот у металлопластика он примерно впятеро меньше, что позволяет уменьшить количество компенсаторов и значительно увеличить расстояние между опорами трубопроводов.

В целом, можно сказать, что рынок труб в Украине - рынок растущий, далеко не исчерпавший свой потенциал. Катастрофически изношенные коммунальные сети требуют эффективной модерниза­ции, а стальные трубы часто напоминают картошку. Весной закопали, а осенью собрали урожай металлолома. Так что пер­спективы у труб пластиковых серьезные. Другое дело, что подходить к их выбору следует со всей ответственностью.

Кроме того, монтаж сложных сис­тем требует высокой квалификации. А строители и коммунальщики - народ консервативный, привыкший работать по старинке. Как уже упоминалось, в украин­ских реалиях выходом могут стать трубы с антикоррозийным покрытием, прочно­стные характеристики и технология мон­тажа которых аналогичны привычным «голым» стальным трубам, а устойчивость к коррозии близка к пластиковым. Они, конечно, дороже. Но вполне окупаются даже в среднесрочной перспективе.

Одно не подлежит сомнению - зака­пывать постоянно дорожающий металл на съедение почвенным бактериям стано­вится настолько невыгодно, что заставля­ет всерьез задумываться об альтернативе.

Возврат к списку