краткий обзор современных полимеров – трубы из полиэтилена
Полиэтилен является наиболее массово применяемым полимерным материалом для производства трубопроводов – чаще всего для транспортировки холодной и горячей воды, канализационных стоков, в том числе ливневой канализации, а также газопроводов с низким давлением (распределительные сети), а также в составе различных композитных конструкций – металлополимерных труб, комбинированных труб полиэтилен-стеклопластик и др. Полиэтиленовые трубы первыми в промышленных объемах завоевали рынки альтернативного стали материала (трубы ПВХ появились еще раньше, но из-за отсутствия мощной химической индустрии не производились в таких объемах, как позже трубы полиэтиленовые) и с середины прошлого века разновидность полиэтиленовых труб постоянно увеличивается (ПНД, ПВД, сшитый полиэтилен, а также разнообразные трубные марки, например ПЭ63, ПЭ-80, ПЭ-100 и другие).
В защиту полиэтиленовых труб можно привести практически все преимущества, которыми обладают полимерные пластики. Это высокая коррозионная стойкость, легкость, свариваемость, пластичность и в то же время прочность (в исполнении напорных трубопроводов с толстой стенкой), стойкость ко многим химическим реагентам, высокая и стабильная экологическая чистота продукта, прокачиваемого по полиэтиленовых трубам, быстрота монтажа, длительный срок безаварийной эксплуатации и прочие прочностные и износоустойчивые характеристики полиэтилена. С момента постановки на промышленные масштабы производства более качественного с улучшенными характеристиками сшитого полиэтилена (РЕХ), позволившего повысить слабую сторону большинства полимеров – низкую стойкость к высоким температурам для эксплуатации труб горячего водоснабжения и отопления, в трубную промышленность по производству полиэтиленовых труб вдохнули новое дыхание. Благодаря этому рабочая температура для полиэтилена была повышена с 50-60 градусов С до 90-95 градусов С, что позволило широко применять полиэтилен не только в качестве сырья по производству трубопроводов наружных сетей, но и для производства труб малых диаметров для внутренней прокладки трубопроводных систем. Сегодня на основе полиэтиленовых труб различных марок производятся десятки и даже сотни разновидностей трубопроводов для большинства отраслей промышленности, не говоря уже о коммунальных трубопроводах, где полиэтиленовые трубы являются наряду с трубами из полипропилена и поливинилхлорида одними из наиболее востребованных и перспективных, тем более в нашей стране с ее изношенной трубопроводной инфраструктурой и проблемой долговечности трубопроводов.
Благодаря своим уникальным пластичным, износоустойчивым и адгезионным свойствам полиэтилен в огромных количествах применяется для изоляции магистральных трубопроводов нефтегазового сортамента и гарантирует защиту данного типа трубопровода минимум на 33 года, а реально современные трехслойные типы покрытий экструдированным полиэтиленом вполне способны эксплуатироваться до 50 лет, что дает огромный экономический эффект от применения данного типа наружной изоляции стальных трубопроводов. Оборудованием для нанесения данного типа изоляционного покрытия трубопроводов больших диаметров оснащены сегодня наиболее крупные трубные заводы, такие как Волжский трубный завод, Выксункский, Челябинский и другие трубные заводы, поставляющие трубы в изоляции полиэтиленом для всех строющихся сегодня в нашей стране магистральных нефте- и газопроводов.
Полиэтиленовые тонкостенные трубы также применяются в комбинированной конструкции тепло- и гидроизоляции теплопроводов и водопроводов тепловых сетей на основе использования пенополиуретана (ППУ) в качестве теплоизоляционного материала. Данная продукция известна потребителям в Европе с 70-х годов прошлого столетия, а в нашей стране трубы ППУ в полиэтиленовой защитной трубе-оболочке активно применяются примерно десять последних лет и уже сегодня можно сказать, что изолированные ППУ трубопроводы являются достойной сменой применявшихся ранее технологиям теплоизоляции коммунальных и промышленных трубопроводов. Полиэтилен в данной конструкции трубопроводов также является надежным и востребованным материалом, гарантирующим герметичность всей трубопроводной системы подземной бесканальной прокладки.
Самый экономичный вариант – трубы из полиэтилена. В свое время они быстро привлекли внимание покупателей, но завоевать настоящую популярность им мешал один недостаток – недопустимость нагрева выше 50 – 60 градусов С, поэтому по ним приходилось подавать только холодную воду. Благодаря открытиям, сделанным в химической промышленности около 20 лет назад, данную проблему удалось решить путем связывания (или, как еще говорят, сшивания) друг с другом линейных молекул полиэтилена. Полученный в результате нововведенный материал приобрел повышенную прочность, устойчивость к UV-излучению и теплостойкость. Он рассчитан на подачу практически кипящей воды (температурой до 95 градусов С). Коммуникации из сшитого полиэтилена используют не только для холодного, но и для горячего водоснабжения. Служат они до полувека. Сегодня более 50% полимерной трубы изготавливают именно таким образом. Наиболее известные производители подобной продукции – иностранные Dismy, Rehau, а из отечественных фирм можно назвать «Бир Пекс», «Икапласт», «Казаньоргсинтез», «Газпласт». Производство труб из полиэтилена низкого давления (ПНД) осуществляется методом непрерывной экструзии. Производство напорных труб из ПЭ-80 и ПЭ-63 способствует быстрому развитию строительства надежных и долговечных трубопроводов по всему миру. Во многих странах Европы более 90% строящихся трубопроводов распределительных систем для воды и газа изготавливаются именно из полиэтиленовых труб.
На смену трубам больших диаметров (диаметры до 1400-1600 и более мм) сегодня приходят новые конструкции трубы – спирального изготовления, с полыми внутренними пространствами, разнообразными внутренними ребрами жесткости, что позволяет изготавливать полиэтиленовые трубу диаметрами до 2000- 2200 и более мм. Технологическая возможность производства полимерных труб с отличными эксплуатационными характеристиками и диаметрами в несколько метров позволяет полиэтилену заменять ранее практически безальтернативные технические варианты прокладки данного типа трубопроводов из бетона, стали или чугуна.