Какой срок службы полипропиленовых труб

Срок службы пластиковых труб для систем теплоснабжения

В последнее десятилетие в России возрос интерес к полимерным (пластиковым) трубам с точки зрения их применения в тепловых сетях районных поселений и кварталов крупных городов. Эксплуатационные свойства пластиковых труб позволяют производить их укладку в грунт практически без учета теплового расширения, с небольшими радиусами изгиба, при этом отсутствует необходимость установки неподвижных опор, кроме мест установки запорной арматуры, отводов, тройников и вводов в здания и сооружения.

Итак, побывав на выставке или в офисе такой фирмы, вы получаете буклет (или горячие заверения), в котором черным по белому написано – рабочая температура «наших труб» (чаще всего металлополимерных) +95°С, давление 0,1 МПа. Срок эксплуатации при этом 50 лет! Но это не все. Чтобы окончательно сразить клиента, далее следует скромная приписка: «возможно кратковременное повышение температуры до +110°С» (рекорд такого «возможного» повышения, зафиксированный автором, +135°С). Что и говорить, столь фантастические параметры оказывают на неопытного потребителя магическое воздействие. В результате пластмассовые трубы устанавливают в системах отопления, где в качестве теплоносителя используется перегретый пар. Происходящие вследствие дилетантского подхода аварии совершенно незаслуженно формируют отрицательное отношение к пластмассовым трубам. Вдвойне обидно, что в России на эти же «грабли» уже наступали в 60-х годах, когда полимерные материалы и опыт их практического применения были новинкой.

Трубы из PE-RT обладают долгосрочной гидростатической устойчивостью (способность препятствовать истечению жидкости под влиянием давления) при высоких температурах, не имея при этом молекулярной сшивки. Это выражается в значительных технологических преимуществах (возможность сварки) по сравнению со сшиваемыми системами (PE-X), а также в снижении стоимости труб.

Металлополимерные трубы появились на рынке в 80-х годах и соединили в себе достоинства металлических и полимерных труб: обладая прочностью металлических, они не коррозируют, гибки и не имеют склонности к зарастанию. Другим важнейшим преимуществом металлополимерных труб является обеспечение ими газонепроницаемости.

В настоящее время существует множество более качественных материалов, но, тем не менее, в таких областях, как транспортировка газообразных и жидких материалов в химической промышленности PP-H находит широкое применение. Повторное использование PP-H и других типов полипропилена или их ликвидация путем сжигания не вызывают экологических или иных проблем.

Полипропилен блочный сополимер (тип-2) PP-B, PP-C, PP-2. В большинстве случаев PP-B содержит 20-30% этиленовых добавок, которые придают ему в сравнении с PP-H большую гибкость и прочность при температурах до -20°С. При этом он обладает сравнительно более низкой твердостью и температурной устойчивостью (75-90°С). Трубопроводы, выполненные из PP-B, предназначены для внутренней канализации, транспортировки холодной воды под давлением, а также применяется в химической промышленности. Соединяется полифузионной сваркой или механическими креплениями.

Шибиченко И., Долговечность пластиковых труб. Мифы и реальность

Самое первое, что интересует покупателя – возможные области применения труб и основные рабочие параметры. Учитывая, что пластмассовые трубы стали широко применяться в России во внутренних системах водоснабжения и отопления лишь в течении последних четырех лет, до сих пор для некоторых эта продукция в диковинку, поэтому искушение предложить потребителю пластмассовые трубы, которые «могут» работать всюду, даже в истемах отопления с перегретым паром, увы, слишком велико.

Испытания образцов пластиковой трубы на гидростатическую устойчивость при различных внутренних давлениях и температурах в лабораторных условиях позволяют получить данные о времени разрыва трубы, однако эти данные не образуют прямой линии при построении графика в декартовых координатах. Представление напряжения и времени разрыва в логарифмических координатах привело к линеаризации графика и возможности использования регрессионного анализа для прогнозирования срока службы пластиковой трубы.

Для многослойной пластиковой трубы (например, пластиковая труба – армирующая сетка Kevlar – пластиковая оболочка; пластиковая труба – алюминиевая труба – пластиковая оболочка) в расчете необходимо использовать логарифмические зависимости длительной прочности, подтвержденные результатами тестирования по ISO 21003-2 и ISO 9080 Ганноверским институтом централизованного теплоснабжения FFI (Fernwärme Forschungsinstitut Hannover) или другой независимой аккредитован- ной испытательной лабораторией. В России пока не имеется аккредитованных лабораторий, которые могли бы проводить испытания при температуре более 95°С.

Требования в DIN EN ISO 15875-2 и DIN EN ISO 22391-2 к периоду тестирования при испытаниях являются недостаточными, так как согласно DIN EN 15632 планируемый срок службы пластикового трубопровода в ППУ изоляции должен быть не менее 30 лет при температуре до 95°С, соответственно, период тестирования на длительную прочность по ISO 9080 должен составлять не менее 7,5 лет, а не 1 год, как заявлено в DIN EN ISO 15875-2 и DIN EN ISO 22391-2.

Наиболее перспективными пластиковыми труба- ми являются трубы из PE-RT (polyethylene of raised temperature resistance – полиэтилен с повышенным температурным сопротивлением и устойчивостью к старению) и PE-X (cross-linked polyethylene – сшитый полиэтилен или полиэтилен высокой плотности с перекрестными связями).

Полипропилен гомополимер (тип-1) PP-H или PP-1. Материал значительно более твердый, чем полиэтилен, трудно сгибаемый. При температуре ниже +5°С становится хрупким и склонным к образованию микротрещин, что вызывает проблемы во время манипуляций при низких температурах. Имеет температурную устойчивость до 93°С, однако не переносит длительное давление при температурах выше 40°С. Степень горючести соответствует классу С-3, также как и у остальных типов полипропилена. Соединяется полифузионной сваркой или механическими креплениями. В некоторых случаях сваривается инфракрасными нагревателями.

Так, еще в 1996 г. НПО «Стройполимер» разработало и выпустило СП 40-101 «Проектирование и строительство трубопроводов из полимера «Рандом сополимер», в котором четко прописаны параметры эксплуатации и что немаловажно, зависимость долговечности от рабочей температуры и давления, которые наглядно представлены в виде таблицы (Табл.1).

Важен и тот факт, что при прохождении воды по стальным трубам содержание ионов железа в ней увеличивается за счет коррозии в 3-4 раза. Кроме того, по данным института им. Эрисмана высокая аварийность стальных трубопроводов из-за коррозии и плохих стыковых соединений является во многих случаях причиной загрязнения питьевой воды, способствует возникновению и распространению кишечных инфекций. В случае использования пластиковых труб ухудшения о рганолептических показателей воды не происходит.

Что же говорит существующая в России нормативная документация о долговечности пластмассовых труб? Прежде всего, СНиП 2.04.01-85* «Внутренний водопровод и канализация зданий» оговаривает лишь верхний допустимый температурный предел эксплуатации систем горячего водоснабжения +75°С при расчетном сроке эксплуатации 25-30 лет, а СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование» — +95°С при том же сроке эксплуатации. Как будет видно из нижеприведенных данных по конкретным видам труб значение температуры в +95оС является завышенным. Недостаток информации в СНиП 2.04.01-85*, раскрывающей прямую зависимость долговечности трубопровода от рабочей температуры и давления, часто вводит неопытных потребителей пластмассовых труб в заблуждение. Заверения многих поставщиков о том, что их трубы рассчитаны на температуру +95°С и давление 10 атм абсолютно ничего не говорят об их долговечности при таких параметрах. С такими значениями рабочей температуры и давления любая пластмассовая труба прослужит не более 2-3 лет. Где же тут фантастический срок эксплуатации в 50 лет?

Если в качестве технических характеристик пластиковой трубы в ППУ изоляции рассмотреть характеристики трубы ПЛАСТФЛЕКС™ SDR 7,4 из PE-RT тип II DOWLEX™ 2388, то время, которое труба может выдержать без разрушения, вычисляется через логарифмическую зависимость (см. Report EXOVA/P-11/73):

Полипропилен статистический (рандом) сополимер (тип 3) PP-R, PP-3, PPRC, PPCR. Этот тип полипропилена был создан, прежде всего, для использования в сантехнике и отоплении. Имеет хорошую устойчивость к давлению и высоким температурам и используется для холодной и горячей воды, отопления в полу и центрального отопления. Прочность и кратковременную устойчивость этот тип имеет более высокую, чем PP-H, но более низкую, чем PP-B. Его температурная устойчивость при отсутствии давления превышает 100°С. Соединяется полифузионной сваркой или механическими креплениями. В настоящее время имеет наибольшее распространение в области сантехники и отопления, благодаря его хорошим характеристикам и достаточно низким ценам.

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 другими. Важно, чтобы материал использовался строго по назначению.