Переваги та недоліки полімерів

Вибір труб для систем водопостачання, опалення та каналізації у наш час досить великий. Адже зовсім недавно для цих цілей використовувалися майже виключно сталеві та чавунні труби. Полімерні ж матеріали з'явилися в житті людини порівняно недавно - в середині XX століття. Всі ми досить швидко звикли до поліетиленових пакетів та сумок, плівки для парників та кольорових тазиків.

Дещо пізніше з'явився одноразовий посуд, пластикові меблі і навіть чайники з пластмаси. Сьогодні нам вже пропонують віконні рами та труби з полімерів. Але здебільшого наш споживач із сумнівом вірить у надійність і довговічність полімерних труб. Занадто несерйозно виглядають кольорові полімерні труби, змотані в бухти, як локшина, в порівнянні зі звичними добротними товстими та важкими сталевими та чавунними трубами.

Але звернімося до статистики. Що ж воліє європейський споживач? Більше 80% труб, що встановлюються в нових або капітально ремонтованих будинках, - труби мідні та полімерні, що використовуються приблизно в рівних кількостях.

Щоб розібратися в позитивних і негативних властивостях поліпропіленових труб, треба почати з полімерів. На відміну від металів і азбестоцементу полімери - органічні речовини з усіма їх перевагами та недоліками, що перебувають у близькій спорідненості з природними високомолекулярними - деревиною, шкірою та вовною.

Полімери мають цілий ряд переваг :

- Вони мають універсальну хімічну стійкість і не схильні до корозії;
- Незважаючи на свою легкість (їх щільність у 5-8 разів нижчащільності сталі), вони досить міцні та еластичні;
- Полімери легко переробляються на вироби, тобто. Приймають задану форму і добре забарвлюються;
- Теплопровідність полімерів значно нижча, ніж у металів, що зокрема знижує тепловтрати при транспортуванні гарячих рідин.

Однак полімери не позбавлені і суттєвих недоліків :

- При нагріванні міцність полімерів знижується. Як і всі органічні речовини, вони горять, а під дією ультрафіолетових променів старіють (робляться тендітними та руйнуються);
- До недоліків слід віднести і великий (у 8 разів більше, ніж у сталі) коефіцієнт температурного розширення (крім труб, армованих спеціальним шаром зі скловолокна-труби aquatherm-FASER, у яких коефіцієнт температурного розширення найбільше в 2 рази); до того ж, еластичність полімерів успішно компенсує цей недолік.

Технологи, що виробляють вироби з полімерів, намагаються, і не без успіху, посилити їх переваги та зменшити недоліки. Хімічна промисловість у другій половині XX століття освоїла виробництво десятків полімерів, але масове застосування, у тому числі і при виробництві труб, знайшли 5-7 найголовніших із них.

Безумовними лідерами єполіетилен (РЕ),поліпропілен (РР) таполівінілхлорид (РVС). Зазначені полімери відносяться до групи термопластичних. Вони здатні при нагріванні переходити в пластично-в'язкий стан, а при охолодженні твердіти. Труби з таких полімерів отримують методом екструзії (видавлювання) за допомогою шнека, що обігрівається (приклад найпростішого екструдера, але тільки без обігріву - домашня м'ясорубка). Труби виходять з дуже гладкою поверхнею (шорсткість полімерних труб приблизно в 10 разів нижче, ніжсталевих).

Поліетиленові труби

Поліетиленові труби набули найбільшого поширення. Спочатку їх робили із звичайного поліетилену (згадайте прозору поліетиленову плівку). Такі труби втрачали міцність при нагріванні до 50-60 ° С і швидко старіли. Їх можна було використовувати лише для подачі холодної води. У 80-ті роки. Хіміки навчилися пов'язувати один з одним лінійні молекули поліетилену – "зшивати". Такий"зшитий" поліетилен має підвищену міцність, теплостійкість, і стійкість до УФ-випромінювання. За ними допустиме транспортування води температурою до 95"С. Отримавши підвищену теплостійкість, "зшитий" поліетилен втратив здатність зварюватися. Труби з "зшитого" поліетилену РЕ-Х можна використовувати не тільки для холодного, але і гарячого водопостачання та опалення (центрального та підлогового).

Поліпропіленові труби

Поліпропілен (РР) з використання у виробництві труб займає друге місце. Фізико-механічні та термічні властивості цього полімеру близькі до зшитого поліетилену, а за деякими показниками навіть перевершують його. Але на відміну від останнього він жорсткіший. Тому труби поліпропіленові випускаються у вигляді мірних відрізків, що дещо менш зручно при транспортуванні і вимагає великої кількості сполучних елементів при монтажі. На великих фірмах цю проблему вирішено: пропонуються різні варіанти комплексних систем з'єднання - низькотемпературним зварюванням та за допомогою металевих комплектуючих.

Полівінілхлорид (PVC) - дуже широко використовується в будівництвіполімер, у виробництві труб йде слідом за поліетиленом та поліпропіленом. Зазвичай він використовується у непластифікованому вигляді. Присутність хлору у ПВХ викликає настороженість екологів та обмежує застосування таких труб для водопостачання. Позитивною властивістю полівінілхлориду є його знижена горючість та підвищена хімічна стійкість у порівнянні з іншими полімерами. Він також менш чутливий до УФ-випромінювання, тому основні сфери застосування труб ПВХ - це водостічні системи та каналізація.

Полібутенові труби

Полібутен (РВ) - полімер, як поліетилен і поліпропілен, з групи поліолефінів. Біологічно нешкідливий. Труби з полібутену еластичніші, ніж з поліпропілену. Полібутен характеризується високими показниками міцності, стійкістю до УФ-опромінення і підвищеною теплостійкістю, наближаючись у цьому відношенні до "зшитого" поліетилену. Полібутенові труби зарекомендували себе в мережах гарячого водопостачання та опалення (зокрема, для влаштування теплої підлоги). При 70°С та робочому тиску в системі 0,3 МПа гарантується 50-річний термін служби РВ-труб. Максимальна температура експлуатації труб +95°С. Як і поліпропіленові, полібутенові труби можна зварювати, що дозволяє використовувати ці труби для внутрішнього розведення.

Маркування полімерних труб

Полімерні труби маркують по виду полімеру (РЕ, РЕ-Х, РР і т.п.), по зовнішньому діаметру та номінальному тиску (PN). Зовнішні діаметри труб (в мм) для внутрішнього розведення представлені наступним рядом: 10; 12; 16; 25; 32; 40; 50 і т.д. Крім діаметра, труби маркуються за товщиною стінки. Номінальний тиск зазвичай виражають у барах: 1 бар = 0,1 МПа. Під номінальним тиском мають на увазі постійний внутрішній тиск води при 20°С, яке труба можебезвідмовно витримувати протягом 50 років (наприклад, PN=10, PN=12,5 або РN=20). Для оцінки рівня цих параметрів можна згадати, що робочий тиск води у водопровідній системі трохи більше 0,6 Мпа (6 бар). Максимальний тиск, який труба може витримати короткий час, у кілька разів вищий за номінальний. При температурі вище 20°С термін безвідмовної роботи полімерних труб при незмінному тиску скорочується або може залишитися тим самим - 50 років, але за умови меншого робочого тиску.