Стеклопластиковые трубы и фасонные изделия ППУ

СТЕКЛОПЛАСТИК

Модернизация инженерной структуры ЖКХ, проводимая в рамках программы «Реформирование и модернизация ЖКХ Российской Федерации», диктует необходимость применения новых материалов и технологий. Это позволит отнести трубопроводы к категории капитальных систем со сроком службы не менее 50 лет.

Наряду со стальными, на рынке строительства трубопроводов широкое применение находят трубы из модифицированного чугуна, пластмасс, композиционных материалов, в т.ч. стеклопластиков.

Стеклопластики — конструкционный материал, включающий, как минимум, два основных компонента: полимерную матрицу и армирующий наполнитель. Триада эксплуатационных параметров «температура-давление-долговечность» стеклопластиковых труб или емкостей, стенки которых находятся в прямом контакте с жидкостью, зависит от химической природы использованной смолы и состава рабочей среды.

Стеклопластиковые трубы производятся по технологии намотки стекловолокна, в соответствии с международными стандартами. Основным сырьем являются стекловолокна и смолы. С учетом рыночных, технологических и финансовых аспектов монтаж стеклопластиковых труб может быть рекомендован к осуществлению в связи с возрастающей потребностью в трубах номенклатуры, которая не охватывается производимыми пластмассовыми трубами и фасонными изделиями, для наружной прокладки, а именно труб с внутренними диаметрами выше 300 мм.

Существующий опыт строительно-монтажных работ по устройству участков трубопроводов горячего водоснабжения на ЦТП, РТС, с применением стеклопластиковых труб, «Бонстренд», Аmеron International, Нидерланды, «Эпогард»,   Kusimex  GmbH

Германия, и гидравлические испытания подтверждают высокие прочностные характеристики и устойчивость стеклопластиковых труб в системах холодного и горячего водоснабжения в области рабочих давлений 10 атм. и более. Проведен сравнительный анализ и рассмотрены преимущества трубопроводных систем, изготавливаемых из стеклопластиков на основе намотанного стекловолокна и связующих смол различной химической природы (эпоксидных — GRE, полиэфирных — GRP, кремнийорганических, фенолформальдегидных), а также различных видов полимеров (полиэтилен, сшитый полиэтилен, полипропилен, полибутен, поливинилхлорид хлорированный поливинилхлорид и полипропилен). Определены и отработаны различные виды стыковых соединений, включая склейку, фланцевые, муфтовые соединения участков, а также сварку и соединительные детали.

Преимущества

Определены следующие преимущества стеклопластиковых труб по сравнению с изготовленными из традиционного металла:

  1. легкий вес — легкая укладка (труба из стеклопластика, весящая в 4-8 раз меньше такой же стальной трубы, может быть легко установлена с помощью небольшого подъемного оборудования и бригады из трех-шести человек);
  2. снижение затрат на техническое обслуживание, поскольку труба абсолютно не подвержена коррозии и зарастаниям, не требуется проведение защитных мероприятий, в т.ч. нанесение антикоррозионных покрытий и мероприятий по электрохимической защите от коррозии;
  3. снижение расхода теплоизоляционного материала в связи с низкой теплопроводностью стеклопластика;
  4. отсутствие влагопоглощения позволяет отказаться от применения гидроизолирующих материалов;
  5. атмосферостойкость обеспечивает продолжительную эксплуатацию в любых климатических условиях;
  6. теплостойкость определяется достаточно высоким значением удельной теплоемкости;
  7. краткие сроки монтажа и сокращенные затраты на восстановительные работы вследствие конструкционных особенностей труб и соединительных деталей, при этом ремонтно-восстановительные работы не требуют специального оборудования;
  8. длительный ресурс эксплуатации — не менее 50 лет.

Проведем сравнение характеристик трубопроводов из следующих материалов:

  • Сталь
  • Чугун
  • Полиэтилен высокой плотности
  • Стеклопластик

Каждый из этих материалов имеет преимущества и недостатки, касающиеся как характеристик материалов, так и их стоимости.

После более тщательного изучения свойств четырех вариантов, будет видно, что трубы из стеклопластика имеют все преимущества представленных материалов, и в тоже время практически не имеют недостатков.

Сравнительная таблица


Показатель Стеклопластиковые трубы Чугунные трубы Стальные трубы с эпоксидным покрытием Трубы ПВХ Полиэтиленовые трубы (ПНД/HDPE)
 
Коррозионная устойчивость Хорошая Очень плохая устойчивость к коррозии. требуется цементное покрытие внутреннего слоя. Битумное или иное покрытие внешней поверхности трубы. Необходима катодная защита. Для того чтобы избежать внутренней коррозии, требуется дополнительное эпоксидное покрытие. Наружная поверхность также должна быть покрыта каким-либо защитным слоем. Необходима катодная защита. Плохая в щелочной среде. Хорошая
 
Обслуживание Не требуется Внешнее покрытие может шелушиться по прошествии времени из-за повреждений при перевозке и монтаже и окружающей среды. Требуется периодическое обслуживание. Внешнее покрытие может шелушиться по прошествии времени из-за повреждений при перевозке и монтаже и окружающей среды. Требуется периодическое обслуживание. Требуется периодическое обслуживание. Требуется периодическое обслуживание.
 
Срок эксплуатации Более 50 лет Из-за коррозии труб срок эксплуатации составляет 20 - 30 лет Из-за коррозии труб срок эксплуатации составляет 20 - 25 лет Срок службы ПВХ труб составляет 15 - 20 лет в зависимости от условий эксплуатации Срок службы ПЭ труб составляет 20 - 30 лет в зависимости от условий эксплуатации
 
Подземное применение Оптимальный дизайн для конкретных условий исходя из внутреннего давления и требований к жесткости достигается за счет гибкого производственного процесса. Срок службы снижается за счет возникновения коррозии на внешней поверхности трубы. Срок службы снижается за счет возникновения коррозии на внешней поверхности трубы. Не подходит для применения под землей Неэкономичный дизайн в виду очень большой толщины стенки трубы
 
Шероховатость внутренней поверхности Коэффициент Хазена- Уильямса С = 150. Меньший расход на передачу жидкости. C=120. Расход на передачу жидкости выше. C=120. Расход на передачу жидкости выше. C=150 C=150
 
Удельный вес 1.8 – 1.9 7.05 7.85 1.4 – 1.45 0.95
 
Вес Легкий вес В 6 раза тяжелее стеклопластика В 3-4 раза тяжелее стеклопластика Тяжелее стеклопластика в виду более толстой стенки трубы Тяжелее стеклопластика в виду более толстой стенки трубы
 
Манипулирование Очень простое манипулирование в виду легкого веса трубы Сложное, в виду большого веса трубы Сложное, в виду большого веса трубы Очень простое Простое, необходимо избегать чрезмерных и долговременных деформаций трубы
 
Толщина стенки Малая толщина стенки за счет оптимального дизайна. При определенном давлении толщина стенки больше, чем у стеклопластиковых труб При определенном давлении толщина стенки больше, чем у стеклопластиковых труб При определенном давлении толщина стенки больше, чем у стеклопластиковых труб Толщина стенки больше, чем у стеклопластиковых труб
 
Предел прочности на разрыв 300-375 Mpa Минимально 420 Mpa Минимально 420 Mpa 50 Mpa 35 – 60 Mpa
 
Модуль упругости 35 Gpa 150 – 170 GPa 210 – 240 GPa 3 GPa 5 Gpa
 
Гидроудар Наилучший показатель среди труб из других материалов. Большой гидроудар. Требуется специальное устройство. Большой гидроудар. Требуется специальное устройство. Недостаточно хорошо справляется с гидроударом. Недостаточно хорошо справляется с гидроударом.