«Трубный» выбор в пользу ПЭ100
Проектные институты, инженерные службы подрядных организаций отличаются немалой инертностью при освоении новых технических решений и технологий применения материалов, что, с одной стороны, служит гарантией от неприятных последствий в эксплуатационный период, но с другой – нередко тормозит продвижение инновационных продуктов. Так, при создании трубопроводных коммуникаций популярны изделия на основе ПЭ‑80 – они хорошо зарекомендовали себя в прошлом и благодаря этому до сих пор составляют конкуренцию более современным трубам из полиэтилена ПЭ‑100.
Возник своего рода технологический парадокс, выходом из которого может стать только развернутая профессиональная дискуссия: почему современный продукт остается на вторых ролях?
Прежде всего, в пользу ПЭ‑100 говорят его технические характеристики. В их числе специалисты выделяют повышенную жесткость, позволяющую использовать данные трубы в рамках технологий бестраншейной прокладки, а также в системах газоснабжения.
При одинаковой толщине стенки ПЭ‑100 способен выдержать гораздо большее давление по сравнению со своим предшественником ПЭ‑80: стойкость при постоянном внутреннем давлении при 20 °C при начальном напряжении в стенке трубы ПЭ‑100 12,4 МПа – не менее 100 ч. Данный показатель у ПЭ‑80 достигается при начальном напряжении в стенке трубы 9,0 МПа.
Созданный с учетом исправления отрицательных свойств полимеров старшего поколения, полиэтилен ПЭ‑100 является идеальным сырьем для производства долговечных полиэтиленовых труб. Основной фактор, на который делают акцент практики, доказывая преимущества ПЭ‑100, – это более высокая прочность при меньшем весе. Качественные показатели материала позволили снизить толщину стенок изделия, что облегчило его вес. Трубы ПЭ‑100 рекомендуются к широкому применению для монтажа водопроводов, в том числе для трубопроводов, предназначенных для транспортировки жидких пищевых продуктов, например, при производстве молока, соков, при пивоварении и виноделии и т. п.
Пластичность и устойчивость полиэтилена данной марки делает его наиболее подходящим сырьем для производства труб, рассчитанных на большее рабочее давление. Полиэтиленовые трубы обладают пластичностью, морозостойкостью, химической и коррозийной устойчивостью к агрессивной среде, им не страшны действия блуждающих токов и электрохимическая коррозия, они весят значительно меньше, чем стальные, поэтому упрощается их монтаж и не требуется при этом специальной грузоподъемной техники. Трубы ПЭ‑100 не нуждаются в изоляции и специальной защите, они с легкостью режутся и свариваются.
Наряду с неоспоримыми фактами преимущества технических характеристик ПЭ‑100 следует отметить и экономичность труб, выполненных из данного материала. Проведенные компаниями-заказчиками расчеты показывают, что использование полиэтилена данного типа для производства труб большого диаметра в некоторых случаях позволяет снизить материалоемкость продукции вдвое. На производство труб (особенно большого диаметра) потребуется большее количество полиэтилена ПЭ‑80 (по сравнению с аналогом), что повышает стоимость конечного продукта, а также цену доставки его на строительный объект. Лишним будет говорить, насколько важна данная экономия. Это тот редкий случай, когда продукт сочетает в себе отличное качество и разумную цену.
Высокие технико-экономические показатели труб из полиэтилена ПЭ‑100 подтверждаются специалистами, обслуживающими трубопроводные системы. Трубы обладают высокой рабочей морозостойкостью (до минус 70 °C), достаточной термостойкостью и химической стойкостью, что, все вместе, обеспечивает их высокую долговечность.
В пользу ПЭ‑100 свидетельствуют результаты проведенных испытаний. Так эксперимент показал, что изменение предела текучести при повышении температуры до 40 °C у ПЭ‑100 составляет 8,3% против 19,4% у ПЭ‑80, 23,7% у PE-RT тип 2 и 38,1% у РР тип 3 (Таблица 1).
Более выигрышными выглядят позиции ПЭ‑100 и при изменении деформации на пределе текучести, повышении температуры до 40 °C – 12,7%. Данный показатель у ПЭ‑80 составляет 29,6%, а у PE-RT тип 2–26,0%.
Несмотря на то что оба полиэтилена относятся к линейным, очевидна более высокая термостойкость у ПЭ‑100, благодаря более совершенной надмолекулярной структуре последнего.
Особая молекулярная формула полимера обеспечивает его высокую стойкость и к другим факторам. Трубы из ПЭ‑100 устойчивы к воздействию УФ-излучений и других внешних химико-биологических агрессий. Проведенные опыты показали, что фотостарение за десять лет воздействия ультрафиолета лучей солнца не будет распространяться в глубь стенки трубы более чем на 1 мм.
Таким образом, УФ-воздействие солнца не является фактором, лимитирующим срок эксплуатации труб из ПЭ‑100 на открытом воздухе.
Трубы являются стойкими «С» (не происходит химической деструкции полимера) к водным растворам хлорида калия и хлорида натрия, соляной кислоты с концентрацией до 35% мас, серной кислоты с концентрацией до 40% мас при температурах до +40 °C. При воздействии данных сред на трубы в течение десяти лет энергия активации термоокислительной деструкции (Ед) понижается сравнительно немного (на 35–45 кДж/моль). Так как значение Ед высокое (166–192 кДж/моль), ресурс работоспособности ПЭ‑100 понижается незначительно и долговечность при температуре 45 °C составляет десятки лет.
Сегодня в проектной документации все еще доминируют трубы из ПЭ‑80, несмотря на то что сырье, а соответственно, и трубы из полиэтилена ПЭ‑100 дешевле. Однако зачастую их закладывают в проекты по инерции и не уделяют должного внимания специфике того или иного объекта. Однако на практике каждый вид труб имеет свое оптимальное применение. Лишь учитывая все нюансы, все характеристики материала труб, нужно принимать решения, которые будут экономически выгодными для предприятий.
Анатолий Шеметовец, заместитель главного инженера филиала «ПАССАТ-ПЛАСТ» ООО «Институт горной электротехники и автоматизации»