17
Май
2015

Промышленные трубопроводы из пластика

Cовременный рынок предоставляет огромный выбор арматуры и трубопроводов, изготовленных из пластика. Области применения этой продукции различны, но основная доля в настоящее время приходится на наружные коммуникации и инженерные системы зданий.

Сегмент промышленных полимерных трубопроводов необходимо рассматривать отдельно. В силу специфики применения и ряда предъявляемых требований пластиковая арматура, пластиковые трубы и фитинги, предназначенные для монтажа технологических линий и промышленности вообще, производятся ограниченным числом компаний. В Европе находится меньше десятка компаний, специализирующихся на выпуске такой продукции.

Расширение промышленного применения полимерных трубопроводных систем серьезно осложняется частичным отсутствием нормативной базы для оборудования, изготовленного из полимеров. Проектные институты и инженеры-выпускники профильных ВУЗов изначально, как правило, не знакомы с особенностями проектирования и использования современных полимерных трубопроводов. Это связано, прежде всего, в отставании в этой области отечественной науки и промышленности, образовавшимся в большой степени в период с начала 90-х, в то время как европейские компании продолжали активно развивать направление технологических трубопроводов из полимеров.

Отдельно, нужно отметить, что в сегменте промышленных трубопроводов из полимеров отсутствует конкуренция со стороны азиатских производителей и в частности традиционных уже Китая и Турции, как это можно наблюдать в смежных областях. Эта особенность связана как с высокой технологичностью продукции, достигнутой европейскими производителями за многие годы разработок и усовершенствований, так и с особой ответственностью промышленного применения, где важен высокий ресурс работы в условиях воздействия агрессивных сред.

Пластиковые трубопроводы являются незаменимыми в транспортировке различных веществ (кислоты, щелочи, растворы солей, органика), и по сравнению с металлическими системами обладают рядом неоспоримых преимуществ: 

  • отсутствие коррозии и отложений;
  • долговечность (условный срок службы до 50 лет);
  • химическая стойкость;
  • низкая теплопроводность;
  • простота и легкость монтажа и эксплуатации;
  • надежность (установили и забыли);
  • более низкие эксплуатационные затраты.

 В отношении популярности применения полимерных трубопроводных систем наша страна пока еще значительно отстает от развитых экономик остального мира. Однако, в настоящее время, потенциальные потребители проявляют все больший интерес к пластикам и это отставание постепенно сокращается. Бум применения полимерных трубопроводов для наружных коммуникаций начался в России еще с середины 90-х. В настоящее время аналогичный процесс зарождается и в сегменте технологических трубопроводов. Обвязки бассейнов и резервуаров, очистка воды и стоков производств, транспортировка агрессивных жидкостей – далеко не полный список примеров применения пластиковых трубопроводов, и везде российские предприятия в большинстве своем все еще используют менее эффективный для этих целей металл. 

В настоящее время пластиковая арматура, отдельно от популярности пластиковых труб, наиболее широко применяется в следующих областях:

1. Обвязка бассейнов и резервуаров
Одна из идеальных областей применения. Легкий вес, простота монтажа и обслуживания, надежность и долговечность, гарантия чистоты транспортируемых жидкостей и безукоризненный внешний вид – все это сыграло свою решающую роль при выборе полимерной арматуры компаниями-опрераторами данного рынка.

2. Промышленные трубопроводы
Применение полимерной арматуры в технологиях водоподготовки предприятий и транспортировки химически агрессивных сред обусловлено тем, что химическая стойкость полимеров позволяет существенно снизить эксплуатационные затраты, отказаться от применения дорогостоящих комбинированных металло-полимерных и композитных устройств и повысить надежность трубопроводов. Спектр применяемой арматуры и труб в промышленном сегменте наиболее широк. Это связано с тем, что для транспортировки различных сред требуются полимеры с различными свойствами. Основные материалы: ПВХ, ПП, ХПВХ, ПВДФ, АБС и различные сополимеры.

3. Инженерные сети зданий
Низкая себестоимость, легкость монтажа и ремонта, а также экологичность полимерных труб и арматуры уже достаточно давно по достоинству оценены в сфере жилищного и производственного строительства. Порядка 65% вновь возводимых и реконструируемых зданий оснащается полимерными трубопроводами и арматурой. ПП, ХПВХ, ПЭ наиболее часто применяются в данном сегменте рынка.

4. Наружные коммуникации
В последние годы наметился значительный интерес к применению полимерных материалов для строительства наружных трубопроводных систем. Это обусловлено длительным сроком эксплуатации, высокой коррозионной стойкостью и, что немаловажно, низким весом полимерных трубопроводов. Причем использование полимерных трубопроводов уже не ограничивается водоснабжением и подачей теплоносителей. Полимерные трубопроводы все чаще применяются для перекачки газа. Особенно широко применяются трубопроводы и арматура из различных марок ПЭ и ПП.

Основные материалы для производства арматуры: 

Полиэтилен - Диапазон температур: -40 - +600 С, максимальное давление: 10 бар (для немодифицированного ПЭ), в силу сочетания ряда свойств является основным материалом для производства трубопроводов. Полиэтилен сочетает высокую прочность при растяжении (10-45 Мн/м2, или 100-450 кгс/см2) с эластичностью (относительное удлинение при разрыве 500-1000%). Устойчив к действию щелочей любых концентраций, органических кислот, концентрированных соляной и плавиковой кислот; разрушается азотной кислотой, хлором и фтором; выше 80 °C. Полиэтилен- один из самых дешёвых полимеров, сочетающий ценные свойства со способностью перерабатываться всеми известными для термопластов высокопроизводительными методами. Поэтому в мировом производстве полимеризационных пластиков полиэтилен занимает первое место. 

Полиэтилен очень широко применяется для строительства подземных систем газоснабжения (газопроводов) (рабочим давлением до 6 атм.), холодного водоснабжения (до 16 атм.), а так же напорной и безнапорной канализации. Из полиэтилена изготавливают трубопроводы, фитинги, переходники, корпуса и детали запорной арматуры.

Основные преимущества полиэтилена:

  • Высокая коррозийнная стойкость к транспортируемым жидкостям и химически нейтрален ко всем веществам;
  • Высокая механическая прочность (растяжение на разрыв от 350 до 800%);
  • Коррозийная стойкость ко всем видам грунтов;
  • Низкий удельный вес (в три раза меньшим, чем у стали);
  • Полиэтиленовые трубы не зашлаковываются и не зарастают изнутри;
  • Возможна многократная заморозка трубопровода без его разрушения;

ПВХ - Диапазон температур: 0 – 60 0С, максимальное давление: 16 бар

Из ПВХ производят шаровые и мембранные вентили, дисковые затворы с возможностью как ручного управления, так и при помощи электро- и пневмоприводов, обратные клапаны, ротаметры и сетчатые фильтры, которые могут быть использованы для монтажа технологических трубопроводов с максимальной температурой 60°С, рабочим давлением 16 бар и диапазоном диаметров от 10 до 500мм.

Среди основных технических характеристик ПВХ можно отметить следующее:

  • Высокая химическая стойкость к большинству оксидов, щелочей, алифатических углеводородов и солей.
  • Хорошие физико-механические показатели при температуре до 60°С широкая область применения
  • Химическая инертность. ПВХ может применятся для транспортировки жидких пищевых продуктов, питьевой воды, так и для химически агрессивных сред
  • Оборудование для переработки должно быть коррозионно-стойким. Материал отличается низкой термостабильностью и чувствительностью к высоким скоростям сдвига.

Полипропилен - Диапазон температур: 0 – 950С, максимальное давление: 10 бар.

Это термопластичный полимер, для полипропилена характерны высокая ударная прочность (ударная вязкость с надрезом 5-12 кдж/м2, или кгс/см/см2), высокая стойкость к многократным изгибам, низкая паро- и газопроницаемость; по износостойкости он сравним с полиамидами. Полипропилен - хороший диэлектрик. Плохо проводит тепло. Он не растворяется в органических растворителях, устойчив к воздействию кипящей воды и щелочей, но темнеет и разрушается под действием HNO3, H2SO4, хромовой смеси. Полипропилен обладает низкой термо- и светостойкостью, поэтому в него вводят специальные добавки - стабилизаторы полимерных материалов. В настоящее время арматура и трубы из полипропилена являются наиболее используемым материалом для трубопроводов питьевой и технической воды. Трубы из полипропилена можно использовать для холодной и горячей воды, а также отопления.
 

Основные преимущества полипропилена:

  • низкая себестоимость;
  • срок службы полипропиленовых элементов 50 лет;
  • cанитарно-гигиеническая безвредность;
  • полипропиленовые трубопроводные элементы не подвержены коррозии;
  • потери в результате трения значительно ниже;
  • экономичность эксплуатации;
  • быстрый и чистый монтаж;


ПВДФ
- Диапазон температур: -40 - +140 0С, максимальное давление: 16 бар.

Из ПВДФ изготавливают трубы, соединительные элементы, механические и автоматические клапаны (шаровые, мембранные, дисковые затворы) с возможностью, как ручного управления, так и с помощью электро- или пневмоприводов. Рабочая температура от -40°С до +140°С. Диапазон диаметров от 16 до 160 мм. Рабочее давление до 16 атм. 


Среди основных технических характеристик ПВДФ можно отметить следующие:

  • Высокая химическая стойкость;
  • Хорошие физико-механические свойства, в том числе износостойкость;
  • Стабильность физико-механических показателей в диапазоне –40°С - +120°С;
  • Радиационная стойкость;
  • Легкость монтажа;
  • Высокая, максимально допустимая температура при эксплуатации на воздухе (150 ° С);
  • Хорошая механическая прочность, твердость и ползучестойкость (лучше, чем у других фторопластов);
  • Превосходная химическая стойкость и стойкость к гидролизу;
  • Высокая жесткость, также при низких температурах;
  • Хорошие свойства скольжения и износостойкость;
  • Физиологическая инертность (контакт с пищевыми продуктами);
  • Хорошие электроизоляционные свойства;
  • Великолепная стойкость к ультрафиолету и условиям окружающей среды;
  • Низкая воспламеняемость;
  • Хорошая стойкость к радиационному излучению (лучше, чем у других фторопластов);


ХПВХ
- Диапазон температур: 0 – 100 0С, максимальное давление: 16 бар.

ХПВХ был разработан в 1958 году в США. По сути он является модифицированным ПВХ, но благодаря различиям в химической структуре имеется целый ряд преимуществ, отличающих этот материал. С 1968 производятся трубы, фитинги и запорная арматура диаметром от 16 до 160 мм из этого материала. 


Среди основных технических характеристик ХПВХ можно отметить следующие:

  • Диапазон рабочих температур от 0 до 100°С, рабочее давление до 16 атм;
  • Высокая стойкость к химически агрессивным средам;
  • Самый низкий коэффициент термического расширения среди термопластиков (6,7х10-5 m/m°С);
  • Низкий коэффициент гидравлического сопротивления;
  • Высокая абразивная стойкость;
  • Оптимальные механические характеристики;
  • Экономичность и простота монтажа;
  • Огнестойкость.

Основные свойства полимеров

При выборе материала трубопроводных систем необходимо учитывать следующие свойства пластиков:

  • Максимальное рабочее давление полимерных трубопроводов находится в обратной зависимости от температуры транспортируемых сред;
  • Зависимость рабочих давлений (для воды, с=1,25) от температуры для арматуры и трубопроводов из пластиков.

  

  Наиболее перспективными отраслями применения полимерных трубопроводных систем являются:
 

  • химическая промышленность;
  • энергетика;
  • металлургия;
  • гальваника;
  • производство удобрений;
  • очистные сооружения;
  • целлюлозно-бумажная промышленность;
  • текстильная промышленность;
  • лакокрасочное производство;
  • горно-добывающая промышленность;
  • фармацевтика;
  • пищевая промышленность.

 

Categories: Применение полимеров