Преимущества применения полиэтиленовых труб

Гибкость полиэтиленовых труб и надежность соединений делают полиэтиленовые трубопроводы незаменимыми в сейсмически активных областях и в местах, где возможны подвижки почвы.

Гибкость полиэтиленовых труб и надежность соединений делают полиэтиленовые трубопроводы незаменимыми в сейсмически активных областях и в местах, где возможны подвижки почвы. Сшитый полиэтилен обладает молекулярной памятью: в процессе монтажа труба «самоусаживается» на фитинге, образуя соединение, прочность которого выше прочности самой трубы. Отходов при монтаже или сварке полиэтиленовых труб практически не бывает. Скорость этих операций в сравнении с металлическими трубами выше в 2-4 раза. Но главное преимущество полиэтиленовых труб — дешевизна: они примерно на 30% дешевле оцинкованных стальных, того же диаметра.

Трубы ПНД — это короткое обозначение говорит о том, что трубы изготовлены из полиэтилена низкого давления и предназначены для трубопроводов, транспортирующих воду (в том числе для хозяйственного и питьевого водоснабжения) и другие жидкие и газообразные вещества, к которым полиэтилен химически стоек.

Трубы изготавливаются из полиэтилена низкого давления методом непрерывной шнековой экструзии. Трубы ПНД изготавливаются пяти типов (SDR26,SDR21,SDR13.6,SDR11,SDR9), соответствующим номинальному давлению. Номинальное давление — постоянное внутреннее давление воды при 20 градусах Цельсия которое трубы ПНД могут выдерживать в течение 50 лет.

Напорные трубы из полиэтилена имеют неоспоримые преимущества перед металлическими:
вода, замерзшая внутри трубы ПНД, не повредит ее;
просадка дома, к которому подведен трубопровод, вызовет разрушение металлической трубы, в то время как труба ПНД способна растягиваться без потери своих качеств до 7%;
трубы ПНД токсикологически и бактериологически безопасны;
просты в обслуживании (трубы ПНД легко заменяются);
трубы ПНД не относятся к категории опасных грузов.
Цвет труб ПНД — черный, однородный.
Наружный диаметр выпускаемых  полиэтиленовых труб — от 20 до 1200 мм.
Полиэтиленовые трубы, выпускаемые в прямых отрезках (от 6 до 12 м по согласованию с потребителем), связываются в пакеты.
Полиэтиленовые трубы, диаметром не более 110 мм изготавливаются в бухтах от 100 до 2000 м.

С начала 1960-х годов полиэтилен (ПЭ) зарекомендовал себя как материал, чьи качественные показатели наилучшим образом отвечают потребностям производства изделий для распределительных трубопроводов. Применение непосредственно ПНД (полиэтилена низкого давления) в производстве труб для водоснабжения и газоснабжения привело к коренным изменениям индустрии строительства трубопроводов по всему миру. В подавляющем количестве стран более 90% вновь вводимых в строй трубопроводных распределительных систем для воды и газа изготовлены из ПНД, и это закономерный результат тех хорошо известных и многочисленных преимуществ, которые предоставляет ПЭ-материал по сравнению с традиционными жесткими материалами.

ПЭ-материалы, используемые для трубопроводных систем в начале 60-х годов, были известны как ПЭ высокой плотности (низкого давления) и в то время считались самыми лучшими полимерными материалами, производимыми для этих целей. Сегодня их относят к ПЭ первого поколения. Значительным событием явилось появление в конце 60-х годов полиэтилена средней плотности, который заметно отличался по своим свойствам от ПЭ высокой плотности и явился первым материалом из ПЭ второго поколения.

Создание ПЭ средней плотности позволило качественно улучшить материалы, относящиеся к ПЭ первого поколения, и с середины 70-х годов внедрить в производство ПЭ высокой плотности второго поколения. Эти материалы отличались более высоким классом минимальной длительной прочности в сочетании с более высоким сопротивлением как медленному, так и быстрому распространению трещин. Если учесть, что ПЭ первого и второго поколения были унимодальными (один пик на кривой молекулярно-массового распределения), то разработка в 80-х и 90-х годах бимодальных ПЭ (два пика на кривой молекулярно-массового распределения) еще больше расширила потенциальные возможности этих материалов, приведя к созданию ПЭ третьего и четвертого поколений.

Изначально ПЭ первого и второго поколений классифицировались по системе, основанной на показателе расчетного уровня гидростатического напряжения (Hydrostatic Design Stress — HDS). Новая же классификация исходит из класса минимальной длительной прочности (MRS) и включает показатель коэффициента запаса прочности. В связи с этим материалы первого, второго, а также третьего/четвертого поколений сокращенно обозначаются MRS 6,3, MRS 8 и MRS 10, что соответствует ПЭ-63, ПЭ-80 и ПЭ-100. В настоящее время отечественные производители способны предложить весьма широкий ассортимент труб ПНД для разных областей применения, различающихся по предельно допустимому рабочему давлению, диаметру, марке сырья.

Полиэтиленовые трубы и их использование для большого диаметра труб, открывает новые возможности при строительстве трубопроводов. Традиционно трубами большого диаметра считаются полиэтиленовые трубы диаметром 500-1200 мм. Основными областями применения таких труб являются ливневые и канализационные коллекторы, напорные водоводы, дренаж. Доля рынка, которую занимают полиэтиленовые трубы, довольно значительна и растет быстрыми темпами. Согласно проведенным исследованиям, рост объема потребления полиэтиленовых труб большого диаметра в США предполагается на уровне 4,7% в год и к 2007 году достигнет 12,4 тыс. км. Доля полиэтилена будет составлять более 20% потребления труб большого диаметра, на что будет израсходовано 440 тыс. тонн исходного сырья.

Увеличение доли полиэтиленовых труб будет происходить, в первую очередь, за счет постройки новых и восстановления старых или устаревших систем водоводов и канализации, в особенности для специфических условий больших городов, протяженных улиц и автомагистралей. Бетонные трубы пока сохранят свое лидирующее положение для подземных применений. Однако полиэтиленовые трубы начинают составлять им серьезную конкуренцию, основанную на таких преимуществах, как лучшие эксплуатационные характеристики, более быстрый и легкий монтаж по сравнению с трубами из других материалов. Хорошие перспективы использования напорных полиэтиленовых труб в водоснабжении и водоотведении обусловлены устареванием существующих систем и все более частым возникновением таких проблем, как утечки, прорывы, экс-фильтрация, то есть диффузное проникновение внешних вод в систему питьевого водоснабжения, которые вызываются коррозией и низкой устойчивостью существующих систем к скачкам давления.

При наличии в напорном трубопроводе сквозных повреждений в стенке трубы или в соединениях через них утекает вода. Кроме того, вытекающая вода размывает грунт вокруг трубы. В результате происходят провалы грунта, подтопление подвалов, повреждение фундаментов близлежащих зданий. Если рядом проложена канализация, потерявшая герметичность, то вода из водопровода размывает зараженный канализационными стоками (в том числе и фекальными) грунт вокруг трубопровода и может переместить его в водоносные слои. При перерывах в подаче воды в трубопроводе образуется вакуум, который засасывает через сквозные неплотности окружающий грунт и грунтовые воды. При возобновлении водоснабжения они разносятся потоком по трубопроводу.
Применение полиэтиленовых труб позволяет существенно уменьшить аварийность, опасность загрязнения питьевой воды и, кроме того, значительно облегчает монтаж и позволяет использовать бестраншейные технологии.

Тенденции последних лет указывают на то, что коммунальные службы городов-мегаполисов различных стран все большее внимание уделяют вопросам использования перспективных бестраншейных технологий восстановления (санации) и прокладки водопроводных и водоотводящих сетей, под которыми понимаются технологии прокладки, замены, ремонта и обнаружения дефектов в подземных коммуникациях различного назначения с минимальным вскрытием земной поверхности. В передовой зарубежной практике сейчас 90% объема работ по замене и восстановлению подземных коммуникаций производится бестраншейным способом.
Одним из интереснейших применений полиэтиленовых труб является строительство подводных трубопроводов. В отличие от работы с металлическими трубами, в данном случае весь комплекс монтажных работ проводится на берегу, что несравнимо облегчает и удешевляет строительство. Затем производится постепенное затопление уже готового трубопровода из полиэтиленовых труб, снабженного балластными грузами.

Преимущество полиэтиленовых труб перед стальными:
Дешевле.
Более долговечны. Расчетный срок службы — свыше 50 лет.
Не требуют катодной защиты, и поэтому почти не нуждаются в обслуживании;
Высокая коррозийная и химическая стойкость, не боятся контактов с агрессивными средами;
Исключена возможность образования накипи на внутренней поверхности.
Низкая теплопроводность, снижающая тепловые потери и уменьшающая образование конденсата на наружной поверхности труб.
Снижение вероятности разрушения трубопровода при замерзании жидкости, так как при этом труба не разрушается, а увеличивается в диаметре, приобретая прежний размер при оттаивании жидкости.
Небольшой вес, что облегчает монтажные работы, особенно в стесненных условиях.
Полиэтиленовые трубы в 5-7 раз легче стальных, поэтому:
Во-первых, небольшие перемещения их при монтаже не требуют грузоподъемных механизмов;
Во-вторых, одно транспортное средство перевозит в 5-7 раз больше полиэтиленовых труб, чем стальных;
Значительное снижение опасности гидроударов вследствие сравнительно низкого модуля упругости.
Надежность сварных швов соединений в течение всего срока эксплуатации трубопроводов.
Стыковая сварка полиэтиленовых труб значительно дешевле, проще и занимает меньше времени.
Возможность многократного перемонтажа при низких затратах.
Более низкие трудозатраты при проведении монтажных работ.
Полиэтиленовые трубы значительно длиннее металлических;
Полиэтиленовая труба — это надежный щит от микроорганизмов и бактерий, ее внутренний слой не отдает воде никаких вредных примесей.
Строительство и реконструкция сетей водо- и газоснабжения с применением полиэтиленовых труб дает экономию до 40% затрачиваемых средств по сравнению с традиционными методами.

Особенности монтажа

Соединения полимерных труб можно разделить на два типа:

Неразъемные:
– произведенные сваркой встык с помощью сварочного инструмента;
– с помощью электромуфт;

Разъемные:
– фланцевые;
– раструбные с эластичными уплотнителями.

Как правило, для трубопроводов, работающих под давлением, используют неразъемные соединения — сварку встык или муфтовую сварку, хотя нельзя сказать, что фланцевые соединения менее надежны. Разъемные виды соединений более подходят для безнапорных систем, в каждом же частном случае более подходящий способ соединения выбирается исходя из конкретных условий. Сварные и электросварные соединения, используемые для монтажа трубопроводов из полиэтиленовых труб, имеют высокую прочность, герметичны и стойки к внешним разрушающим воздействиям в процессе монтажа и эксплуатации.