Напорные трубы из полипропиленов различных типов рекомендуются эстонскими специалистами для устройства трубопроводов: горячего водоснабжения, холодного водоснабжения, радиаторного отопления, а также технологических и промышленных сетей, транспортирующих агрессивные среды с учётом химической устойчивости конкретного типа полипропилена, трубопроводы для подключения к тепловым станциям и распределительным узлам.

Из рекомендуемых труб (табл. 1) следует выделить в первую очередь трубы из высокопрочного полипропилена Gallaplast Aquapower.

Благодаря особой кристаллической решётке с дополнительными молекулярными связями материал — высокопрочный полипропилен, из которого производятся трубы Gallaplast Aquapower, находясь под воздействием относительно высоких внутренних давлений и температур, сохраняет свою прочность в течение всего достаточно длительного срока эксплуатации (не менее 50 лет). Внутренние трубопроводные системы из этого материала превосходят во всех классах эксплуатации [7] трубопроводные системы из стандартного PP-R [5] и даже из PE-X материала (рис. 1, табл. 2).

Классы эксплуатации 1 и 2 предусматривают условия эксплуатации трубопроводов в системах горячего водоснабжения с постоянной рабочей температурой 60 °C или 70 °C (Траб); допускают ежегодное увеличение рабочей температуры до 80 °C (Тмакс) сроком на 175 часов для санации системы, а также кратковременное увеличение рабочей температуры до 95 °C (Тавар) сроком до 100 часов в случае аварийной ситуации.

Класс эксплуатации 4 предусматривает условия эксплуатации трубопроводов в системах высокотемпературного напольного отопления или низкотемпературного радиаторного отопления с максимальной температурой в подающем трубопроводе не более 70 °C (Тмакс).

Класс эксплуатации 5 предусматривает условия эксплуатации трубопроводов в системах высокотемпературного радиаторного отопления c максимальной температурой в подающем трубопроводе 90 °C (Тмакс). Классы 4 и 5 допускают кратковременное увеличение рабочей температуры до 100 °C (Тавар) сроком до 100 часов в случае аварийной ситуации.

Все классы данных труб предполагают срок службы 50 лет, исчисляемый по Майнеру С Траб + Тмакс + Тавар.

Эстонские специалисты рекомендуют использовать для устройства трубопроводов трубы GallaPlast Aquapower Beta PP-R и GallaPlast Aquapower Beta Fazer (трубы, армированные стекловолокном, с низким коэффициентом линейного расширения) вместо стандартных труб из PP-R материала.

Так, например, при этом во всём диапазоне наружных диаметров обеспечивается экономия не менее 25%. В отсутствии данных конкретных смет могут возникнуть сомнения на этот счёт. Но и не согласиться с этим нельзя.

Во-первых, использовать рекомендуют трубы GallaPlast Aquapower c большими значениями SDR и серий S, но при этом данные трубы будут иметь то же значение PN и ту же нагрузочную характеристику во всех классах эксплуатации, что и стандартные трубы, выполненные из обычного PP-R материала (табл. 3). Благодаря особым свойствам используемого материала толщина стенки трубы и её вес уменьшается (табл. 4), а пропускная способность труб увеличивается.

Во-вторых, использовать полипропиленовые трубы GaHaPlast Aquapower Beta PP-R и Beta Fazer можно на размер меньше, чем стандартные трубы из PP-R материала, так как они будут обеспечивать приблизительно одинаковую пропускную способность, которая зависит главным образом от внутреннего диаметра (табл. 5 и 6), что также позволяет существенно экономить, получая меньшую сметную стоимость. В-третьих, следует отметить, что существенную дополнительную экономию дают в случае использования труб GallaPlast Aquapower и фитинги (табл. 7), которые также применяются на один размер меньше. Например, для литых фитингов на муфтах из PP-R-100 экономия массы для DN25→DN20 мм и DN110→DN90 мм составит 36 и 81%, соответственно.

Заслуживает серьёзного внимания подход эстонских специалистов к расстановке жёстких и скользящих креплений на вертикальных (рис. 2) и горизонтальных (рис. 3) трубопроводах из полипропиленовых труб. Основополагающим принципом здесь является то, что именно жёсткие крепления определяют направление/величину продольной деформации трубопроводов и участки, на которых следует устанавливать компенсатор:

  • первое жёсткое крепление устанавливают в местах разветвления трубопроводов, отходящих от теплового пункта, где диаметры трубопроводов наибольшие;
  • следующее крепление устанавливают в местах размещения противопожарных переходов на границе секций;
  • намечают участки трубопроводов и в зависимости от их расположения в здании принимают места установки компенсаторов, их тип (рис. 5) и размеры, которые рассчитывают исходя из величины возможной линейной деформации трубопровода на конкретном участке;
  • распределяют точки для оставшихся жёстких креплений с учётом выбранных компенсаторов;
  • жёсткие крепления, во избежание механического воздействия на трубопровод при эксплуатации, размещаются до и после запорно-регулирующей арматуры;
  • скользящие крепления устанавливают с шагом, исключающим превышение допустимого провисания трубопровода.

Рассмотренные положения, вытекающие из опыта эстонских специалистов, должны позволить более обоснованно выбирать напорные трубы из полипропиленов различных типов и исполнений и затем проектировать с учётом расчётного срока эксплуатации, составляющего не менее 50 лет, учитывая также их экономическую эффективность.

Полимерные трубы: применение и основные характеристики

Полимерные трубы применяются для строительства и ремонта трубопроводов, транспортирующих воду для хозяйственного, питьевого холодного и горячего водоснабжения, другие жидкие и газообразные вещества, к которым полимер, из которого они изготовлены, химически стоек. Полимерные трубы используются для транспортировки горючих газов, в системах отопления, канализации и сетях водоотведения. Среди полимерных труб различают трубы из термопластов и реактопластов. Полимерные трубы могут изготавливаться из различных термопластических материалов и их композиций, таких как: полиэтилен (ПЭ), поливинилхлорид (ПВХ), полипропилен (ПП), полиамид (ПА), полибутилен (ПБ) и др.

Основные характеристики полимерных труб:

1. Габаритные: номинальный диаметр Dn (основная размерная характеристика); диаметр условного прохода Dy (величина внутреннего диаметра в [мм] или его округлённое значение); наружный диаметр D (величина внешнего диаметра в [мм] или его округлённое значение); толщина стенки е, мм; стандартное размерное отношение трубы SDR (Standart Dimension Ratio) — отношения номинального наружного диаметра трубы к номинальной толщине стенки трубы (SDR = Dn/e).

2. Массовые (вес 1 п.м. трубы [кг], а также её плотность [кг/м3]).

3. Прочностные: номинальное (условное) давление PN (Nominal Pressure), кгс/см2; минимальная длительная прочность материала MRS (Minimum Required Strength), из которого изготовлена труба, МПа; коэффициент запаса прочности С, зависящий исключительно от условий прокладки (для полиэтиленовых труб для подачи холодной воды С = 1,25); максимальное рабочее давление MOP (Maximum Operation Pressure), МПа; кольцевая жёсткость SN, кН/м; серия трубы S = Q/MOP, где Q — допустимое напряжение в стенке трубы, Q = MRS/C [МПа], причём SDR = 2S + 1; граница текучести при растяжении, МПа; относительное удлинение при разрыве, %; изменение длины труб после прогрева, %; термостабильность труб; стойкость к медленному и быстрому распространению трещины; сопротивление удару падающего груза.

4. Температурные: температура рабочая, максимальная и минимальная, °C. Обычно рабочая температура транспортируемой среды отличается от температуры 20 °C в значительных пределах, колебания температуры должны учитываться при проектировании, так как разрушительно влияют на материал трубы.

Следует отметить и то, что в статье не раскрыт подход эстонских специалистов к выбору расстояний между креплениями, особенно на горизонтальных трубопроводах, а это весьма важно — ведь для труб из различных полимеров и различных исполнений они будут разными (имеется в виду для одинаковых DN), так как их будут характеризовать разные кольцевые жёсткости SN (интегрирующий показатель, включающий модуль упругости и коэффициент Пуассона материала, а также SDR труб).

Не освещён и опыт в производстве монтажных работ [11] с напорными трубами из полипропилена различных типов и исполнений, включая сварочные и ремонтные, а также использование «гибких» труб в бухтах (табл. 1).

Всё это можно будет рассмотреть, в случае заинтересованности в этом широкой научно-технической общественности и редакции журнала, в следующих статьях. Это является весьма актуальным. ОАО «НИИМосстрой» сейчас ведёт активную подготовку к разработке нового всеобъемлющего общегосударственного норматива с учётом современного состояния в использовании напорных полипропиленовых труб всех имеющихся модификаций для устройства внутренних трубопроводов холодного и горячего водоснабжения, а также водяных отопления и холодоснабжения, естественно, включая и опыт эстонских специалистов.