Трубопроводные системы из ХПВХ

Хлорированный поливинилхлорид был создан в конце 1950-х годов как модификация ПВХ. Результат модификации позволил трубопроводам ХПВХ работать при более высоких температурах и более жестких условиях, как по составу транспортируемой жидкости, так и воздействующим внешним факторам, Также условием для разработки модификации ПВХ было сохранение полезных параметров и свойств ПВХ.

Успешно справившись с поставленной задачей, американские ученые обнаружили, что свойства полученной модификации вышли далеко за рамки свойств ПВХ. Фактически в 1958 г. был констатирован факт создания нового материала, как по свойствам, так и по областям применения, так на свет появился хлорированный поливинилхлорид. Разработки велись учеными и специалистами компании BF Goodrich, а основным заказчиком было аэрокосмическое агентство США.

Первые применения нового материала были где-то в космических программах, более конкретной информации по известным соображениям получить не удалось. Но учитывая полученный арсенал новых свойств материала, и имеющиеся преимущества ПВХ, такие как легкость проектирования, монтажа, безопасность материала и стойкость ко внешним и внутренним воздействиям, материалом заинтересовались гражданские компании.

С 1959 г. в США началось применение ХПВХ для гражданского строительства в качестве системы для транспортировки горячей и холодной воды для внутридомовой прокладки и позже для применения в системах отопления. Итак, с 1959 г. началась история успешного применения ХПВХ в США и в мире для водоснабжения и отопления. С этого времени ХПВХ завоевал лидирующее место на американском, ближневосточном, индийском и других рынках.

Высокая устойчивость ХПВХ к химически агрессивным средам и огню привела к созданию специальных компаундов, рассчитанных на применение в промышленности и системах пожаротушения. С 1980-х годов трубы из ХПВХ производятся под торговыми марками FlowGuard Gold™ для систем водоснабжения и отопления, Corzan™ для индустриальных систем, BlazeMaster™ для систем пожаротушения, TempRite™ для прочих направлений, в т.ч. не трубных.

Каждый из этих компаундов обладает уникальными свойствами, ориентированными на конкретную область применения. В 2000 г. началось активное применение ХПВХ в Индии, и сегодня объем переработки и потребления изделий из ХПВХ в Индии превысил объем потребления американского рынка. На рынке России системы ХПВХ FlowGuard Gold™ европейского производства появились с середины 1990-х годов.

В начале 2008 г. появились трубопроводы ХПВХ российского производства, представленные заводом «Аделант». С учетом специфики рынка России и рынков большинства стран бывшего СССР, где система отопления является центральной, компанией Lubrizol (департамент ХПВХ ранее был департаментом компании BF Goodrich) был разработан специальный компаунд FlowGuard Gold™ Type II.

Тип II соответствует всем жестким требованиям рынка России, европейскому стандарту EN ISO 15877, а также российскому ГОСТу 52134 (в редакции 2010 г.) класс эксплуатации 1, 2, 4 и 5. На сегодняшний день в России производство трубопроводов из ХПВХ для систем водоснабжения, отопления (FlowGuard Gold™ Type) и промышленного применения (Corzan™) представлено только заводом «Аделант». 

Особенности клеевой технологии монтажа трубопроводов ХПВХ

Одним из основных достоинств ХПВХ, которое он унаследовал от систем ПВХ, является простота монтажа. В систему, предлагаемую российским производителем, входят все необходимые компоненты для монтажа: труба, фитинги и клей, все эти элементы соответствуют требованиям американского, российского и европейского стандартов в области водоснабжения и отопления. Клей связывает трубу и фитинг, и после высыхания получаемое соединение становится монолитным, в т.ч. по причине того, что клей состоит из ХПВХ, растворенного в растворителе.

В результате при испарении растворителя в месте соединения остается только ХПВХ от трубы, от фитинга и от клея. Дополнительным преимуществом данного метода соединений является факт единства материала, как описано выше в месте соединения, кроме ХПВХ ничего нет, и вся система контактирует с внешними воздействиями только как один материал — ХПВХ. Как известно, чем более однородна система, тем она надежнее.

Основные преимущества технологии клеевого соединения: использование в монтаже простых инструментов, не требующих подвода электроэнергии; минимизация трудозатрат на подготовительные работы и монтаж; возможность монтажа в труднодоступных местах; отсутствие наплывов и других дефектов соединения, как внутри, так и снаружи трубопровода; незначительные затраты на подготовку специалистов; сокращение сроков монтажа; простой и качественный ремонт повреждений.

Модификация ПВХ – в чем отличия?

Хлорированный поливинилхлорид — это результат реакции хлорирования гомополимера ПВХ. Таким образом, увеличение содержания хлора в ХПВХ, по сравнению с ПВХ, значительно улучшает технические характеристики материала. Прочность и высокая пропускная способность. Высокая прочность труб ХПВХ позволяет им воспринимать давление (PN 16, PN 25) при меньшей толщине стенки.

Благодаря этому при одинаковых наружных диаметрах пропускная способность трубы значительно возрастает по сравнению с другими пластиковыми трубами. Увеличивается количество жидкости проходящей через условный диаметр трубы, что в случае грамотного подхода к проектированию и гидравлическому расчету может позволить использовать трубы ХПВХ меньшего диаметра, по отношению к другим пластиковым системам.

Это позволяет сокращать финансовые расходы на материал, на насосное и другое оборудование, а также, что очень важно позволяет экономить расход лишней воды, которая находится в системе и является избыточной. Также все вышесказанное способствует снижению энергозатрат на работу насосов, увеличивается ресурс их работы. Прочностные характеристики материала позволяют монтировать трубы ХПВХ в домах повышенной этажности, применяя при этом скрытую разводку.

Скрытая прокладка труб ХПВХ является очень выгодным преимуществом, позволяющим экономить монтажной организации на материале и работе. При монтаже труб ХПВХ в бетон существует отлаженная технология, которая не требует использовать изоляционных материалов, компенсаторов, дополнительные крепления и прочие удорожающие систему элементы. Также трубы ХПВХ можно замоноличивать в бетон и под штукатурку.

Данная технология проста, но требует предварительного изучения рекомендаций производителя систем из ХПВХ. Это преимущество достигается за счет схожести параметров температурного расширения ХПВХ и силы трения обжатия бетона. Данная технология должна быть востребована в современном строительстве особенно с учетом роста монолитного домостроения и возможности использования данной технологии при прокладке трубных систем в пустотах бетонных конструкций и кирпичей.

Экологическая безопасность

ХПВХ заботится об экологии и окружающей среде с момента начала его производственного цикла, поскольку состоит почти на 70 % из обычной соли, которая является возобновляемым продуктом и запасы которой на Земле практически неисчерпаемы. Трубы из ХПВХ не оказывают никакого влияния на вкусовые качества и запах воды и других транспортируемых жидкостей. Результаты исследований Университета Гигиены в Бонне показали, что в трубах из ХПВХ наблюдается самый низкий рост бактерий по сравнению с другими материалами.

В них нет минеральных отложений, биологических обрастаний и коррозии внутренней поверхности. Материал ХПВХ инертен к большинству минеральных кислот, солей и оснований. С учетом химических свойств материала ХПВХ и его инертности к остаточному хлору, который по определению должен присутствовать в водопроводной воде и отопительных системах как обеззараживающий элемент, его можно применять без ограничений для транспортировки питьевой воды, а также использовать в системе обеззараживания питьевой воды.

Исследования независимых европейских организаций показали, что остаточный хлор имеет очень сильной влияние, как окислитель, на все материалы полиолефиновой группы (полипропилен, полиэтилен и др.). Процессы, которые происходят с этими материалами, очень похожи на те, что происходят с металлом при взаимодействии с кислородом. Фактически это приводит к достаточно быстрому изменению физических свойств систем, в частности, к утончению толщины стенки, и может приводить к авариям.

Конечно, этот факт очень хорошо известен производителям сырья для производства трубопроводных систем из ПП, ПЭ и подобных материалов, и ответственные производители решают проблему взаимодействия с хлором путем создания специально адаптированных компаундов для условий эксплуатации труб в контакте с питьевой водой и остаточным хлором. В компаунд вводят специальные вещества — антиоксиданты, основная задача которых, предотвращать губительные воздействия хлора и других оксидантов на материалы полиэлифиновой группы.

Но, к сожалению, сегодня немного есть ответственных производителей сырья, которые соблюдают на 100 % требуемую рецептуру, и производителей труб, использующих правильные компаунды. В основном, это известные бренды из Европы, но также даже имеющиеся добавки постепенно перестают справляться с поставленной задачей, что приводит к окислению и утончению внутренней поверхности трубы, а также к образованию «хлопьев» или «осадка» из продуктов окисления.

Они, в свою очередь, могут засорять и в итоге заужать внутренний диаметр трубы и выводить из строя насосное и нагревающее оборудование. Данный факт показан в исследованиях, проведенных в Швеции, а также описанных в информационных листках компании «Новеон» (Lubrizol). ХПВХ системы показывают очень высокую устойчивость к остаточному хлору и показывают успешную работу в системах даже с очень высоким содержанием хлора в течение длительного времени.

Единственный источник расчетной передачи тепловой энергии в большинстве помещений — радиаторы. Но все тепло от металлических и медных труб, которые подводят тепловую энергию к радиаторам, — это потери. Низкий коэффициент теплопроводности трубопроводов из ХПВХ — 0,137 Вт/(м⋅°C) — способствует уменьшению теплопотерь в трубопроводах горячего водоснабжения и отопления, обеспечивает безопасную температуру на поверхности трубы.

Пожаробезопасность

В последнее время в России пожаробезопасность строительных материалов становится все более важна. Трубы ХПВХ для систем водоснабжения и отопления — единственные из пластиковых труб, которые имеют группу горючести Г1. Они не горят, не плавятся и не образуют горящих капель. ХПВХ имеют температуру воспламенения +482 °C и кислородный индекс 60 %. Исследования трубопроводов ХПВХ в рамках добровольной пожарной сертификации показали его уникальные противопожарные свойства.

Согласно проведенным исследованиям, специально разработанную модификацию ХПВХ (BlazeMaster™) можно применять для систем пожаротушения в т.ч. и в России. Система имеет все необходимые разрешительные документы, включая одобрение Нормативно-технического совета Департамента надзорной деятельности МЧС России.

Применение ХПВХ в мире и в России

Трубопроводные системы из ХПВХ имеют широкое применение во всем мире. Множество крупных и знаковых объектов по всему миру используют системы из ХПВХ для транспортировки холодной и горячей воды, систем отопления, в т.ч. и центрального Активно применяются системы из ХПВХ в промышленности и системах спринклерного пожаротушения. ХПВХ также применяется на олимпийских объектах последних и ближайших олимпийских игр.

Так, например, на Пекинской олимпиаде системы подготовки воды в спортивном комплексе «Водный куб» были смонтированы из ХПВХ Corzan™. Многие помещения Лондонской олимпиады будут защищаться от огня при помощи систем водозаполненного пожаротушения смонтированных из систем ХПВХ BlazeMaster™. На строящихся объектах Сочинской олимпиады также уже применяются системы ХПВХ. Трубопроводные системы ХПВХ активно используются и на других объектах гражданского и промышленного строительства.

Примерами применения трубопроводов ХПВХ российского производства (завод «Аделант» в Тюмени) являются объекты: деревообрабатывающий завод «АВА-Компани» Омске; жилой комплекс «Современник» в Самаре; жилые многоэтажные дома в Екатеринбурге; Иркутске; коттеджные поселки в Москве и Санкт-Петербурге и мн. др.

Первым российским объектом, на котором применили системы пожаротушения BlazeMaster™ ХПВХ, стал Театр Российской Армии, где при реконструкции применили данный материал. Применение трубопроводов из ХПВХ позволяет не только значительно повысить срок службы инженерных коммуникаций и сетей, но и в несколько раз сократить потери тепла и эксплуатационные расходы.