Рассматривая полипропиленовые трубопроводные системы в разрезе их физико-механических свойств и эксплуатационных характеристик, нужно отметить, что они практически не уступают трубам из сшитого полиэтилена (PEX),полибутилена (PB) и дополнительно хлорированного поливинилхлорида (C-PVC), хотя и имеют ряд отличительных эксплуатационных особенностей. Одна же из главных причин популярности полипропиленовых инженерных систем – относительно низкая стоимость труб и фитингов.
В рамках данной статьи мы не будем заниматься сравнительным анализом пластиковых аналогов полипропилена, не будем рассказывать, какие преимущества есть у полипропилена перед, скажем, углеродистой сталью. Мы попытаемся бросить беспристрастный взгляд на способы изготовления композитных труб из полипропилена. Разговор пойдет об армированных полипропиленовых трубах.
Основным способом армирования (усиления) структуры трубы, это относится ко многим видам пластиков, является создание многослоевой структуры, образуемой за счет дополнительного слоя алюминиевой фольги. Обычно структура армированных таким образом труб состоит из 5 слоев: между двух слоев полипропилена находится слой алюминия, который соединен с полипропиленом с помощью двух слоев адгезива (клея). Толщина слоя алюминия для популярных диаметров труб (20–63 мм) обычно колеблется от 0,1 до 0,5 мм.
Поскольку способ производства армированных алюминием полипропиленовых труб отдан на откуп заводам-производителям и никоем образом не описан в последнем из государственных стандартов (ГОСТ Р 52134 от 2003 года), глубина залегания слоя алюминия в теле трубы может быть различна, впрочем, как и толщина алюминия, и общая толщина стенки трубы. В ГОСТе прописана методика расчета испытательного давления и проведения тестирования труб, призванная определить, какое испытательное давление должна выдерживать труба в зависимости от своего номинального рабочего давления, толщины стенки и диаметра трубы. Таким образом, получается, что у некоторых заводов-изготовителей слой алюминия в трубе выполняет лишь 2 основные функции: диффузионного барьера, препятствующего проникновению кислорода в систему отопления, и функцию уменьшения линейного расширения. А продукции некоторых заводов слой алюминия придает еще и дополнительную прочность, повышая, например, номинальное давление с PN20 до PN25. Все зависит от того, какова толщина стенки трубы (или масса погонного метра) и какой толщины фольгу использует производитель.
В последнее время, в связи с ростом рынка полипропиленовых трубопроводов, появилось огромное количество заводов-производителей, которые в погоне за клиентом стремятся минимизировать себестоимость, экономя на качестве сырья (закупается низкокачественное сырье или увеличивается в разы количество добавляемого вторичного сырья и мела) и количестве сырья, из которого изготавливаются трубы и фитинги. В результате толщина стенки делается максимально тонкой, фитинги и латунные закладные детали значительно теряют в весе.
При этом изделия внешне настолько похожи друг для друга, что рядовому монтажнику практически невозможно отличить качественную продукцию от третьесортной, чем и пользуются некоторые недобросовестные производители.
В рамках этой статьи, посвященной армированным трубам, мы остановимся на способах армирования. Традиционным способом является формирование в процессе экструзии двух (из пяти) неодинаковых слоев полипропилена в трубе. Внутренний слой полипропилена является в этом случае основным, а наружный служит для защиты прослойки алюминия и для закрепления общей структуры трубы.
Слой алюминия имеет две разновидности: со сквозными отверстиями и без них (так называемая «перфорированная» фольга и «гладкая» фольга). Вопрос экономии на материале, как это может показаться, в данном случае не является причиной наличия отверстий. Просто на поверхности трубы, армированной «гладким» алюминием, с течением времени при эксплуатации «на горячей воде» могут появляться небольшие вздутия. Это связано с тем, что в процессе экструзии трубы и наложения металлического слоя под алюминием могут оставаться микроскопические частицы воды, поскольку внутренний слой трубы перед обертыванием в алюминий проходит стадии остужения в водяных ваннах. Данный дефект не является критическим, поскольку деформация затрагивает лишь наружный слой полипропилена и слой алюминиевой фольги, даже не разрывая их. Внутренний (основной) слой при этом остается не тронутым.
Трубы, армированные перфорированной алюминиевой фольгой, данного эстетического недостатка лишены почти полностью.
Рис. 1. Полипропиленовые трубы, армированные перфорированной алюминиевой фольгой с внешнего края трубы
Очень редки случаи появления крайне небольших вздутий на поверхности таких труб. Кто-то скажет, что наличие перфорированной фольги может привести к проникновению кислорода в трубопроводную систему, что немаловажно в системах отопления, поскольку избыточное количество кислорода в теплоносителе ведет к ускоренной коррозии приборов отопления (радиаторов). Но данный вопрос обычно отпадает сам собой в том случае, если мы монтируем армированные алюминием с перфорацией полипропиленовые трубы для систем отопления типовых многоквартирных домов или занимаемся заменой стальных трубопроводов в таких домах на полипропиленовые. Поскольку при отсутствии индивидуальных тепловых пунктов (ИТП), т. е. в случае наличия централизованной системы отопления, вода, подмешиваемая в систему, обычно не проходит стадии дегазации, а поступает «обогащенная» кислородом. Поэтому нет разницы, каким образом в систему попадет кислород: через стенку трубы или с теплового пункта.
Рис. 2. Полипропиленовые трубы, армированные алюминием. Слой расположен посередине или ближе к внутреннему краю трубы.
Существует иное решение проблемы микровздутий наружного слоя армированной трубы – армирование алюминием посередине трубы, а не ближе к наружному слоя, как это принято традиционно. В данном случае все проблемы со вздутиями и расслоениями не будут бросаться в глаза потребителям.
Полипропиленовые трубы армированные стекловолокном отличаются от рядовых полипропиленовых. Внешние и внутренние слои выполнены полипропиленом третьего типа, при этом средние слои являются полипропиленом, который армируют при помощи стекловолокна.
Рис. 3. Полипропиленовые трубы, армированные стекловолоклном
У таких конструкций имеются значительные преимущества, что помогает отличить их среди остальных. При помощи стекловолокна создается в 3 раза меньшее температурное расширение и имеется значительная жесткость (это отсутствует у обычных полипропиленовых армированных труб для отопления).