Решения

Стеклопластиковые трубы. Стекловолоконные трубы: прошлое, настоящее, будущее Применение стекловолоконных материалов в изготовлении труб

Всего лет сорок-пятьдесят назад человечеству не были знакомы стеклопластиковые трубы. Но уже в конце семидесятых годов прошлого столетия западным ученым удалось решить проблему коррозии металлических труб благодаря применению новых материалов. Тогда и стали активно использоваться стеклопластиковые трубы.

Стеклопластиковая труба изготавливается из композиционного материала – стеклопластика. В зависимости от типа смолы, количества и видов применяемых армирующих материалов, а также технологии производства, механические и физические свойства изделия могут изменяться.

Область применения

Популярный производитель труб из стеклопластика – компания Amiantit выпустила пробную партию труб в конце шестидесятых годов прошлого столетия. За десятки лет производителю удалось выйти на мировой уровень и сейчас трубы из стеклопластика (GRP) заслуживают внимания, благодаря качеству и надежности. Это обусловлено тем, что трубы изготавливают особым методом – непрерывной намотки по спирали. В результате этого они не подвергаются воздействию коррозии и становятся весьма устойчивыми к кислотам и среде. Кроме этого, в отличие от стандартных металлических труб, стеклопластиковые трубы легки в обращении — вес изделий во много раз меньше тяжелых металлических. Поэтому, если возникают сомнения, какие купить трубы – стеклопластиковые или традиционные металлические, большинство компаний выбирают долговечные и практичные материалы для прокладки магистралей из стеклопластика.

Всего за сорок-пятьдесят лет, одноименной ведущей компании по производству труб из стеклопластика удалось занять не только лидирующую позицию, но и стать на ступень выше.

Сфера применения труб из стеклопластика достаточно широка, их можно использовать для укладки системы канализации и водоотведения, а также применять для пожаротушения, транспортировки питьевой и технической воды. Можно прокладывать трубы на электростанциях и при выводе любыых видов отходов.

Помимо этого, трубы из стеклопластика широко применяются при прокладке практически любых видов коммуникаций:

магистральных линий;
канализационных сетей любого назначения;
водопровода;
прокладки газо- и нефтепроводов.

Популярные заводы компании Amiantit при производстве своей продукции учитывают интересы каждого потребителя – можно приобрести трубы из стеклопластика разного диаметра, длины и конструкции, а также дополнительные комплектующие и фитинги. Кроме этого, производственный процесс налажен таким образом, чтобы удовлетворить требования любого покупателя и изготовить трубы по индивидуальному заказу.

Диаметр стандартной стеклопластиковой трубы колеблется в пределах от ста до трех тысяч семисот миллиметров, причем длина может достигать восемнадцати метров. Использовать такие трубы разрешается в шести классах давления и в трех – по прочности. Благодаря этим показателям, можно с уверенностью отметить, что трубы из стеклопластика обладают не только эффективностью. Также отмечена высокая долговечность изделий.

Основные преимущества

Большинство труб изготавливаются по стандартной схеме – стекловолоконные нити накручиваются на прочную оправу в непрерывном режиме. Нить армируется специальным составом из стекловолокна и пропитывается смоляной смесью, измельченным стекловолокном и песком. Благодаря такой технологии трубы могут прослужить больше пятидесяти лет. Говорить о более длительном сроке эксплуатации пока не представляется возможным, потому что с момента выпуска первой партии изделий прошло всего полвека. Но, по мнению экспертов, такие трубы могут прослужить гораздо дольше.

В чем плюсы труб из стеклопластика:

длительный срок эксплуатации;
простой монтаж. Соединять трубы очень легко при помощи дополнительного муфтового соединения. Использовать сварку и контролировать качество соединительного шва не нужно, что позволяет значительно экономить время и средства при монтаже;
легкость. Если сравнивать вес трубы стандартных размеров с аналогичной трубой, но состоящей из высококачественного сплава стали, то труба из стеклопластика будет легче на восемьдесят процентов;
не ржавеет и выполнять дополнительные действия по борьбе с коррозией не придется;
материал устойчив к износу и не повергается воздействию агрессивных компонентов;
монтаж можно выполнять как зимой, так и летом – температурные изменения не оказывают существенного влияния на монтаж;
цена стеклопластиковой трубы не зависит от стоимости металла и энергоносителей;
отвечают нормам экологии;
стеклопластик выдерживает температурные колебания – от минус шестидесяти пяти до плюс ста пятидесяти пяти градусов по Цельсию.

При выборе стеклопластиковых труб необходимо учитывать следующее:

Трубы из стеклопластика не должны содержать посторонних вкраплений.
Поверхность должна быть ровной и гладкой.
Обратите внимание на край трубы – он должен быть гладким и ровным, без трещин и расслоений.
Трубы можно распиливать, сверлить, точить и фрезеровать, причем поверхность качественного изделия при механическом воздействии не подвергается расслоению, образованию сколов и трещин.

Срок эксплуатации трубопровода из стеклопластика увеличивается в восемь раз (если сравнивать с трубопроводом из сплава металлов), поэтому можно не беспокоиться о возникновении коррозии и других методах защиты покрытия.

Виды

Чтобы повысить прочность изделий, производители разработали несколько видов труб из стеклопластика, которые можно применять в различных сферах деятельности. Так, чтобы добиться прочности соединений стеклопластиковых труб, разработаны разные виды армирования среза. Помимо этого, повысить прочность пазового клина на срезе можно благодаря усилению боковой грани клиньев. Благодаря этой технологии такие трубы разрешается применять для роторных клиньев.

По поперечному сечению трубы из стеклопластика разделаются на такие виды:

Сплошное сечение. Его форма может быть разной – в виде прямоугольника, круга, трапеции, полукруга и сегмента.
Сечение «кольцо». Трубы с таким сечением изготавливают только под заказ, заранее оговаривая с заказчиком все нюансы.

При производстве труб из стеклопластика могут быть использованы разные типы смол. Чтобы усилить прочность изделия, при производстве изделий добавляют ортофталиевую, изофталевую и бисфенольную смолы, благодаря чему увеличивается стойкость к щелочным растворам, солям и кислотам.

Каждый вид трубы можно условно разделить на два типа: однослойную трубу и многослойную. Первая состоит из композитного материала и изготавливается по технологии намотки мокрым способом. В составе трубы преобладает эпоксидная смола и связующий материал – стеклонити. Многослойные трубы «облачены» в дополнительную оболочку (одну или несколько) из прочного полиэтилена. Каждый слой связывается с предыдущим благодаря полимеризации при высокой температуре, что позволяет повысить стойкость трубы к различным воздействиям.

В чем минусы труб из стеклопластика

Наряду с преимуществами, трубы из стеклопластика обладают и рядом недостатков. Так, при эксплуатации труб из стеклопластика были выявлены такие особенности: при существенной нагрузке поперек волокон изделия отмечена низкая устойчивость к трещинам, что не позволяет использовать трубы при прокладке нефтепроводов. Этого можно избежать, если усилить герметизацию труб изнутри при помощи специального рифленого герметизирующего слоя.

Монтаж стеклопластиковых труб

Монтаж труб из стеклопластика можно выполнять разными способами.

Рассмотрим наиболее доступные и эффективные:

Стандартный тип трубы раструб можно легко смонтировать. Технология монтажа не отличается от прокладки поливинилхлоридных канализационных труб. При монтаже следует придерживаться определенной последовательности – вставлять одну трубу в расширение (раструб) следующей.
Соединение труб фланцевым методом. Каждая труба на торце оснащена специальным фланцем (кольцом) с отверстиями для крепежных элементов.
Муфтовые соединения – применяются для труб любых видов. Можно дополнительно устанавливать съемные соединения или конструкции без последующей разборки (применение клеящих материалов).
Соединение типа «бугельное», разновидность муфтового монтажа. Это специальное приспособление, при помощи которого можно легко состыковать трубы, а затем соединить их крепежными элементам (например, болтами).
В некоторых случаях допускается применение винтового и резьбового соединения труб из пластика.

Маркировка

В зависимости от покрытия и назначения каждая труба имеет определенную маркировку. Разобраться в этих обозначениях не трудно. Изделия, предназначенные для прокладки водопроводов, подачи питьевой и хозяйственной воды обозначают буквой «П». Маркировка указывает на то, что трубы из стеклопластика можно использовать для любых водопроводов, в том числе и подачи питьевой воды.

Буква «Г» — трубы разрешено применять в системах горячего водоснабжения, при условии, что температура воды или иного энергоносителя не будет превышать семидесяти пяти градусов.

«Х» — обозначение этой буквы свидетельствует о том, что трубы можно укладывать для транспортировки газов и других химически активных веществ.

Если в составе жидкости будут присутствовать абразивные вкрапления, то такие вещества можно перекачивать по трубам с маркировкой «А».

Универсальные трубы из стеклопластика обозначены маркировкой «С», кроме этого, изделия устойчивы к кислоте.

Когда прокладываются коммуникации (водопровод или канализационная сеть), используются проводники, которыми служат трубы. В нашей стране сравнительно недавно, всего лишь пару десятков лет назад, доминирующее место для этих целей отводилось металлическим трубам, поскольку другие виды не выпускались. В европейских странах дело обстоит совсем иначе. Там более 60 лет используют , которые предпочтительнее металлических, благодаря свой антикоррозийной «непробиваемости».
Стоимость новейших видов труб относительно высокая, поэтому в нашей стране их используют гораздо реже. Однако, при комплексном рассмотрении новинки оказывается, что такие трубопроводы дешевле в обслуживании, чем выполнение ремонта и замены металла, проржавевшего от времени и влаги. Перед тем, как заменить привычные нам трубы на непривычную новинку, необходимо рассмотреть положительные характеристики стеклопластиковых труб и узнать, где они применяются.

История создания стеклопластиковых труб

Рядовой потребитель в Советском Союзе ничего еще не знал о стеклополимерных трубопроводах, а между тем их уже прокладывали в военной сфере. Однако, оборонная сфера всегда находится под грифом «секретно», поэтому информацию о новых и прочных трубопроводах никто не распространял. В те времена запрещалось ввозить что-либо из зарубежных стран.

Поэтому только в 80-х года двадцатого века понемногу наши соотечественника стали узнавать информацию о трубах, изготовленных их стеклополимерного материала. В Америке такие водопроводы используются с 1944 года.

Стеклопластик является композитом, который, имея невысокую плотность, проявляет необычную прочность. Он состоит из стекловолокна и связующих добавок, среди которых эпоксидные смолы либо ПЭФы.

Рассмотрение разновидности труб по связующим добавкам

Стеклопластиковые трубы различаются по специальным добавкам, связывающим все компоненты, которыми являются стекловолокно и кварцевый песок, в один материал. Добавками служат эпоксидная и полиэфирная смолы. Всеми производителями стеклопластиковых труб выбирается одна из этих добавок. При этом учитывается технология изготовления и будущее место применения труб.

Характеристика труб с ПЭФами

Использование ПЭФов (полиэфирных смол) чаще, чем эпоксидных. После прохождения всех стадий обработки трубы с этой добавкой становятся неуязвимыми – на них не действуют разрушающе кислоты, соли, щелочи. Кроме того, они не поддаются и коррозийным процессам, поэтому их применяют многие отрасли строительства, тем более, что они могут быть различных диаметров. В строительстве чаще всего используются трубы, имеющие большой диаметр.

Такой вид труб используется для прокладки:

Трубопроводов для холодной воды;
Канализационных сетей;
Инженерных систем для гидроэлектростанций;
Ливневок;
Мелиорационных и ирригационных сооружений;
Дренажных систем;
Очистных сооружений;
Колодцев;
Водозаборов.

Однако, у стеклопластика на ПЭФе есть один недостаток. Он не переносит температуру выше 90 градусов. Боится он и давления, превышающего 32 атмосферы. Это делает невозможным его применение в критических условиях работ. Вот тогда незаменимы трубы с добавкой эпоксидных смол.

Характеристика труб, имеющих эпоксидные добавки

Благодаря наличию эпоксидной смолы стеклополимерные трубы способны выдерживать температуру до 130 градусов и давление до 240 атмосфер. Они имеют низкую теплопроводность, поэтому их внешняя стенка не подвергается теплоизоляции.

Стеклопластиковые трубы

Используют эпоксидные смолы в виде дополнительных добавок чаще всего для создания стеклопластиковых труб, применяемых для промышленных нужд. В частном домостроении такие высокопрочные трубы применяются только для отопительных систем и горячего водоснабжения.

Стеклопластиковые трубы широко используются в производствах:

Нефтепромышленности (на всех этапах добычи, а также для транспортировки нефти).

Химической отрасли (из них прокладываются трубопроводы для транспортировки агрессивных химический веществ – кислот, солей, щелочей и других).

Жилищно-коммунальных хозяйствах (для отопительных систем и горячего водоснабжения).

Энергетической отрасли (для трубопроводов, которые охлаждают ТЭЦ, для опреснительных установок).

Стоимость стеклокомпозитного материала на ПЭФе меньше, чем стоит эпоксидный, потому что это зависит от стоимости исходного сырья. Трубы с такой повышенной прочностью не нужны в обычных системах трубопроводов, которые служат для доставления в дома холодной воды или отведения канализационных стоков.

Какими особенностями строения отличаются эти трубы

В современном производстве стеклопластиковых труб применяются две технологии:

Метод непрерывной намотки;
Метод центробежной формовки.

Учитывая планированное использование производится выпуск труб, имеющих один, два или три слоя. С добавлением каждого слоя добавляется прочность изделия и устойчивость к влиянию внешних факторов.

У однослойных конструкций имеется один конструкционный и основной слой, который имеет в своем составе стекловолокно и перечисленные выше добавки.

Двуслойные конструкции усиливает внешний, защитный слой, выполняющий основную функцию – противостояние агрессивным веществам, находящимся в почве, либо выдерживание агрессии ультрафиолетовых лучей, если монтаж наземный.

Трехслойные трубы имеют еще и силовой слой, который располагается между защитным и конструктивным. Его функциями являются: повышение прочности трубы, нивелирование разницы внешней и внутренней температуре и давлению.

Использование многослойных изделий производится только для специфических отраслей промышленности.

Обозначение и маркировка стеклопластиковых труб

Стеклополимерные трубы имеют различное внутреннее защитное покрытие, которые имеют свою маркировку:

Буквой «п» обозначаются трубы, из которых изготавливаются питьевые водопроводы для холодной воды.

Буква «г» обозначает трубы горячего водоснабжения.

Буква «а» обозначает водопроводы для прохождения жидкостей, имеющих абразивные частички.

Буква «х» используется для обозначения систем, используемых для химически активных веществ.

Буква «с» обозначает системы, которые используются для иных нужд.

У стеклопластиковых труб есть некоторые неоспоримые преимущества:

Их срок использования без ремонтов доходит до пятидесяти лет.
Такие трубы весят в 4 раза меньше стальных.
Они легки и дешевые в монтаже, поскольку для их соединения не требуется сварочный аппарат. К тому же, они монтируются при любой погоде.
Они не поддаются коррозии.
Внутри труб не откладываются никакие осадки.
Выдерживание высоких температур и большого давления.

Частное домостроение пока не очень часто использует стеклопластиковые трубы, но в промышленности давно оценены удобства новомодного материала. На многих предприятиях, ремонтируя существующие трубопроводы, активно заменяют металлические трубы на стеклопластиковые.

В настоящее время стекловолоконный термореактивный пластик (Fiberglass Reinforced Thermosetting Plastic - FRP) включают в состав многих промышленных изделий. С его помощью могут осуществляться хранение и транспортировка разъедающих веществ или переработка некоторых веществ в едкой среде. Несмотря на то, что история производства стекловолоконных труб насчитывает более 30-ти лет, этот материал и по сей день является современным и обладает большими перспективами применения во многих сферах человеческой деятельности. Его достоинства таковы: устойчивость к коррозии, выгодное соотношение прочностных и весовых характеристик, не требующие больших затрат усилий и средств производство и техническое обслуживание. В этой статье речь пойдёт об истории стекловолоконных труб, их применении в настоящее время и будущих возможностях использования в нефтехранилищах и перерабатывающих установках.

Sullivan D. Curran P.E., Executive Director Fiberglass Tank and Pipe,
Перевод: Царёва Анастасия
http://www.aquart-info.ru

Введение

Не следует путать стекловолоконный трубопровод с трубопроводом из обычных термопластиков, таких как ПВХ (PVC) и полиэтилен (PE). Обычно основой последнего является неармированная штампованная труба и литые под давлением фитинги и фланцы, тогда как компоненты стекловолоконного изготавливаются из различных эпоксидных смол, армированных сплошными стекловидными нитями. Используемая смола является термореактивной, т.е. после отверждения ее подвергают воздействию необратимых химических реакций, что благоприятно отражается на способности переносить сверхвысокие температуры. Волоконное армирование позволяет, в свою очередь, сделать компоненты трубопровода более прочными по сравнению с обычным неармированным термопластиком, при этом улучшая технические характеристики и уменьшая вес.

Следует также различать процесс наслаивания, осуществляемый вручную (hand lay-up), и изготовление стекловолокна на специальном оборудовании. Количество производителей, работающих по технологии ручного наслаивания, исчисляется тысячами. Они ориентируются на небольшие магазины, специализирующиеся, в основном, на товарах широкого потребления, таких как аксессуары для ванных комнат или детали прогулочных катеров. Число предпринимателей, производящих трубы на специальных установках, относительно невелико. Это довольно крупные промышленные компании, изготавливающие большие партии труб для нефтяной отрасли, торговли, промышленного и коммунального хозяйства, как в пределах страны (Прим. ред. – имеется в виду США), так и за рубежом.

Предыстория

До начала строительства трубопроводов нефть, предназначенную для перевозки, перекачивали непосредственно в деревянные бочки. Впоследствии при изготовлении трубопроводов стали использовать дерево, которое позже заменили сталью. Однако под воздействием соленой воды и нефти с высоким содержанием серы стальные трубопроводы быстро подвергались коррозии. Но несмотря на то, что стекловолокно было изобретено во время Второй Мировой Войны, первая труба, изготовленная из стекловолокна и эпоксидной смолы, появилась гораздо позже, поскольку технология ручного наслаивания, используемая лишь в некоторых отраслях химической промышленности, не могла заменить сталь в нефтедобывающей отрасли, так как не обеспечивала необходимой прочности и не была экономически эффективной.

Производство труб на специальном оборудовании

В 50-е годы центробежное литье стало первой промышленной технологией производства труб, пригодных для использования в химической отрасли, торговле и нефтедобывающей промышленности. Затем был открыт способ производства труб методом спиральной намотки стекловолокна на вращающуюся оправку.

В 60-е годы больших объемов достигло производство труб малого диаметра, давление которых достигало 450 psi (30,62 атм). Их полномасштабное использование началось в 1964 году, а впервые трубопроводы из таких труб были установлены на магистралях по добыче сырых нефтепродуктов.

Разработка норм и стандартов

В 1959 году организацией ASTM (American Society for Testing Materials) были изданы общепризнанные в масштабах страны стандарты и методы тестирования стекловолоконных труб. Первая версия ASTM D1694 «Стандарты Резьбы Для Армированных Термореактивных Стекловолоконных Труб» (Standard Specification for Threads for Glass Fiber Reinforced Thermosetting Resin Pipe) была разработана при сотрудничестве представителей компаний, производящих стекловолоконные трубы, а также компаний нефтяной и других отраслей промышленности.

В 1968 году Американский Институт Нефти (American Petroleum Institute - API) опубликовал первые стандарты для стеклопластиковых труб. Первый стандарт API, который назывался API 15LR Спецификация для Армированных Стекловолокном Термореактивных Труб на Основе Эпоксидной Смолы (Specification for Glass Fiber Reinforced Thermosetting Resin Line Pipe). В настоящее время ASTM и API выпускают многочисленные стандарты, инструкции и методики тестирования стекловолоконных труб.

Современное производство

Если ранее применение стекловолоконных труб, произведенных на специальном оборудовании, ограничивалось в основном нефтедобывающей отраслью, то в настоящее время их используют, начиная с транспортировки легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, и заканчивая канализационными системами в коммунальном хозяйстве и промышленных отраслях.

Для применяемых в нефтяной и газовой промышленности труб из стеклопластиков максимальное давление достигает 4000 psi (272,2 атм). 4-дюймовая (10,16 см) труба применяется при разработках нефтяных месторождений; трубы от 2-х до 16-ти (5,08 – 40,64 см) дюймов – при фильтрации воды, как в условиях низких температур Аляски, так и жарком климате Персидского залива. 12-ти дюймовый трубопровод перекачивает сырую нефть или соленую воду под давлением 290 psi (19,7 атм) и температуре около 120 o F (48.9o С). Подземные трубопроводы используются при транспортировке легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, доставляя бензин, спирт, а как же их смеси на государственные и частные автозаправочные станции в пределах страны.

После включения стеклопластиковых трубопроводов в конце 60-х в списки подлежащих страхованию объектов, их строительство началось в больших масштабах, а общая протяженность составила свыше 60-ти миллионов футов.

Несмотря на то, что в канализационных и водосточных трубопроводах все еще преобладает использование бетонных труб, существует множество отраслей, где предпочтение отдается стекловолокну. Например, бетонные трубы, используемые в канализационных системах, быстро разрушаются под воздействием сероводорода. Это химическое соединение разъедает поверхность трубы, что, в конечном счете, приводит к обрушению стенок. Стекловолокно, напротив, устойчиво к воздействию сероводорода, поэтому стеклопластиковые трубы использовались в качестве внутреннего слоя бетонных труб большого диаметра (от 48 до 60-ти дюймов – 116,84 – 152,4 см).

Перспективы труб из стеклопластика

В настоящее время строительные и конструкторские фирмы могут использовать компьютерное программное обеспечение для создания более совершенных систем стекловолоконных трубопроводов. Программное обеспечение анализирует потоки жидкости и газа, исследует пролеты трубопроводов и конструкции упорных подушек, определяет химический состав и обрабатывает сведения, касающиеся установки трубопроводов. Эти программы облегчают различные вычисления, помогают в создании новых трубопроводных систем, а также позволяют определять и устранять неисправности ранее проложенных трубопроводов.

Возможно, в недалёком будущем нефтяной и газовой промышленностью будут востребованы трубы большего диаметра, выдерживающие более высокое давление, в связи с необходимостью решения проблем профилактики коррозии. Кроме того, появилась возможность конструировать трубы с использованием специальных технологий, препятствующих распространению огня. Это достигается с помощью специального огнестойкого покрытия. А в случае протекания жидкости по такому трубопроводу, такая система будет надежно функционировать как минимум 3 часа. Противопожарная и водоотталкивающая защита позволяет снижать вес стеклопластиковых труб. Это имеет большое значение при создании морских нефтепромысловых платформ. Сокращение веса конструкции позволяет производителю снизить себестоимость от 2-х до 4-х долларов за фунт (например, сэкономить до 750-ти тонн).
Стремительно развиваются бестраншейные технологии по прокладке микротоннелей без повреждения дорожного полотна и других наземных объектов.

Как известно, для обустройства трубопроводов горячей воды или отопления систем применение стандартных полипропиленовых или полиэтиленовых труб невозможно, поскольку пластмасса не способна выдерживать требуемую температурную нагрузку.

Однако и использование более традиционных изделий из металлов и сплавов (меди, стали и т.д.) также нежелательно – они достаточно дорого стоят и имеют слишком большой вес, затрудняющий монтаж и ремонт контура. В этом случае на помощь приходит современное решение – армированные стекловолокном полипропиленовые трубы, сочетающие в себе лёгкость пластика и надёжность сплавов. Именно труба РВК обладает такими характеристиками.

Плюсы и минусы полипропиленовых изделий

Достоинства обычных полипропиленовых (PPR) труб:

невысокая стоимость – цена таких изделий значительно меньше, чем продукции из металлов и сплавов;
прочность;
небольшой вес – полимерная продукция значительно легче, чем аналогичная металлическая;
стойкость к низким значениям температур;
химическая нейтральность к большинству агрессивных сред – кислот, щелочей, нефти- и газопродуктов, солевых растворов;
отсутствие угрозы корродирования.

Недостатки простых труб:

Небольшое значение верхнего температурного порога – плавиться полипропиленовые трубы начинают при достижении отметки 175°С, а размягчается уже, когда температура в системе поднимается до 130-140°С. На первый взгляд, это не должно быть проблемой, так как рабочая температура в системе снабжения теплом характеризуется значениями 90-95°С; однако при совмещении двух параметров – повышенного давления и высокой рабочей температуры – получаемый трубами от теплоносителя ущерб становится значительнее, следовательно, возрастает риск порчи труб.
Склонность значительно расширяться при увеличении термической нагрузки. В большей степени это касается длины продукции: длина труб сильно увеличивается, на поверхности возникают волнообразные линии. Это не только некрасиво, но и несёт угрозу разгерметизации контура или повреждения покрытий стен или пола, вплоть до растрескивания хрупких материалов – штукатурки или цемента.

Проблема эта обычными способами не решается, не вполне действенна даже установка компенсаторов. Самое логичное решение – применение армированных стекловолокном пластиковых труб. Характеризуясь всеми положительными свойствами высокомолекулярных соединений, а вдобавок повышенной стойкостью к высоким температурам, эти трубы могут применяться практически в любых отопительных контурах и системах подачи горячей воды.

Сравнение труб, армированных стекловолокном и алюминиевой фольгой

Для укрепления пластиковых труб и придания им термической устойчивости применяется два вида армирования:

фольгой из алюминия;
стекловолокном.

При этом пластинка алюминия может использоваться в различных вариантах: в перфорированном или цельном виде, выступать в роли наружного покрытия или располагаться в середине изделий, между слоями полимера. Стекловолокно же размещают непременно внутри пластиковых армированных труб.

Следует также отметить, что усиление алюминием позволяет продукции выдерживать большее давление внутри системы, поэтому если рабочее давление не известно или слишком высоко, лучше использовать именно этот вариант.

Характеристики армированных фольгой труб (обозначаются PPR-AL-PPR):

повышенная жёсткость изделий, устойчивость к механическим нагрузкам и всем видам деформации;
толщина слоя армирующего металла – 0,1-0,5 мм (колеблется в зависимости от величины сечения трубы);
способ соединения алюминия и пластика – клей, от качества которого зависит качество изделий;
великолепная герметичность, не снижающаяся с течением времени.

Монтаж труб с алюминиевым слоем сопряжён с некоторыми технологическими трудностями: перед пайкой или сваркой отдельных элементов слой металла на торцах нужно зачищать. Несоблюдение этой рекомендации приведёт к быстрой утрате цельности конструкции – по причине, в первую очередь, расслоения полимера и металла во время термической обработки, во вторую – из-за электрохимической порчи алюминия.

На фоне перечисленных выше проблем полипропиленовые трубы со стекловолокном выглядят более приемлемым решением:

армирующий материал по природе и характеристикам достаточно похож на основной полимер;
перед сваркой или пайкой нет необходимости зачищать торцы;
во время процесса термообработки стекловолокно и сплав не только не расслаиваются, а, напротив, образуют более прочное соединение.

Исходя из этого, армированная стекловолокном труба – в большинстве случаев идеальное решение для конструирования трубопроводов различной технологической направленности.

Характеристики армированных стекловолокном изделий

Как несложно догадаться, такая продукция имеет три слоя: два полипропиленовых и один армирующий, состоящий из того же материала в смеси с фибровыми волокнами (стекловолокном). Из-за практически одинакового состава такая трёхслойная конструкция почти равнозначна монолитной.

Характеристики армированных стекловолокном полипропиленовых труб:

полное отсутствие угрозы коррозии;
замечательная гладкость внутренней поверхности изделий, противостоящая накоплению отложений и, как следствие, возникновению засоров;
повышенная механическая прочность продукции;
отсутствие угрозы продольной или поперечной деформации при повышении внутренней температуры системы;
химическая и биологическая нейтральность – как к агрессивным средам, так и к отходам жизнедеятельности;
небольшое гидравлическое сопротивление, следовательно, значение напорных потерь снижается до минимума;
неплохое шумоподавление;
никак не влияют на свойства подаваемой воды, следовательно, абсолютно безопасны для здоровья людей;
долгий срок службы – при правильной установке и эксплуатации – не менее 50 лет.

Что касается размерных характеристик армированных стекловолокном труб, наиболее популярны следующие диаметры:

до 17 мм – применяются для устройства тёплого пола;
до 20 мм – для домашних водопроводов горячей воды;
20-25 мм – используются такие трубы со стекловолокном для отопления в помещениях общего пользования и при монтаже стояков канализации.

Чтобы закрепить трубы меньшего диаметра, вполне достаточно клипс из пластика, для изделий больших сечений необходимо использовать хомуты.

Монтаж труб со стекловолокном

Соединение таких изделий осуществляется так же, как и обычных пластиковых труб.

Можно выделить три способа скрепления продукции:

При помощи фитингов с резьбой.
С применением холодной сварки (то есть особого клея).
Термической сваркой (пайкой).

Первый вариант производится следующим образом: торец трубы натягивается на штуцер соединительного элемента и по кругу обжимается монтажной гайкой. Соединение по надёжности (прочности и герметичности) не уступает третьему способу, его допустимо применять даже при конструировании трубопроводов напорного типа. Единственный недостаток – при неумеренном приложении усилий при закручивании монтажной гайки она может просто лопнуть.

В случае холодной сварки используемый клей обеспечивает быстроту создания стыка, но не надёжность. При монтаже на внутреннюю поверхность полипропиленовой муфты наносят клеевой состав, затем туда заводится торец соединяемой трубы; соединение некоторое время удерживается неподвижно, чтобы клей успел застыть.

При сварке с помощью сварочного аппарата производится разогревание поверхностей торцов труб и соединительных муфт; после соединения они образуют единую полимерную массу. Такое соединение наиболее долговечно и герметично.

В целом использование труб, армированных стекловолокном, вполне оправданно, удобно и выгодно с экономической точки зрения.

Из всего разнообразия материалов, которые используются для изготовления полимерных труб различного назначения, особое внимание всегда уделяется именно стеклопластику, так как он обладает действительно уникальными эксплуатационными свойствами. Как правило, стеклопластиковые трубы используются больше для промышленных целей и отличаются тем, что легко переносят любые эксплуатационные условия и имеют достаточно высокий рабочий ресурс. И, невзирая на то, что стоит этот материал относительно дорого, он в последние годы обретают все большую популярность, в том числе среди простых частных застройщиков.

Трубы из стеклопластика

Что собой представляют такие трубы?

Итак, стеклопластик – это особый композитный материал, который отличается повышенными прочностными характеристиками. Изготовители описываемых в данной статье труб уверяют в том, что их изделия, которые пропитываются эпоксидными/полиэфирными смолами, могут быть использованы при наземной/подземной прокладке трубопроводов различного назначения. Такие трубы отлично демонстрируют себя в условиях повышенного давления транспортируемого вещества, с их помощью прокладываются магистрали в самых разных климатических зонах (сюда относится даже Крайний Север).

Обратите внимание! Если потребуется, то на внутреннюю поверхность изделий может быть нанесено защитное покрытие, благодаря которому их можно будет применять для транспортировки разных газообразных либо жидких сред.

Маркировка стеклопластиковых труб, которые имеют подобное покрытие, выглядит следующим образом.

«П». Такие изделия могут быть использованы для трубопроводов холодного водоснабжения.
«А». Трубы, имеющие такую маркировку, предназначаются для перемещения жидких сред, включающих в себя различные абразивные примеси.
«Г». Это трубы, которые применяются для прокладки сетей горячего водоснабжения.
«Х». Изделия, которые имеют такую маркировку, рассчитаны на химически активные жидкости, среди которых и продукты нефтеперерабатывающей промышленности.
«С». Последняя категория труб, которая предназначается для всех остальных целей.

Особенности появления стеклопластиковых труб

Изготовление такого рода труб возникло еще в 50-х годах прошлого столетия, поскольку именно тогда производство эпоксидных смол обрело промышленные масштабы. Данная технология, равно как и любая другая новинка, поначалу особой популярностью не пользовалась: у людей не было опыта применения стеклопластика, более того, традиционные материалы (такие как алюминий или сталь) стояли относительно недорого.

Однако лет через 10-15 ситуация кардинальным образом изменилась. По какой причине?

В первую очередь, это объясняется тем, что стоимость стали и цветных металлов заметно возросла.
Насосно-компрессорные трубы из стеклопластика имели преимущество перед стальными – весили они немного и отличались при этом устойчивостью к коррозии (трубы никак на страдали от продолжительного контакта с соленой водой чего об их «конкурентах» сказать нельзя).
Еще одна причина, которая во многом касается предыдущей – начала развиваться коммерческая разработка газовых/нефтяных месторождений.
И, наконец, изменилась и сама производственная технология – теперь стеклопластиковые трубы обходились дешевле и становились все более прочными.

Вполне очевидно, что долго ждать результатов не пришлось – уже к концу шестидесятых компания «Амерон» из США ворвалась на рынок стройматериалов с качественными стеклопластиковыми трубами повышенного давления. Вначале продукция компании завоевала Северную Америку, а потому перешла и на ближневосточный рынок. Уже в восьмидесятые годы «в игру» вошли европейские страны, еще спустя некоторые время – и Советский Союз.

Видео – Трубы из стеклопластика

Разновидности труб в зависимости от типа смол

Эксплуатационные свойства описываемых в статье труб могут меняться в зависимости от того, на основе каких именно смол они изготовлены. Именно по этой причине во время покупки необходимо в обязательном порядке уточнять, что за стеклопластик вам продают. С этой точки зрения изделия делятся на две категории, ознакомимся с особенностями каждой из них.

Стеклопластик, изготовленный на основе полиэфирных смол. Данный материал характеризуется химической нейтральностью, устойчивостью к влиянию разного рода веществ; материал является очень важным элементом при прокладке трубопроводов для нефтеперерабатывающей отрасли. Однако вы должны знать, что такие трубы непригодны для эксплуатации в условиях высоких температур (свыше +95-ти градусов) либо высокого давления (максимум – 32 атмосферы).
Стеклопластик, выполненный на основе эпоксидных смол. Благодаря эпоксидному связующему, которое применяется в производственном процессе, готовая продукция получается гораздо более прочной. Трубы, изготовленные по такой технологии и имеющие больший диаметр, способны переносить очень высокое давление (максимум – 240 атмосфер) и температуру не более +130-ти градусов. Другим преимуществом этого материала считается его относительно низкая теплопроводность, в связи с чем нет необходимости в обустройстве дополнительной теплоизоляции (изделия практически не отдают тепловой энергии). Стоимость таких труб несколько дороже, если сравнивать с аналогичным показателем полиэфирного стеклопластика.

Где могут использоваться трубы из стеклопластика?

Сразу оговоримся, что они могут применяться в самых разных промышленных и хозяйственных отраслях. Но если говорить более конкретно, то такие трубы отлично зарекомендовали себя в приведенных ниже сферах.

Энергетика . Здесь такие трубы активно применяются при прокладке магистралей, функционирующих при высоком показателе давления.
Нефтяная промышленность . В данном случае трубы из стеклопластика используются как для транспортирования ценных ископаемых (речь идет о магистральных линиях), так и для обеспечения всех остальных производственных процессов, в том числе для добычи газа/нефти.
В системе ЖКХ . А здесь описываемые в статье изделия применяются для прокладки водопроводов (ГВС и ХВС), а также для монтажа отопительных систем.
Медицинская, химическая промышленности . Благодаря химической нейтральности, а также устойчивости к разного рода агрессивным воздействиям, стеклопластиковые трубы просто незаменимы для транспортировки щелочей, кислот и иных смесей/жидкостей.

Обратите внимание! Помимо всего прочего, в последнее время такие трубы все больше используются в бытовых целях. Причем это использование вполне оправдано – их безаварийный (то есть, без ремонта) эксплуатационный срок составляет более полувека.

Особенности изготовления стеклопластиковых труб

Как на сегодняшний день производятся такие трубы? Существует четыре основных способа, мы рассмотрим каждый из них. Но для начала отметим, что эксплуатационные свойства готовых изделий могут значительно меняться в зависимости от того, каково число конструктивных слоев.

Простейшие однослойные трубы считаются самыми дешевыми. И неудивительно, ведь стеклопластик в данном случае практически ничем не защищен.
У двухслойных изделий имеется наружная защитная оболочка, повышающая устойчивость к УФ-излучению и разного рода агрессивным средам.
Наконец, в изделиях, состоящих из трех слоев, один слой является дополнительным силовым – он располагается между наружным и внутренним. Подобные трубы очень прочны, а потому могут использоваться при очень высоком давлении. Однако следует помнить, что и стоят они при этом недешево.

А теперь рассмотрим основные технологии изготовления.

Технология №1. Экструзия

В данном случае отвердитель перемешивается со смолой, а также измельченным стекловолокном, а затем полученная смесь продавливается через отверстие посредством специального экструдера. В результате получаем технологичное и достаточно дешевое производство, однако армирующий каркас отсутствует, что влияет на прочностные характеристики продукции.

Технология №2. Пултрузия

Здесь изделия формируются уже между внешней и внутренней оправками. Благодаря этому, все поверхности выходят идеально ровными, но по причине производственных ограничений такие трубы не могут изготавливаться с большим диаметром или рассчитанными на повышенное рабочее давление.

Технология №3. Формование центробежное

Особенностью метода является то, что армирование в данном случае – это уже готовый рукав, выполненный из стеклоткани, прижимаемый к поверхностям формы, которая вращается благодаря центробежным силам. Из-за этих же сил смола распределяется по стенкам изделий максимально равномерно. Но главное преимущество – это то, что можно получать идеально гладкую внешнюю поверхность. Хотя есть и минус – технология достаточно энергоемкая, а значит, и дорогая.

Технология №4. Намотка

Здесь стекловолокно, которое пропитано связующим, наматывают на оправку цилиндрической формы. То оборудование, что используется для такого производства, получило наибольшее распространение по причине повышенной производительности и простоты.

Обратите внимание! Этот способ может быть нескольких видов. Рассмотрим особенности каждой из разновидностей намоток.

Разновидность первая. Спирально-кольцевая

Специальный укладчик движется возвратно-поступательно параллельно вращающейся оправке. После каждого такого прохода остается слой волокон, а шаг при этом перманентный. Благодаря подобной методике намотки, получаются предельно прочные на разрыв стеклопластиковые трубы.

Обратите внимание! Что характерно, если нить предварительно натянуть, то прочность готового изделия из-за этого также повысится, а риск возникновения трещин при изгибах будет минимальным.

При использовании данного метода производятся насосно-компрессные изделия (они способны выдерживать высокие показатели рабочего давления), различные несущие элементы (в том числе опоры для линий электропередач), а также корпусы для ракетных двигателей.

Разновидность вторая. Спирально-ленточная

Отличается от предыдущей разновидности только тем, что укладчик после каждого прохода оставляет небольшую ленту, состоящую из нескольких десятков волокон. По этой причине (необходимо больше проходов) армирующий слой получается не таким плотным. Преимущество методики в том, что используется более простая, а значит, и более дешевая техника.

Разновидность третья. Продольно-поперечная

Главное отличие состоит в непрерывной намотке – нити одновременно укладываются как продольные, так и поперечные. На первый взгляд, сама технология в данном случае должна быть более простой и дешевой, однако имеется одна трудность – чисто механическая. Так, сама оправка вращается, а потому и катушки тоже должны вращаться (те, из которых наматываются нити). Что характерно, чем больший диаметр будет иметь труба, тем большее число этих катушек понадобится.

Разновидность четвертая. Поперечно-продольная косослойная

Методика была создана в Харькове еще во времена СССР и предназначалась для применения в изготовлении ракетных снарядов. Вскоре технология была распространены и в других странах. Суть состоит в том, что укладчиком формируется широкая лента, которая, в свою очередь, состоит из многочисленных волокон, которые пропитаны связующим веществом. Эта лента обматывается не пропитанной нитью еще до намотки — так создается осевая арматура. Каждый новый слой после укладки необходимо прокатывать валиком, который выдавливает излишки связующего и уплотняет армирование.

У данной методики имеются важные преимущества, ознакомимся с каждым из них более детально.

Производственный процесс является непрерывным, а толщина стенок может быть любой (требуется лишь изменение нахлеста ленты).
В готовых трубах стекловолокна содержится достаточно много (данный показатель может достигать 85-ти процентов; для примера – у других способов это максимум 40-65 процентов).
Показатель производительности в данном случае также достаточно высокий.
Наконец, появляется возможность изготавливать трубы самых больших размеров (теоретически никаких ограничений нет вообще), которые зависят исключительно от габаритов оправки.

Таблица. Основные разновидности описываемых в статье труб.

Таблица. Диаметр обсадных и насосно-компрессорных изделий по ГОСТу.

Таблица. Диаметр линейных изделий по ГОСТу.

Ключевые преимущества труб, выполненных из стеклопластика

В чем же заключается причина столь высокой популярности таких труб? Ниже приведен перечень преимуществ данного материала – он не слишком большой, зато каждый из пунктов имеет огромное значение.

Стоят стеклопластиковые трубы более чем приемлемо, особенно если сравнивать их с изделиями из нержавеющей/высоколегированной стали.
Благодаря той или иной схеме армирования (все они были перечислены в предыдущем разделе статьи), можно получить изделия, имеющие конкретные механические свойства. К примеру, первая разновидность намотки (спирально-кольцевая) дает возможность изготовить трубы крайне устойчивые к высокому рабочему давлению.
Еще стеклопластик характеризуется отменной устойчивостью к различным агрессивным средам и коррозии.
Наконец, материал просто немного весит. Если говорить более конкретно, то его удельная прочность выше примерно в 3,5 раза, чем аналогичный показатель у стали. Следовательно, трубы из этих материалов, имея одинаковую прочность, будут иметь совершенно разную массу.

Примерная стоимость стеклопластиковых труб

Современный ассортимент описываемых в статье изделий достаточно большой, а потому и производителей немало. Тем не менее, все они изготавливают трубы по ГОСТам, а потому размеры и характеристики должны быть идентичными. Но все же ознакомимся с особенностями нескольких разновидностей труб, а также выясним сегодняшние среднерыночные цены. Для удобства посетителей нашего сайта все сведения ниже приведены в виде небольшой таблицы.

Таблица. Сколько стоит трубы из стеклопластика – цены, характеристики.

Наименование, фото	Краткое описание	Среднерыночная стоимость, в рублях
1. Профильная труба из стеклопластика	Габариты изделия следующие – 10х5х0,6 сантиметра (ВхШхТ). Что же касается веса, то он в данном случае составляет 3,14 килограмма на погонный метр.	От 1250 за метр
2. Профильная труба из стеклопластика	Аналогичное изделие, отличаются только габариты (они в данном случае составляют 18х6х0,6 сантиметра) и, следовательно, вес. Плотность в данном случае варьируется между 1 750 и 2 100 килограммов на кубический метр. Заметим также, что удельная прочность данного материала такая же, как высококачественной стали.	От 2200
3. Рифленая труба из стеклопластика	Габариты этого изделия составляют 3,4х0,9 сантиметра, а вес – 500 граммов на один метр длины. Внутренний диаметр такой трубы равен 2,5 сантиметра.	От 200
4. Круглая труба из стеклопластика	Ее наружный диаметр составляет 7 сантиметров, в то время как внутренний – 5,5 сантиметра. Стенки изделия имеют толщину 1,5 сантиметра. Масса равна 2,8 килограмма на метр длины.	От 1150
5. Круглая труба из стеклопластика	По характеристикам это изделие очень похоже на предыдущее – его наружный диаметр также составляет 7 сантиметров, зато внутренний – уже 6 сантиметров. Стенки имеют сантиметровую толщину.	От 800

Обратите внимание! Как видим, стоимость может быть разной и зависит от конкретной формы изделий, их габаритов и толщины стенок. Еще цена может варьироваться в зависимости от конкретного производителя, но не сильно. Как бы то ни было, выбрать в любом случае есть из чего.

Видео – Достоинства стеклопластиковых труб

Подводя итоги

В конце стоит заметить, что сегодня мы рассказали, конечно же, только о малой части столь обширной и интересной темы, как применение стеклопластика (в частности – труб, выполненных из данного материала). Мы лишь вскользь упомянули, могут ли такие трубы использоваться в канализационных или отопительных системах, лучше ли они, чем пластиковые или, скажем, металлополимерные аналоги. Как бы то ни было, к этой теме мы еще вернемся. На этом все, удачи в работе!