Стеклопластиковые трубы — особенности, монтаж, характеристики, маркировка

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 стеклопластиковые трубы, 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.

Содержание статьи:

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:

1. Трубопроводов для холодной воды;
2. Канализационных сетей;
3. Инженерных систем для гидроэлектростанций;
4. Ливневок;
5. Мелиорационных и ирригационных сооружений;
6. Дренажных систем;
7. Очистных сооружений;
8. Колодцев;
9. 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.

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:

1. Метод непрерывной намотки;
2. 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:

1. Их срок использования без ремонтов доходит до пятидесяти лет.
2. Такие трубы весят в 4 раза меньше стальных.
3. Они легки и дешевые в монтаже, поскольку для их соединения не требуется сварочный аппарат. К тому же, они монтируются при любой погоде.
4. Они не поддаются коррозии.
5. Внутри труб не откладываются никакие осадки.
6. 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.

Стеклопластиковые трубы: особенности изделий, производства, плюсы и минусы

Стеклопластиковые трубы: особенности производства

Стеклопластиковые трубы благодаря особенностям производства имеют широкую сферу применения. В изделиях комбинируются характеристики стекла с полимерным материалом. Трубы используют в вентканалах, трассах нефтяной промышленности.

Продукция имеет положительные качества, особенности маркировки. Выбирая трубы, нужно ориентироваться в различных производителях, которые выпускают различную по качеству продукцию.

Общие сведения. Особенности стеклопластикового материала

Стеклопластик относят к пластическому материалу. Он состоит из стекловолокнистых компонентов со связующим наполнителем, в качестве которого выступают полимеры термопластичного и термореактивного типа. Трубы из стеклопластика имеют невысокую плотность, но у них высокие прочностные характеристики. В течение сорока лет изделия из данного материала используют, чтобы прокладывать трубопроводы различного типа.

Внимание! Из полимерного композита производят конструкции, которые выдерживают экстремальные условия, к примеру, в нефтехимии, судостроении, авиации. Они выступают в качестве альтернативы для изделий из керамики, стекла, бетона, металлического материала.

Трубопрокаты соединяют в себе особые характеристики, которые присущи стеклу и полимерам. К ним относят:

1.небольшой вес. Стеклопласт в среднем весит 1.1 грамм за кубический сантиметр. Изделия медные или стальные весят соответственно 8.9 и 7.8 грамм. Этот параметр делает монтажные работы удобными, быстрыми, трубы легко перевозить.

2.трубы устойчивы к образованию коррозии. Композит имеет низкий уровень реакционной способности, что исключает электрохимическую коррозию, бактериальное разложение, поэтому их применяют при прокладке подземных коммуникаций.

3.высокие механические характеристики. По абсолютному пределу прочности материала он ниже, чем сталь, но по удельной прочности выше, чем полимерные материалы: ПНД и ПВХ.

4.стойкий к атмосферным явлениям. Трубы можно применять при температуре окружающей среды от минус 60 до плюс 80 градусов. Сверху трубы смазаны гелькоутом, поэтому они не боятся солнечных лучей. Изделия не теряют свойств, если ветер достигает 300 километров в час. Некоторые фирмы выпускают арматуру с высокой сейсмостойкостью.

5.огнеупорный. Главным компонентом считается стекло, которое не горит. Весь материал тяжело воспламеняется. Когда стеклопластик горит, то не выделяет диоксин в виде ядовитого газа.

6.низкая теплопроводность, поэтому он обладает высокими теплоизоляционными качествами.

К недостаткам относят быстрый абразивный износ, если трубы подвергаются механической обработке, то образуется канцерогенная пыль. Трубы из этого материала стоят дороже, чем пластиковые аналоги. Когда истираются стенки трубопровода, то волокна могут обломаться и попасть в среду, которая движется по трубам.

Подробности

Производство трубопрокатов из стеклопластика

Техника производства влияет на физические и механические свойства готовой продукции. Для изготовления композитной арматуры применяют четыре технологии: намотку, экструзию, центробежное литье, пултрузию.

Технология экструзии подразумевает продавливание вещества без остановки, имеющего вязкое состояние, похожее на пасту, сквозь специальные формы. Смолы смешивают с мелкими волокнами стекла, добавляя отвердитель пластичного типа, далее смесь обрабатывают в экструдере.

Внимание! В конце производства продукция не оснащена армирующим каркасом сплошного типа, потому что стекловолокно наполняет связующее в хаотичном порядке. Такая особенность влияет на низкий уровень прочности изделия.

Изделия, изготовленные таким способом, стоят недорого. Но они мало популярны, потому что имеют низкий уровень механических качеств. Полимерную основу изготавливают из полиэтиленового и полипропиленового материала.

Технология пултрузии. Данную технику применяют, чтобы выпускать длинномерные элементы, диаметр труб небольшой, они имеют неизменяемые поперечные сечения. Во время производства материал пропускают через фильеру, которая имеет 140 градусов выше ноля. Из нее появляются вытянутые трубопрокаты, имеющие в основе стекловолокно, которое пропитано с помощью термореактивной смолы. Отвердевшую продукцию распиливают на куски. На материал оказывается тянущее влияние, а не давление, как при экструзии.

Справка! Пултрузионная установка имеет основные детали конструкции, состоящая из таких компонентов: комплекса, подающего волокно, полимерного резервуара, преформовочного прибора, термо-прессформы, тянущей ленты, отрезной машины.

Технология производства имеет свои особенности

К ним относятся:

1.можно обрабатывать полимеры эпоксидного, винилового типа, полиэфирную смолу.

2.технология отличается скоростью протяжки, которая позволяет изготавливать от 4 до 6 метров продукции за минуту, когда стандартно производят от 2 до 3 метров трубопроката.

3.отличается диапазон в рабочей зоне: от 2.05 Х 1 метр до 1.27 Х 3.05 метров.

Трубы имеют гладкие стенки снаружи и внутри труб. Также изделия наделены высокими прочностными качествами. Недостатком метода считаются нюансы в технологии производства, а не качество полученных трубопрокатов. Процесс создания труб длительный, нельзя выпускать трубы с большим диаметром, которые могут выдерживать большие нагрузки. Также изделия имеют высокую стоимость.

Методы

Метод центробежного литья

Данная технология появилась благодаря швейцарской компании, у которой появился патент на технику. Трубы производят, продвигаясь к внутренней стене от наружной, при этом задействуют форму, которая вращается. В основе материала лежит жгуты из стекла, песок, смолы полиэфирные. Во вращающейся матрице помещается сырье, чтобы сформировать внешнюю стенку трубопровода. Постепенно в жидкую смолу добавляют твердые частицы, далее стекловолокно с наполнителем. С помощью катализатора процесс полимеризации происходит быстро.

Внимание! Технология позволяет сформировать гладкую поверхность снаружи и внутри изделия из многих слоев. При этом труба представляет собой монолит, однородный, не имеющий расслоения, газообразные частицы.

Детали, выполненные этим методом, имеют свои плюсы и минусы. К достоинствам относят такие свойства, как:

1.высоий уровень точности размеров изделий: по внутреннему сечению вращающаяся форма равна размеру внешнего диаметра готовой трубы.

2.можно сделать стенку изделия, которая имеет любую толщину.

3.полимерный композит имеет хорошую кольцевую жесткость.

4.гладкая поверхность с обеих сторон изделия.

Внимание! К недостаткам изделий, изготовленных по такой технологии, относят большую цену, высокий уровень энергоемкости.

Метод намотки поступательный

Широко распространенным методом является намотка непрерывного типа. Трубопрокаты создаются чередованием оправки с помощью стекловолокна и полимерного вещества, также их охлаждением. У метода есть подвиды:

Способ спирально – кольцевой. Волокна укладывают с помощью специального кольца, оснащенного по всей окружности фильерами, имеющих нити. Плюсы метода:

1.трубы имеют равномерную прочность по всей поверхности трубопроката.

2.выдерживают растягивающих нагрузки, не могут образоваться трещины.

3.можно создавать изделия с переменным диаметром, также с сечением сложной формы.

С помощью данного метода получают трубы высокой прочности. Их можно использовать в системах с высоким давлением, к примеру, в насосно – компрессионных инженерных системах.

Способ спирально – ленточный. Методика устроена по принципу первой техники. С помощью укладчика подают узкую ленту на основе волокон. Плотность трубы добиваются, увеличивая количество прогонов. Для производства используют недорогое оборудование по отношению к первому способу. У способа имеются недостатки:

2.рыхлых метод укладки волокон понижает уровень прочности труб.

Внимание! Изделия, изготовленные методом спирально-ленточным, можно устанавливать в трубопроводах, которые работают при низком, умеренном давлении.

Способ продольно – поперечного типа. Во время производства осуществляют непрерывную намотку, с помощью укладчика размещают сразу волокна двух видов: поперечного и продольного, при этом нет реверсного движения. Особенности метода:

1.метод подходит для создания труб, имеющих сечение максимум 75 миллиметров.

2.можно натягивать нити по оси, чтобы повысить прочность. Тоже применяют в спиральном методе.

Данная техника производства отличается высоким уровнем производительности. С помощью станка меняют параметры арматуры по оси и по кольцу в большом диапазоне.

Способ косослойный поперечно – продольный. Данная технология популярна у российских фирм – производителей. С помощью укладчика выводят вуаль, которая имеет пучок связующих волокон. Ленту под наклоном подают на оправу, витки кладут с нахлестом. Так делают кольцевую арматуру.

Когда завершена обработка оправки по всей длине, волокна обкатывают с помощью роликов, ненужные частицы связующего полимера удаляют. Далее уплотняют покрытие армирующего типа. Характеристика метода:

1.уровень плотности прилегания волокон.

2.трубы можно производить любого диаметра.

3.высокий уровень диэлектрических свойств, потому что отсутствует сплошная арматура по оси.

По модулю упругости композит уступает изделиям, изготовленным по другим методикам. Существует риск образования трещин между слоями, поэтому трубы нельзя использовать для трубопроводов, работающих под большим давлением.

По каким параметрам выбирают трубы?

Выбирая стеклопластиковые трубы, следует опираться на такие нюансы, как жесткость и расчетное давление, особенности связующего вещества, стенок, метод стыковки. Каждая труба имеет сопроводительный документ с информацией, на всех изделиях есть маркировка.

По жесткости и номинальному давлению

По жесткости материала определяют устойчивость к механическим повреждениям из-за движения транспорта, тяжести земли, также возможность противостоять нагрузке от давления на внутреннюю поверхность. У труб различают классы жесткости: SN.

Внимание! Когда увеличивается толщина стенки, то уровень жесткости также увеличивается.

У изделий различают номинальное давление: PN. Параметр показывает уровень безопасного давления среды, если температура будет равна двадцати градусам выше ноля на весь срок годности трубы, который равен около пятидесяти лет. Измеряется параметр в мПа.

По типу связующего компонента

Характеристики труб во время эксплуатации могут отличаться в зависимости от связующего компонента. Чаще всего используют в производстве полиэфирные смолы, эпоксидные вещества.

Свойства связующих веществ

Стенки делают, применяя термореактивные полиэфирные смолы. Их укрепляют дополнительно с помощью стекловолокна, песка. Полимеры имеют особые свойства:

1.низкий уровень токсичности.

2.отвердевают при комнатных показателях температуры.

3.хорошо сцепляются со стекловолокнами.

4.вещество химически инертно.

Если трубы содержат ПЭФ полимеры, то они не образуют коррозию, не поддаются разрушению при агрессивных средах. Их применяют в области ЖКХ, водозаборе, в трубопроводах систем очистки, в канализациях. Их можно использовать при температуре до 90 градусов выше ноля, также при давлении до тридцати двух атмосфер.

Свойства эпоксидных смол

Вещество нужно, чтобы придавать прочность материалу. Композиты со смолами можно использовать при температуре среды до ста тридцати градусов и давлении в двести сорок атм. Изделия имеют нулевую теплопроводность, не нужно теплоизолировать трубы.

Внимание! Данные трубы стоят дороже, чем ПЭФ продукция. Трубы с эпоксидным веществом подходят для прокладки трубопроводов в области нефти и газа, химической промышленности, для коммуникаций в морских портах.

Лучшие марки

На рынке присутствует множество марок изделий. Среди них есть самые популярные среди потребителей, которые имеют хорошие отзывы. Изделия компаний Hobas из Швейцарии, Стеклокомпозит из России, Аmeron INTERNATIONAL из Америки, Аmiantit из ОАЭ. К молодым производителям, но уже зарекомендовавшим себя, можно отнести Полиэк и Аrpipe из России, также изделия российского Завода стеклопластиковых труб.