Полімерні каналізаційні труби - пропозиція є. Що ж вибрати?
З кожним роком зростає обсяг застосування полімерних труб в мережах водовідведення та каналізації. Такі традиційні, але морально застарілі, для каналізаційних колекторів матеріали як чавун і бетон все частіше витісняються полімерами. Це пояснюється тим, що труби з полімерних матеріалів оптимально задовольняють вимоги, що пред'являються до каналізаційних мереж, а саме:
- Добрі гідравлічні характеристики що довготривало зберігаються(відсутність заростання);
- Стійкість до зовнішніх навантажень (достатня кільцева жорсткість);
- Довготривала герметичність з'єднань;
- Оптимальна корозійна і хімічна стійкість (більшість полімерів не схильні до впливу агресивних середовищ);
- Висока стійкість до стирання (швидкість абразивного зносу полімерних труб значно нижче, ніж аналогічний показник для труб з чавуну, бетону та асбоцементу);
- Простий і швидкий монтаж (за рахунок значно меншої матеріаломісткості монтаж полімерних труб проводиться набагато простіше);
- Конкурентоспроможна ціна.
Виробництво труб з полімерних матеріалів для зовнішніх каналізаційних мереж в Україні йде відповідно до ДСТУ Б В.2.5-32: 2007 «Труби безнапірні з поліпропілену, поліетилену, непластифікованого полівінілхлориду та фасонні вироби до них для зовнішніх мереж каналізації будинків і споруд та кабельної каналізації». Труби, вироблені за кордоном і імпортовані в країну, повинні пройти сертифікацію на відповідність цьому стандарту.
Як видно з назви, стандарт передбачає використання при виробництві каналізаційних труб з поліетилену, поліпропілену і полівінілхлориду. За конструктивними особливостями виділимо наступні групи труб:
- Труби гладкі одношарові (рис. 1);
- Труби типу А - тришарові труби з гладким внутрішнім і зовнішнім шаром з первинного матеріалу і серединним шаром з пористою структурою з власної або сторонньої вторинної сировини (рис. 2);
- Труби типу В - труби з гладким внутрішнім шаром з первинного матеріалу і ребристим (рис. 3) або гофрованим (рис. 4) зовнішнім шаром із власного або стороннього вторинного матеріалу.
- Добрі гідравлічні характеристики що довготривало зберігаються(відсутність заростання);
- Стійкість до зовнішніх навантажень (достатня кільцева жорсткість);
- Довготривала герметичність з'єднань;
- Оптимальна корозійна і хімічна стійкість (більшість полімерів не схильні до впливу агресивних середовищ);
- Висока стійкість до стирання (швидкість абразивного зносу полімерних труб значно нижче, ніж аналогічний показник для труб з чавуну, бетону та асбоцементу);
- Простий і швидкий монтаж (за рахунок значно меншої матеріаломісткості монтаж полімерних труб проводиться набагато простіше);
- Конкурентоспроможна ціна.
Виробництво труб з полімерних матеріалів для зовнішніх каналізаційних мереж в Україні йде відповідно до ДСТУ Б В.2.5-32: 2007 «Труби безнапірні з поліпропілену, поліетилену, непластифікованого полівінілхлориду та фасонні вироби до них для зовнішніх мереж каналізації будинків і споруд та кабельної каналізації». Труби, вироблені за кордоном і імпортовані в країну, повинні пройти сертифікацію на відповідність цьому стандарту.
Як видно з назви, стандарт передбачає використання при виробництві каналізаційних труб з поліетилену, поліпропілену і полівінілхлориду. За конструктивними особливостями виділимо наступні групи труб:
- Труби гладкі одношарові (рис. 1);
- Труби типу А - тришарові труби з гладким внутрішнім і зовнішнім шаром з первинного матеріалу і серединним шаром з пористою структурою з власної або сторонньої вторинної сировини (рис. 2);
- Труби типу В - труби з гладким внутрішнім шаром з первинного матеріалу і ребристим (рис. 3) або гофрованим (рис. 4) зовнішнім шаром із власного або стороннього вторинного матеріалу.
 |  |  |
 | На практиці труби першої і другої групи виробляються в основному з непластифікованого полівінілхлориду, що має високі міцність і модуль пружності - до 3000 МПа, але який володіє при цьому значною крихкістю при недостатніх гнучкості і пластичності. Для виробництва труб типу В частіше використовуються такі матеріали, як поліетилен і поліпропілен, більш гнучкі і пластичні, ніж ПВХ, мають вищий показник по абразивному зносу, але при цьому володіють меншою жорсткістю (модуль пружності складає 900-1800 МПа). |
Чим же викликана поява труб з досить «складною» конструкцією стінки - труб типу В? Одним з головних вимог, що пред'являються до трубопроводів, що працюють під впливом зовнішніх навантажень (а саме такими і є підземні безнапірні каналізаційні трубопроводи ), є забезпечення достатньої кільцевої жорсткості SN, яку прийнято виражати в кН/м2, при значно меншій матеріаломісткості.
Для гладких одношарових труб кільцева жорсткість визначається за формулою:
 | де Е - модуль пружності матеріалу труби, МПа; Dm - діаметр труби, см; І - момент інерції стінки труби, см3; s - товщина стінки труби, см; SDR - стандартне розмірне відношення. Для труб з профільованою стінкою кільцева жорсткість визначається більш складним розрахунком, що залежний від геометрії профілю, товщини стінок і модулю пружності матеріалу. Так, наприклад, для забезпечення кільцевої жорсткості 8 кН/м2 (SN 8) трубопроводу діаметром 1000 мм, можна використовувати гладку напірну трубу з поліетилену (ПЕ 80/100 SDR 21) з моментом інерції 9,044 см3 і питомою вагою 143 кг/м (в силу особливостей технології ПВХ труби таких діаметрів практично не випускаються), а можна застосувати, наприклад, двошарову гофровану трубу для безнапірної і зливової каналізації Корсис з питомою вагою 46,5 кг/м, а це триразова економія сировини, отже, і зниження вартості (адже не секрет, що у вартості полімерної труби левову частку займає сировинна складова). Цим пояснюється те, що (за аналітичними даними) частка застосування труб зі структурованою стінкою в загальному обсязі внутрішнього споживання полімерних труб для зовнішньої каналізації в Україні зросла з 12,9% у 2004 р. до 31% з 2008 р. (або в чисельному вираженні - з 733 т в 2004 р. до 3 551 т в 2008 р.). Розглянемо докладніше технології виробництва труб з профільованою стінкою і основні торгівельні марки такої продукції, які можна зустріти на вітчизняному ринку, їх переваги та недоліки. |
Найбільш поширеними технологіями виробництва із структурованою стінкою є: - Виробництво двошарових труб з внутрішньої гладкою циліндричною поверхнею і зовнішньої - гофрованою хвилястою (рис. 5). Обидві стінки виготовляються одночасно, з'єднуються так званим «гарячим» методом і утворюють єдину «монолітну» конструкцію. При цьому між внутрішньою і зовнішньою стінкою утворюються порожнини, які полегшують конструкцію, а хвиляста зовнішня стінка забезпечує необхідну кільцеву жорсткість. Сировиною для виробництва таких труб служить поліпропілен, діапазон діаметрів що виробляються - від 110 до 1000 мм. Основними виробниками такої продукції для українського ринку є Barbara Kaсzmarek, Польща (торгова марка K2-kan), InstalPlast Lask, Польща (InCor), «Ельпласт-Львів», Україна (Е2). Обсяг споживання продукції цих виробників зріс з 2005 по 2008 р. з 260 до 1645 т. Надалі, для позначення таких труб будемо застосовувати поняття «ПП труби з гофрованою стінкою»; - Виробництво двошарових труб з внутрішньою гладкою циліндричною поверхнею і зовнішньою - гофрованою зі спеціальною двоарочною формою гофра (рис. 6). Обидві стінки (як і у попередньому методі) виготовляються одночасно і утворюють єдину «монолітну» конструкцію. При цьому між внутрішньою і зовнішньою стінкою утворюються порожнини, які полегшують конструкцію, а гофрована зовнішня стінка забезпечує необхідну кільцеву жорсткість. |  |
 | Сировиною для виробництва таких труб служить поліетилен, діапазон діаметрів що виробляються - від 110 до 1200 мм. На вітчизняному ринку продукція цієї групи зустрічається під торговою маркою КОРСИС виробництва Рубіжанського трубного заводу (Україна). Виробництво цієї труби було розпочато в 2006 р. за ліцензією і на устаткуванні італійської компанії Polieco (торгова марка Ecopal) і вже в 2008 р. споживання цієї труби в Україні становило 1080 т. Надалі для позначення цих труб будемо використовувати торговельну марку КОРСИС; - Виробництво труб з порожнистою стінкою, що представляє собою безперервний процес намотування на спеціальних пристроях-барабанах поліетиленових профілів різного поперечного перерізу з їх одночасним екструзійним зварюванням між витками. В окремому випадку профіль може бути у вигляді пустотілого квадрата або кільця - звичайної поліетиленової труби діаметром 25-32 мм (в останньому варіанті проміжки між витками заповнюються розплавленою поліетиленовою масою як з внутрішнього, так і з зовнішнього боків, рис. 7). Залежно від необхідної кільцевої жорсткості труби можуть намотуватися як в один, так і у два шари. Основним виробником такої труби для України є кWh (Польща) і Енергоресурс-Інсвест (Україна). Обсяг використання такої труби в 2008 р. склав близько 100 т. Надалі для спрощення при згадці про ці труби будемо називати їх СПІРО за принципом технології їх виробництва. |
Зупинимося на тому, як особливості конструкції, переваги та недоліки труб кожного виду впливають на ступінь задоволення загальних вимог, що пред'являються до труб для зовнішніх каналізаційних систем.
 |  |
1. Гідравлічні характеристики
Одним з найважливіших показників безнапірного трубопроводу є гідравлічна шорсткість внутрішньої поверхні труби. І якщо ПП труби з гофрованої стінкою і труби Корсис, внутрішній шар яких утворюється шляхом безперервної екструзії, мають практично ідеально гладку внутрішню поверхню (шорсткість складає 0,08-0,1 мм), то в трубах СПІРО шорсткість може становити до 1 мм.
 | Згідно згадуваного раніше стандарту ДСТУ Б В.2.5-32:2007, в якості номінального діаметру може виступати як внутрішній діаметр (DN/ID) так і зовнішній діаметр (DN/OD). В силу історичних і конструктивних особливостей ПП труби і труби СПІРО випускаються, в основному, по внутрішньому діаметру, тоді як КОРСИС - по зовнішньому. Використання труб, нормованих по внутрішньому діаметру, зручніше з точки зору проектування трубопроводів, коли при проведенні гідравлічного розрахунку використовується номінальне значення внутрішнього діаметра. Використання як номінального зовнішнього діаметра трубопроводу більш зручно при монтажі (з'єднання безнапірного трубопроводу здійснюється саме по зовнішній поверхні), а необхідний для проведення гідравлічного розрахунку внутрішній діаметр трубопроводу задається в технічних характеристиках системи. |
Враховуючи, що труби для безнапірного трубопроводу підбираються за його пропускним перетином, що визначається внутрішнім діаметром, вигідніше використовувати трубу з максимальним наближенням внутрішнього діаметра до розрахункового значення. У табл. 1 наведено ряд (у порядку збільшення) перетинів трубопроводу з зазначенням відповідних труб.
В останній колонці табл. 1 приведена вартість пропускного перерізу 1 см2 погонного метру труби, причому для порівняння використані прайсові ціни трубопровідних систем вітчизняних виробників: «Ельпласт-Львів» (Е2 - аналог імпортного K2-kan), ТД «Євротрубпласт» (КОРСИС) і «Енергоресурс-Інвест» (ТПС-БН - труби поліетиленові з сотовою стінкою безнапірні) при врахуванні кільцевої жорсткості SN 8. З таблиці видно, що хоча при одному і тому ж значенні номінального діаметру «живий» перетин труб КОРСИС менше, ніж у Е2 і спірально крученої труби, питома вартість перетину труб Е2 вище, ніж КОРСИС, вартість ж перетину спірально кручених труб найвища.
В останній колонці табл. 1 приведена вартість пропускного перерізу 1 см2 погонного метру труби, причому для порівняння використані прайсові ціни трубопровідних систем вітчизняних виробників: «Ельпласт-Львів» (Е2 - аналог імпортного K2-kan), ТД «Євротрубпласт» (КОРСИС) і «Енергоресурс-Інвест» (ТПС-БН - труби поліетиленові з сотовою стінкою безнапірні) при врахуванні кільцевої жорсткості SN 8. З таблиці видно, що хоча при одному і тому ж значенні номінального діаметру «живий» перетин труб КОРСИС менше, ніж у Е2 і спірально крученої труби, питома вартість перетину труб Е2 вище, ніж КОРСИС, вартість ж перетину спірально кручених труб найвища.
2. Температурний режим роботи
Згідно ДСТУ Б В.2.5-32: 2007, труби для зовнішньої каналізації, вироблені з поліпропілену, мають код зони використання UD, що має на увазі їх роботу при температурі до 70° С (короткочасно до 95° С), тоді як поліетиленові труби (КОРСИС і СПІРО) мають код зони використання U - з максимальною робочою довготривалої температурою до 40° С (практично доведено, що поліетиленові труби допускають короткочасні підвищення температури до 60° С). Безумовно, поліпропілен є більш термостійким матеріалом, ніж поліетилен, що зокрема, пояснює його практично виняткове використання для внутрішньобудинкової каналізації. У зовнішніх же мережах, згідно зі статистичними даними, за рахунок зрівнювання температур «гарячих» і «холодних» стоків з урахуванням обсягів їх зливів (на «гарячі» стоки доводиться не більше 10-12% загального обсягу зливів) температура не піднімається вище 32-35° С. Таким чином, перевага поліпропіленової труби стає незатребуваною.
Недоліком поліпропіленових труб є велика крихкість при низьких температурах. У той час як КОРСИС легко проходить необхідні випробування на ударостійкість при температурі -20° С, більшість поліпропіленових труб досягають необхідних показників тільки при 0 ° С. Звичайно, в прокладеній в землі трубі температури завжди позитивні, проте монтаж поліпропіленових труб взимку при негативних температурах може призводити до пошкодження труби, особливо в зоні розтрубу (муфти).
3. Кільцева жорсткість
Кільцева жорсткість труб з профільованою стінкою заявляється виробником і повинна відповідати нормативному значенню. Однак слід зазначити, що у труб КОРСИС внаслідок двуарочної конструкції гофра (див. рис. 6) запас жорсткості (перевищення реальних значень кільцевої жорсткості над нормованою величиною) більше, ніж у поліпропіленових труб з хвилястою формою гофра. У труб СПІРО кільцева жорсткість може досягатися за рахунок використання різних профілів і декількох намотуваних шарів. Кільцева жорсткість на поліпропілені досягається при менших товщинах стінок, ніж на поліетилені, однак на поліпропілені непросто домогтися одночасного дотримання кільцевої гнучкості (відновлення форми труби після 30%-ної деформації), що є обов'язковою вимогою європейських норм для профільованих труб.
4. Зберігання труб
При виробництві труб Корсис і СПІРО використовуються світлостабілізовані (попередньо пофарбовані технічним вуглецем) марки трубного поліетилену, тоді як зовнішня поверхня ПП труб - рудого або коричневого кольору. При довгостроковому зберіганні труб спочатку на майданчику виробника, потім дилера (торгуючої організації), а потім - безпосередньо на об'єкті наявність надійної светостабілізациі суттєво впливає на збереження експлуатаційних характеристик труби.
Проведене дослідження ще раз наочно показує, що майбутнє зовнішніх каналізаційних мереж безумовно за трубами з профільованою стінкою. У цьому сегменті працюють різні виробники з різними технологіями виробництва труб з різних полімерних матеріалів.
Кожна труба має право на існування і свій сегмент ринку, в якому вона найбільш затребувана. Так, в діапазоні діаметрів 160-800 мм основна конкуренція йде між трубами КОРСИС і K2-kan, де кожен може вибирати, що йому ближче, зручніше і вигідніше. При діаметрах ж 1000-1200 мм переваги труб КОРСИС практично незаперечні. На великих діаметрах немає рівних спірально крученим трубам, серед яких останнім часом особливо виділяється трубопровідна система КОРСИС ПЛЮС (номінальний діаметр до 4000 мм) - нова розробка Групи спільно з німецькими партнерами, використовувана в будівництві не тільки безнапірної, а й напірної каналізації. Відмінними рисами труби Корсис ПЛЮС є гладка внутрішня стінка, електрозварне герметичне з'єднання труб в розтруб за рахунок інтегрованої спіралі і великі можливості варіювання профілів жорсткості, що дозволяють оптимізувати вагу труби для кожного заданого SN та діаметру.
Згідно ДСТУ Б В.2.5-32: 2007, труби для зовнішньої каналізації, вироблені з поліпропілену, мають код зони використання UD, що має на увазі їх роботу при температурі до 70° С (короткочасно до 95° С), тоді як поліетиленові труби (КОРСИС і СПІРО) мають код зони використання U - з максимальною робочою довготривалої температурою до 40° С (практично доведено, що поліетиленові труби допускають короткочасні підвищення температури до 60° С). Безумовно, поліпропілен є більш термостійким матеріалом, ніж поліетилен, що зокрема, пояснює його практично виняткове використання для внутрішньобудинкової каналізації. У зовнішніх же мережах, згідно зі статистичними даними, за рахунок зрівнювання температур «гарячих» і «холодних» стоків з урахуванням обсягів їх зливів (на «гарячі» стоки доводиться не більше 10-12% загального обсягу зливів) температура не піднімається вище 32-35° С. Таким чином, перевага поліпропіленової труби стає незатребуваною.
Недоліком поліпропіленових труб є велика крихкість при низьких температурах. У той час як КОРСИС легко проходить необхідні випробування на ударостійкість при температурі -20° С, більшість поліпропіленових труб досягають необхідних показників тільки при 0 ° С. Звичайно, в прокладеній в землі трубі температури завжди позитивні, проте монтаж поліпропіленових труб взимку при негативних температурах може призводити до пошкодження труби, особливо в зоні розтрубу (муфти).
3. Кільцева жорсткість
Кільцева жорсткість труб з профільованою стінкою заявляється виробником і повинна відповідати нормативному значенню. Однак слід зазначити, що у труб КОРСИС внаслідок двуарочної конструкції гофра (див. рис. 6) запас жорсткості (перевищення реальних значень кільцевої жорсткості над нормованою величиною) більше, ніж у поліпропіленових труб з хвилястою формою гофра. У труб СПІРО кільцева жорсткість може досягатися за рахунок використання різних профілів і декількох намотуваних шарів. Кільцева жорсткість на поліпропілені досягається при менших товщинах стінок, ніж на поліетилені, однак на поліпропілені непросто домогтися одночасного дотримання кільцевої гнучкості (відновлення форми труби після 30%-ної деформації), що є обов'язковою вимогою європейських норм для профільованих труб.
4. Зберігання труб
При виробництві труб Корсис і СПІРО використовуються світлостабілізовані (попередньо пофарбовані технічним вуглецем) марки трубного поліетилену, тоді як зовнішня поверхня ПП труб - рудого або коричневого кольору. При довгостроковому зберіганні труб спочатку на майданчику виробника, потім дилера (торгуючої організації), а потім - безпосередньо на об'єкті наявність надійної светостабілізациі суттєво впливає на збереження експлуатаційних характеристик труби.
Проведене дослідження ще раз наочно показує, що майбутнє зовнішніх каналізаційних мереж безумовно за трубами з профільованою стінкою. У цьому сегменті працюють різні виробники з різними технологіями виробництва труб з різних полімерних матеріалів.
Кожна труба має право на існування і свій сегмент ринку, в якому вона найбільш затребувана. Так, в діапазоні діаметрів 160-800 мм основна конкуренція йде між трубами КОРСИС і K2-kan, де кожен може вибирати, що йому ближче, зручніше і вигідніше. При діаметрах ж 1000-1200 мм переваги труб КОРСИС практично незаперечні. На великих діаметрах немає рівних спірально крученим трубам, серед яких останнім часом особливо виділяється трубопровідна система КОРСИС ПЛЮС (номінальний діаметр до 4000 мм) - нова розробка Групи спільно з німецькими партнерами, використовувана в будівництві не тільки безнапірної, а й напірної каналізації. Відмінними рисами труби Корсис ПЛЮС є гладка внутрішня стінка, електрозварне герметичне з'єднання труб в розтруб за рахунок інтегрованої спіралі і великі можливості варіювання профілів жорсткості, що дозволяють оптимізувати вагу труби для кожного заданого SN та діаметру.
