Корозія синтетичних матеріалів - невже таке буває?
Останнім часом все частіше стали з'являтись публікації, присвячені недолікам - істинним, а частіше уявним - труб з полімерних матеріалів. Особливо переконливо для російського споживача виглядають публікації в іноземних виданнях, тим більше що в них легко залишити за кадром і джерела поданої інформації, і їх об'єктивність, і повноту цитування. У результаті поширена інформація перекручена, а то й свідомо помилкова. Кому це потрібно? Відповідь очевидна: прихильникам застарілих технологій, тим, кого плоди науково-технічного прогресу позбавляють можливості заробляти на нескінченних ремонтах трубопроводів різного призначення.
Останнім часом на Росію обрушився шквал друкованого матеріалу, що описує негативні сторони "трубопроводів з синтетичних матеріалів" (Kunststoffrohren). Особливо активно поширюється стаття з німецького журналу "IKZ побутова техніка" № 4 за 2004 рік(IKZ-Haustechnik Ausgabe 4/2004) під загадковою назвою "Корозія синтетичних матеріалів - невже таке буває?" ("Kunststoffkorrosion - gibt's das wirklich?"), в якій невідомий (і) автор (и) захоплено описують недоліки "трубопроводів з синтетичних матеріалів", посилаючись на висловлювання різних вчених і матеріали міжнародної конференції. Вищевказана стаття не є аргументованою точкою зору, а являє собою лише збірник цитат і посилань, як правило, вирваних з контексту.
Щоб не бути голослівними, розглянемо використані в IKZ-Haustechnik джерела, їх об'єктивність і той контекст, цитати з якого читачам підносяться як аргументи.
Конференція трьох країн по корозії, Базель, 24-25 квітня 2003 року. Дана конференція є щорічним заходом, в якому беруть участь представники Австрії, Швейцарії та Німеччини. Серед п'яти організаторів конференції чотири виглядають цілком нейтральними науковими чи суспільними союзами. Однак галузева приналежність однієї організації читається в її назві - Австрійське товариство Металургії АСМЕТ (Austrian Society for Metallurgy and of material ASMET). Під сумнів може бути поставлена незалежність іншого організатора форуму - "Керуючий центр прикладної електрохімії" (Authority center for applied electrochemistry GmbH, ECHEM), так як серед офіційних підприємств партнерів цієї організації фігурує Voest Alpine Stahl Linz GmbH, один з найбільших у ЄС виробників сталі.
Галузева приналежність деяких організаторів конференції не завадила частини доповідачів наводити аргументи на користь полімерних труб. Підтвердженням тому може служити згадка М.Гебеля (Clariant AG, Швейцарія), про те, що: "Металеві стандартні матеріали при високих хлоридних навантаженнях у поєднанні з низькими значеннями pH часто не можуть використовуватись. Пластмасові матеріали можуть тут представляти раціональну альтернативу і в той же час можуть запропонувати цікаве з наукової точки зору рішення. Для такого використання є, особливо в якості матеріалу для трубопроводів, велика кількість пластмас. Вибір матеріалу повинен проводитись виходячи із специфіки роботи трубопроводу ".
Оскільки центральною темою статті стала "корозія синтетичних матеріалів", кілька слів про те, що це таке. Ось що пише з цього приводу Ульріх Шульте з Basell Polyolefine (Ulrich Schulte, Basell Polyolefine GmbH, BU Pipe Application Development & Tech Service Industriepark):
Проте, поліолефіни, як всі матеріали, можуть старіти. У цьому випадку ми говоримо про термоокислювальне старіння. Продукти термоокослювального старіння матеріалу можуть бути помічені після дуже тривалих випробувань, незалежно від практичного рівня навантаження. Макромолекули, що знаходяться на поверхні матеріалу, взаємодіють з киснем. Матеріал зберігає властивості вихідного, незважаючи на те, що ланцюги молекул стали трохи коротше. Для уповільнення термоокислювального старіння в полімери додаються певні домішки. Процес термоокислення починається тільки тоді, коли ресурс домішок повністю вичерпаний. Окислення залежить від температури і в нормальних умовах відбувається через багато років ".
IKZ-Haustechnik, посилаючись на доповідь дипломованого інженера Ф.Хінготта (F.Hingott), говорить про безліч практичних звітів "про випадки і причини пошкоджень синтетичних матеріалів". Об'ємну і докладну доповідь "Пошкодження та їх причини" автори IKZ скоротили до кількох рядків, залишивши тільки назви матеріалів і перелік пошкоджень, але не їх причини. Насправді, кажучи про пошкодження полімерних труб, Ф.Хінготт особливо відзначив, що їх причини "... криються в більшості випадків в неприпустимому зростанні тиску під час експлуатації або в неправильному визначенні параметрів елемента конструкції". Як об'єкт дослідження ушкоджень труб з ПЕ був обраний каналізаційний трубопровід з ПЕ-63, що знаходиться в експлуатації більше 20 років при температурі промислових стоків 60 ° С. На цьому прикладі показувався вплив агресивного середовища і температурного режиму на зміни властивостей поліетилену, зокрема, проникнення розчинників в стінку труби, яка, тим не менш, залишилась ремонтопридатною. Приклад яскравий - більш ніж через 20 років експлуатації в агресивному середовищі і при температурі на 10-20 градусів більше допустимих умов експлуатації, трубу з ПЕ першого покоління (а не 3-го - 4-го, що застосовуються в даний час) не замінюють, а відчувають і продовжують використовувати.
Матеріали конференції, дуже різні за змістом, об'єднує одна ключова і, безумовно, правильна думка - термін служби будь-якої труби залежить від якості матеріалу, виробника, якості монтажних робіт, і найголовніше - від ступеня обгрунтованості вибору виду труби.
Друге джерело заслуговує особливої уваги, як найбільш часто згадуване. Йдеться про довідник Карла-Йозефа Хайнеманн (Karl-Josef Heinemann) під назвою "Проблеми установки? Можливі несправності санітарно-технічного обладнання будівель" (Installationsprobleme? Ein Ratgeber zu Schadensfallen in der Hausinstallation), виданому в 2004 році за підтримки Міжнародної мідної асоціації ( International Copper Association), Міжнародної ради переробників міді (International Wrought Copper Council) та Європейської асоціації виробників фітінгів (European Fittings Manufacturers Association). Потрібно відзначити, що наведена назва довідника абсолютно збігається з тим, яке зазначено на першій його сторінці, але не збігається з текстом різних посилань на цю працю. Деякі видання, в т.ч. IKZ, в порядку співавторства додали у дужках - "виготовлених із синтетичних матеріалів" - напевно, щоб ніхто не подумав, що проблеми бувають і у несинтетичних матеріалів. Насправді, довідник являє собою результат багаторічної роботи по збору та систематизації практичних знань про особливості експлуатації всіх існуючих на сьогоднішній день труб і фітінгів, що використовуються тільки для гарячого водопостачання та опалення. З 62 сторінок праці руйнувань полімерних труб присвячено 11 сторінок тексту (з 24 по 35). На цих 11 сторінках розповідається про порушення правил експлуатації, які ведуть до пошкоджень полімерних труб. При цьому в довіднику ні слова не сказано про труби з поліетилену високої щільності (ПВЩ), який найбільш широко використовують в трубопровідних мережах водо-та газопостачання. А поширювати досвід експлуатації досить вузького і специфічного сегмента на все різноманіття полімерних труб, щонайменше, некоректно. Дивно було б, наприклад, говорити про низьку якість молотка на тій лише підставі, що їм незручно рубати дрова.
І вже зовсім дивно виглядає опис у статті IKZ-Haustechnik старіння полімерних труб на прикладі гуми, що не відноситься до матеріалів, що використовуються для трубопроводів інженерних систем.
Думка російського представника компанії Innovene Marketing Support Ltd. (У недавньому минулому BP-Solvay) А.Яловецького: "Інший аспект, який стосується в повідомленні пана Хайнеманна, стосується впливу мікроорганізмів на корозію" синтетичних "труб. Ідеї, висунуті в цьому розділі, викликали щире здивування моїх колег - фахівців з поліолефінів з Бельгії, Франції та Німеччини. Мені теж було дивно читати про "корозію труб з синтетичного матеріалу, викликаної мікроорганізмами". За характером описаних ушкоджень всі ці тріщини (!) і "біологічно розклались полімери" (!) дуже нагадують склопластикові труби. Також дивно чути про використання полімерних (як правило, вельми хімічно інертних) матеріалів як джерела вуглецю або азоту (як приклад наводяться поліаміди і поліакрилати, які не використовуються в інженерних мережах) в обміні речовин мікроорганізмів ".
Розкладання полімерних матеріалів - проблема більшою мірою відноситься до утилізації полімерної продукції. Багато років біологи виводять мікроорганізми, які були б в змозі ефективно розкладати полімери, спростивши тим самим утилізацію полімерних відходів. З іншого боку до цієї проблеми підійшла компанія DOW, яка витратила чимало зусиль, часу і коштів на розробку біорозкладанного ПЕ для плівок і упаковки. Цього вдалося досягти тільки серйозною модифікацією ПЕ, а також створенням спеціальних умов розкладання з використанням особливих мікроорганізмів.
Таким чином, окремі фактори впливу на окремі екзотичні для трубопроводів види полімерів, авторами статті безпідставно екстрапольовані на всі полімерні труби.
Висновок
Позитивна складова статті в IKZ і їй подібних полягає у визнанні виробниками металевих труб власного безсилля перед гігантським зростанням світового споживання полімерних труб за останні 10-15 років для трубопровідних систем, відповідних для полімерів за умовами експлуатації. Можливість зупинити це зростання економічними та науково-технічними методами практично вичерпана, і споживачів, що вибирають нові технології, стає все більше і більше. Свідоме поширення неправдивої або спотвореної інформації про полімерні трубопроводи, розрахованої на зникаючий клас малоосвідчених керівників, є долею тих, хто не вміє гідно програвати. Чи не уподібнюючись деяким вищезазначеним авторам та об'єктивності заради, хочеться підкреслити, що для застосування металевих трубопроводів завжди залишиться значний сегмент, в якому за умовами експлуатації (тиск-температура) застосування полімерних технологій неефективно.
Зростання обсягів споживання ПЕ труб.
На рис.1 наведена статистика застосування матеріалів для нових трубопроводів в Німеччині за останні кілька років. Як видно з графіка, єдиний матеріал, споживання якого зростає з року в рік, це поліетилен класу ПЕ-100. Факти настільки красномовні, що коментарів не потребують.
Щоб не бути голослівними, розглянемо використані в IKZ-Haustechnik джерела, їх об'єктивність і той контекст, цитати з якого читачам підносяться як аргументи.
Конференція трьох країн по корозії, Базель, 24-25 квітня 2003 року. Дана конференція є щорічним заходом, в якому беруть участь представники Австрії, Швейцарії та Німеччини. Серед п'яти організаторів конференції чотири виглядають цілком нейтральними науковими чи суспільними союзами. Однак галузева приналежність однієї організації читається в її назві - Австрійське товариство Металургії АСМЕТ (Austrian Society for Metallurgy and of material ASMET). Під сумнів може бути поставлена незалежність іншого організатора форуму - "Керуючий центр прикладної електрохімії" (Authority center for applied electrochemistry GmbH, ECHEM), так як серед офіційних підприємств партнерів цієї організації фігурує Voest Alpine Stahl Linz GmbH, один з найбільших у ЄС виробників сталі.
Галузева приналежність деяких організаторів конференції не завадила частини доповідачів наводити аргументи на користь полімерних труб. Підтвердженням тому може служити згадка М.Гебеля (Clariant AG, Швейцарія), про те, що: "Металеві стандартні матеріали при високих хлоридних навантаженнях у поєднанні з низькими значеннями pH часто не можуть використовуватись. Пластмасові матеріали можуть тут представляти раціональну альтернативу і в той же час можуть запропонувати цікаве з наукової точки зору рішення. Для такого використання є, особливо в якості матеріалу для трубопроводів, велика кількість пластмас. Вибір матеріалу повинен проводитись виходячи із специфіки роботи трубопроводу ".
Оскільки центральною темою статті стала "корозія синтетичних матеріалів", кілька слів про те, що це таке. Ось що пише з цього приводу Ульріх Шульте з Basell Polyolefine (Ulrich Schulte, Basell Polyolefine GmbH, BU Pipe Application Development & Tech Service Industriepark):
Проте, поліолефіни, як всі матеріали, можуть старіти. У цьому випадку ми говоримо про термоокислювальне старіння. Продукти термоокослювального старіння матеріалу можуть бути помічені після дуже тривалих випробувань, незалежно від практичного рівня навантаження. Макромолекули, що знаходяться на поверхні матеріалу, взаємодіють з киснем. Матеріал зберігає властивості вихідного, незважаючи на те, що ланцюги молекул стали трохи коротше. Для уповільнення термоокислювального старіння в полімери додаються певні домішки. Процес термоокислення починається тільки тоді, коли ресурс домішок повністю вичерпаний. Окислення залежить від температури і в нормальних умовах відбувається через багато років ".
IKZ-Haustechnik, посилаючись на доповідь дипломованого інженера Ф.Хінготта (F.Hingott), говорить про безліч практичних звітів "про випадки і причини пошкоджень синтетичних матеріалів". Об'ємну і докладну доповідь "Пошкодження та їх причини" автори IKZ скоротили до кількох рядків, залишивши тільки назви матеріалів і перелік пошкоджень, але не їх причини. Насправді, кажучи про пошкодження полімерних труб, Ф.Хінготт особливо відзначив, що їх причини "... криються в більшості випадків в неприпустимому зростанні тиску під час експлуатації або в неправильному визначенні параметрів елемента конструкції". Як об'єкт дослідження ушкоджень труб з ПЕ був обраний каналізаційний трубопровід з ПЕ-63, що знаходиться в експлуатації більше 20 років при температурі промислових стоків 60 ° С. На цьому прикладі показувався вплив агресивного середовища і температурного режиму на зміни властивостей поліетилену, зокрема, проникнення розчинників в стінку труби, яка, тим не менш, залишилась ремонтопридатною. Приклад яскравий - більш ніж через 20 років експлуатації в агресивному середовищі і при температурі на 10-20 градусів більше допустимих умов експлуатації, трубу з ПЕ першого покоління (а не 3-го - 4-го, що застосовуються в даний час) не замінюють, а відчувають і продовжують використовувати.
Матеріали конференції, дуже різні за змістом, об'єднує одна ключова і, безумовно, правильна думка - термін служби будь-якої труби залежить від якості матеріалу, виробника, якості монтажних робіт, і найголовніше - від ступеня обгрунтованості вибору виду труби.
Друге джерело заслуговує особливої уваги, як найбільш часто згадуване. Йдеться про довідник Карла-Йозефа Хайнеманн (Karl-Josef Heinemann) під назвою "Проблеми установки? Можливі несправності санітарно-технічного обладнання будівель" (Installationsprobleme? Ein Ratgeber zu Schadensfallen in der Hausinstallation), виданому в 2004 році за підтримки Міжнародної мідної асоціації ( International Copper Association), Міжнародної ради переробників міді (International Wrought Copper Council) та Європейської асоціації виробників фітінгів (European Fittings Manufacturers Association). Потрібно відзначити, що наведена назва довідника абсолютно збігається з тим, яке зазначено на першій його сторінці, але не збігається з текстом різних посилань на цю працю. Деякі видання, в т.ч. IKZ, в порядку співавторства додали у дужках - "виготовлених із синтетичних матеріалів" - напевно, щоб ніхто не подумав, що проблеми бувають і у несинтетичних матеріалів. Насправді, довідник являє собою результат багаторічної роботи по збору та систематизації практичних знань про особливості експлуатації всіх існуючих на сьогоднішній день труб і фітінгів, що використовуються тільки для гарячого водопостачання та опалення. З 62 сторінок праці руйнувань полімерних труб присвячено 11 сторінок тексту (з 24 по 35). На цих 11 сторінках розповідається про порушення правил експлуатації, які ведуть до пошкоджень полімерних труб. При цьому в довіднику ні слова не сказано про труби з поліетилену високої щільності (ПВЩ), який найбільш широко використовують в трубопровідних мережах водо-та газопостачання. А поширювати досвід експлуатації досить вузького і специфічного сегмента на все різноманіття полімерних труб, щонайменше, некоректно. Дивно було б, наприклад, говорити про низьку якість молотка на тій лише підставі, що їм незручно рубати дрова.
І вже зовсім дивно виглядає опис у статті IKZ-Haustechnik старіння полімерних труб на прикладі гуми, що не відноситься до матеріалів, що використовуються для трубопроводів інженерних систем.
Думка російського представника компанії Innovene Marketing Support Ltd. (У недавньому минулому BP-Solvay) А.Яловецького: "Інший аспект, який стосується в повідомленні пана Хайнеманна, стосується впливу мікроорганізмів на корозію" синтетичних "труб. Ідеї, висунуті в цьому розділі, викликали щире здивування моїх колег - фахівців з поліолефінів з Бельгії, Франції та Німеччини. Мені теж було дивно читати про "корозію труб з синтетичного матеріалу, викликаної мікроорганізмами". За характером описаних ушкоджень всі ці тріщини (!) і "біологічно розклались полімери" (!) дуже нагадують склопластикові труби. Також дивно чути про використання полімерних (як правило, вельми хімічно інертних) матеріалів як джерела вуглецю або азоту (як приклад наводяться поліаміди і поліакрилати, які не використовуються в інженерних мережах) в обміні речовин мікроорганізмів ".
Розкладання полімерних матеріалів - проблема більшою мірою відноситься до утилізації полімерної продукції. Багато років біологи виводять мікроорганізми, які були б в змозі ефективно розкладати полімери, спростивши тим самим утилізацію полімерних відходів. З іншого боку до цієї проблеми підійшла компанія DOW, яка витратила чимало зусиль, часу і коштів на розробку біорозкладанного ПЕ для плівок і упаковки. Цього вдалося досягти тільки серйозною модифікацією ПЕ, а також створенням спеціальних умов розкладання з використанням особливих мікроорганізмів.
Таким чином, окремі фактори впливу на окремі екзотичні для трубопроводів види полімерів, авторами статті безпідставно екстрапольовані на всі полімерні труби.
Висновок
Позитивна складова статті в IKZ і їй подібних полягає у визнанні виробниками металевих труб власного безсилля перед гігантським зростанням світового споживання полімерних труб за останні 10-15 років для трубопровідних систем, відповідних для полімерів за умовами експлуатації. Можливість зупинити це зростання економічними та науково-технічними методами практично вичерпана, і споживачів, що вибирають нові технології, стає все більше і більше. Свідоме поширення неправдивої або спотвореної інформації про полімерні трубопроводи, розрахованої на зникаючий клас малоосвідчених керівників, є долею тих, хто не вміє гідно програвати. Чи не уподібнюючись деяким вищезазначеним авторам та об'єктивності заради, хочеться підкреслити, що для застосування металевих трубопроводів завжди залишиться значний сегмент, в якому за умовами експлуатації (тиск-температура) застосування полімерних технологій неефективно.
Зростання обсягів споживання ПЕ труб.
На рис.1 наведена статистика застосування матеріалів для нових трубопроводів в Німеччині за останні кілька років. Як видно з графіка, єдиний матеріал, споживання якого зростає з року в рік, це поліетилен класу ПЕ-100. Факти настільки красномовні, що коментарів не потребують.
Дякуємо за надані матеріали:
Innovene marketing Support Ltd.
Basell Polyolefine GmbH
Автори: Кирило Трусов, Мирон Горіловскій
Джерело: ETP.com.UA
