Экструдированные пластиковые трубы для питьевой воды

Более половины земного населения испытывают острый недостаток качественной питьевой воды, при этом ее расход должен быть увеличен еще на 20% к 2025 году только на пищевые нужды в соответствии с прогнозируемым приростом населения.

Эти ресурсы на планете пока достаточны и для большего населения, весь вопрос в неравномерности их распределения; в связи с этим весьма остро стоит техническая проблема транспортировки питьевой воды по трубопроводам. Казалось бы, сложностей никаких - перепроизводство железобетонных и стальных труб в мире для водоводов очевидно, монтаж несложен, только успевай менять через определенное время проржавевшие трубы. Есть стабильный бизнес для стальных и строительных концернов. Существуют и пластиковые трубы и их производство неуклонно растет, и для питьевой воды в том числе, правда, ревнители экологической чистоты продолжают отстаивать устаревшие затратные материалы (сталь, железобетон) вопреки научным фактам и здравому смыслу.

Тем не менее реальная экономика строительства и эксплуатации водопроводных систем расставляет все по местам - об увеличении использования пластиковых труб в ЕС сообщалось ранее. В последнее время для этих целей все шире используются стеклопластиковые трубы. Все их технико-физические характеристики значительно превосходят таковые всех остальных типов труб. Производятся они по экструзионной технологии; стоимость их сопоставима с другими типами труб, но эксплуатационные свойства - на порядок выше.

Крупнейший мировой производитель стеклопластиковых труб (далее - FBR-труб) - американская экструзионная компания "Engineering Pipe Systems - Owens Corning". Ежегодный прирост их производства в компании - не менее 6%, потребители - по всему миру, особенно для химической промышленности, нефтегазохимии, теплоснабжения и для трубопроводов питьевой воды.

Крупнейший в мире строящийся водовод - от реки Саше, что на севере Ботсваны, в южный штат страны. Протяженность - более 360 км двухниточного водовода из экструдированных стеклопластиковых труб диаметром от 1000 до 1500 мм. Рабочее давление - от 10 до 16 бар. Эти трубы легче стальных и железобетонных на 20 и 10% соответственно. Это ведет к снижению затрат на транспортировку и монтаж с использованием автокранов. В последнее время фирма стала экструдировать трубы стандартной длины 18 метров (ранее ограничивалась 12 метрами). Это также ведет к снижению количества соединительных муфт и уплотнителей для стыков. Стоимость проекта оказалось на 30% ниже (с учетом длительности и эксплуатационных расходов), чем у ближайшего конкурента, предложившего стальные сварные трубы, в результате чего фирма и выиграла этот международный тендер. Немаловажен и тот факт, что для соединения таких труб не требуются высококвалифицированные сварщики и сложные сварочные энергоемкие комплексы.

Расходы на монтаж оказываются ниже, соединение стыков - технологичнее и быстрее. Потребители выбирают эти трубы для прокладки в сложных и химически агрессивных грунтах, солончаках, по морскому дну. Их прокладка возможна любым способом - непосредственно в траншею, в короба, или это может быть открытая наземная прокладка. Одновременно осуществляются подобные проекты в Австрии и в Майами, но меньшей протяженности. Расходы электроэнергии по перекачиванию воды в стеклопластиковых трубах меньше на 20 - 30%, так как стальные и железобетонные трубы не могут иметь такой гладкости внутренней поверхности, которая достигается только экструзионным методом производства пластиковых труб. За 30 лет эксплуатации такой трубы диаметром 1200 мм при расходе 3 м/с возможно сэкономить $2,5 млн только на электроэнергии.

Две другие конкурирующие фирмы, производители подобных труб в США - "American Fiberglass Pipe" и "Smith Fiberglass" - экструдируют подобные трубы, но меньшего диаметра и в меньших количествах, хотя и нарастающими темпами. Их руководство уверенно глядит в будущее и уверено, что их стеклопластиковые трубы на основе полиэфиров, ПЭВП, АБСРР, PS, ПВХ в ближайшем будущем вытеснят железобетонные, стальные и даже медные трубы благодаря их исключительной коррозиестойкости и лучшим механическим свойствам (повышенное кольцевое усилие разрыва).

Тем не менее, как и все новое, FRP-трубы непросто вошли в рынок. В 70-е годы в США в результате применения фирмой-производителем "Techite" несоответствующих материалов и сбоев в технологии экструзии в ряде оросительных систем в таких трубах появлялись трещины, и вода засорялась грунтом. С тех пор фирмы (в 80 годах) усовершенствовали технологию экструзии и формования и состав экструзионного компаунда. Только фирма "Owens Corning" имеет 17 экструзионных заводов по выпуску таких труб под торговой маркой "Flowtite" в США, ЕС, Латинской Америке, Ближнем Востоке и Африке. Трубы производятся по оригинальной запатентованной технологии, с применением вращающегося дорна в экструзионной фильере, вследствие чего стеклопластиковый материал в стенке трубы получает продольно - спиральную структуру, что существенно повышает прочностные свойства трубы. В основном фирма использует в сырье для труб ортофталевый полиэстэр от DSM, или BASF, стекловолокно длиной до 50 мм, кварцевую муку (мелкий кварцевый песок) и еще ряд аддитивов. На экструзионных линиях фирмы можно производить стеклопластиковые трубы диаметром 300 - 2500 мм. На заводе в Ботсване фирма располагает 2 экструзионными линиями общей производительностью 150 000 м труб в год. Со дня основания фирмы в 1971 г. подрядчиками уложено по всему миру более 10 000 километров стеклопластиковых труб "Flowtite".

В США фирма "Techite", несмотря на неудачи 30 летней давности, продолжила исследования и разработки процессов производства стеклопластиковых труб для систем орошения и канализации по методу центробежного формования стеклопластиковой смеси. Кварцевый песок, стекловолокно, аддитивы, эпоксидная смола, полиэстэр формуются в трубу нужного диаметра в цилиндрической форме. Форма приводится во вращение, и стекловолокно равномерно распределяется по внутренней поверхности формы. Затем в форму подается связующее. Под действием центробежных сил (700 - 800 об/мин.) связующее вдавливается в стекловолокна, пропитывает их и отверждается в форме, нагреваемой электронагревателями сопротивления.

В СНГ производятся все вышеупомянутые пластики, стекловолокно и даже есть кварцевый песок.

Владимир КОВАЛЬ Extrusion@solo.by