Результаты анализа процессов старения поливинилхлоридных канализационных труб

Компания "Nordisk Wavin A/S" начала производить систематические измерения деформации и напряжений в системах ПВХ-труб при прокладке наружной канализации с 1966 г. На сегодняшний день произведены измерения более 60 000 м пластиковых труб во многих странах Европы.

Техническая информация об этих тестах хранится в базе данных компании.

С 1991 г. начали проводиться более детальные исследования. В дополнение к измерениям деформации в действующих системах труб было решено выделять участки трубопроводов для более детального исследования. Выбирались участки трубы с наибольшими деформациями. Это делалось для того, чтобы проверить качество пластиковых труб в наиболее жестких условиях эксплуатации, а также при воздействии мороза и жары.

Характер и величина напряжений, возникающих в трубопроводах, зависят прежде всего от условий монтажа систем труб (глубина, температура окружающего воздуха, точность соблюдения инструкций), а также от типа почвы и наличия подвижек под воздействием грунтовых вод.

При проведении тестов ставились следующие вопросы: сколько лет могла бы еще проработать данная пластиковая труба? насколько она засорена? нет ли протечек извне в трубу и из трубы во внешнюю грунтовую среду?

Значительным преимуществом пластиковых труб является их свойство существенно деформироваться, при этом не разрушаясь и сохраняя неизменными свои параметры и стабильное положение в грунте. Начальная деформация в системе возникает за сравнительно короткий период в результате взаимодействия трубы с окружающей грунтовой средой.

Так как ПВХ - термопластический материал, возможны очень большие деформации изделий из него.

Правильный монтаж труб, обсыпка и утрамбовка почвы или песка вокруг каждой трубы позволяют не допускать высоких деформаций. Диаметр трубы и ее масса незначительно влияют на деформацию. В среднем деформация системы труб составляет 3-4%, хотя в глинистых почвах она может быть в 1,5-2 раза больше.

Движение транспорта оказывает влияние на трубопровод, если он проложен на глубине менее 1 м.

С 1991 г. компания "Wavin" совместно с муниципалитетами городов Дании, Швеции, Норвегии и Франции провела исследование труб действующих канализационных систем. Целью проверки было сравнение практического состояния труб после 20-30 лет эксплуатации с теоретическими моделями и результатами лабораторных тестов и пробной эксплуатации. Естественно, что проектные и эксплуатационные компании интересовались прежде всего возможностями ПВХ-труб в области долговечности.

При экспериментах предпочтение отдавалось проектам, в которых условия монтажа и эксплуатации системы были наиболее экстремальными.

Принципиально это соответствует условиям экстремального теста, и на основе таких результатов можно рассматривать время жизни трубы в нормальных условиях.

Исследования показали, что трубы, находящиеся в экстремальных условиях около 30 лет, сильно деформировались, тем не менее находятся в хорошем состоянии. Функциональное состояние этих труб практически не изменилось. Ничто не указывало на то, что какие-либо изменения последуют и в последующие 100 лет.

В соответствии с этими исследованиями время жизни вновь уложенных ПВХ-труб должно составлять несколько сотен лет.

Показателен тест, осуществленный в 1994 г. в Норвегии. Была выкопана и исследована ПВХ-труба диаметром 250 мм, сконструированная в 1969 г. и уложенная в 1972 г. Измерения показали 16%-ю деформацию за время нахождения в земле. После производства раскопок деформация трубы уменьшилась до 7,5%. Был вырезан фрагмент трубы длиной 3 м и отправлен в лабораторию для дальнейших исследований. Через 80 часов деформация фрагмента уменьшилась до 5%.

Процесс уменьшения деформации продолжался и в дальнейшем. Однако труба не вернулась в свое первоначальное состояние.

Эта система ПВХ-труб устанавливалась непосредственно в глинистую почву на глубину приблизительно 2 метра в феврале 1972 г. при температуре наружного воздуха, равной -5 °С. Поверхность извлеченной из земли трубы имела темные пятна, но это совершенно не влияло на функциональную способность трубы. Признаков разрушения материала не было. Внутренняя поверхность трубы была засорена очень незначительно.

Хорошая промываемость и нечастые засорения даже щебнем и глиной являются вескими аргументами в пользу выбора пластиковых труб для систем внешней канализации. Способность пластиковых труб сильно деформироваться, при этом не разрушаясь, - одно из наиболее важных свойств этих труб.

Пластиковые трубы могут эксплуатироваться в течение продолжительного времени в достаточно экстремальных условиях и обладают способностью восстанавливать свою форму и характеристики благодаря релаксации пластмассы.

Вот почему пластиковые трубы сегодня применяются все шире, а срок жизни современных ПВХ-труб прогнозируется величиной в несколько сотен лет.

Подготовил Сергей ЗОЛОТОВ