Производство труб Valpex

   Результаты изучения практического использования металлопластиковых труб в России, показали, что при разработке труб и выборе сырья для них необходимо учитывать следующее:

• трубы могут подвергаться кратковременному воздействию температуры до 130°С . Это происходит, когда по каким-либо причинам перекрывается подмешивающая линия (байпас) в тепловом пункте с элеваторным или насосным узлом смешения. Несмотря на то, что по российским нормам применение металлопластиковых труб в элеваторных системах запрещено, на практике они активно применяются;
• на трубы может действовать кратковременное давление до 16 бар, когда при испытаниях наружных трубопроводов и при зависимом подключении домовых систем входная задвижка не обладает достаточной плотностью затвора, а предохранительные устройства не срабатывают из-за сверхнормативного износа;
• большая загрязненность трубопроводов продуктами коррозии стали и абразивными включениями;
• возможность замораживания транспортируемой среды;
• возможность воздействия на наружный слой трубы органических веществ в случаях, когда при устройстве теплых полов в раствор добавляются обычные, а не специальные пластификаторы;
• возможность достаточно активного воздействия электрических и высокочастотных полей при параллельной прокладке трубопроводов , электропроводки и компьютерных сетей;
• широкое распространение в среде российских монтажников ошибочного мнения, что чем труба гибче, тем лучше.

  Исходя их перечисленных особенностей, в качестве исходного сырья для производства труб Valpex было принято решение использовать гранулированный полиэтилен высокого давления итальянской компании Crosspolimeri S.P.A, которая наряду с фирмой Padanaplast входит в десятку крупнейших европейских химических фирм. Исходное сырье содержит в своем составе винилтриметаксилан C2H4Si(OR)3 , обеспечивающий при экструдировании поперечную сшивку полиэтилена по методу «В» со степенью сшивки 65% . Предел пластичности получившегося сшитого полиэтилена при 20°С составляет Рп= 280 кг/см2 , при модуле упругости Е=1100 кг/см2.При температуре 95°С эти характеристики соответственно равны 150 кг/см2 и 520 кг/см2. Это на 10-15% больше, чем аналогичные показатели для обычного сшитого полиэтилена.

График зависимости рабочего давления от температуры транспортируемой среды для труб Valpex
( коэффициент запаса прочности 2)

   Сшитый полиэтилен труб Valpex имеет стойкость к химическим веществам в достаточно широком диапазоне (см. приложение 1) . Он хорошо противостоит воздействию обычных растворителей, таких как углеводороды: ароматических (толуол), хлорированных (трихлорэтилен), алифатических (бензин). Инертен он и к любым моющим средствам и антифризам.
Контакт с труднолетучими органическими соединениями (воск, жиры, масла, олифы) приводит к незначительному набуханию материала. К сильным окислителям (азотная кислота, галогены) сшитый полиэтилен нестоек и разрушается при контакте с ними. Коррозии, то есть окислению, сшитый полиэтилен не подвержен.
Необходимо отметить, что стойкость к тому или иному химическому веществу для сшитого полиэтилена нельзя рассматривать в отрыве от рабочей температуры и давления, при которых происходит воздействие.
Нельзя не отметить замечательную стойкость трубы Valpex к солевым отложениям и биологическому обрастанию.
Основными ионами, которые могут приводить к отложениям минеральных солей на стенках металлической трубы являются анионы НСО3-; СО3 2- ; SО4 2- ;Si03 2- и катионы Ca 2+, Mg 2+. Из-за наличия электрического потенциала между стенками металлической трубы и ионами происходит осаждение минеральных солей на стенках трубопроводов. С повышением температуры транспортируемой жидкости растворимость солей уменьшается ( при 100°С она равна 0), и увеличивается образование накипи.
Полиэтилен электрически нейтрален к диссоциированным веществам потока, поэтому осаждение солей на стенках трубы Valpex не происходит, независимо от повышения температуры. Это не значит , что минеральные соли прекращают выпадать. Они также выпадают в виде хлопьевидного осадка. Но на стенках полиэтиленовой трубы они не задерживаются и вымываются потоком.
Биологическое обрастание в стальных трубах в основном вызывается деятельностью железобактерий, которые превращают двухвалентное железо из окиси (ржавчины) в трехвалентное, которое в виде студенистого илистого вещества осаждается на стенках. В металлопластиковые трубы железобактерии могут попасть из металлических трубопроводов, с которыми они соединены. Однако, в пластике отсутствует «пища» для этого вида бактерий, а гладкие стенки металлопластиковых труб не дают возможности колониям укрепиться на выбранном «платцдарме». Если же из водоразборного крана на металлопластиковом трубопроводе все-таки идет «ржавая» вода, то причину надо искать не в металлопластике, а «выше по течению».

Метод экструзии позволяет получать трубу с идеально гладкой поверхностью. Величина микробугорков на внутренней поверхности трубы Valpex не превышает 0,0035мм (абсолютная шероховатость), что дает значение эквивалентной шероховатости 0,007мм. Для сравнения - у новых стальных труб этот показатель 0,1мм. Гладкость внутреннего канала обуславливает большую пропускную способность трубы. Снижение гидравлических потерь в трубопроводах позволяет применять менее мощные насосы и уменьшать расчетный диаметр труб.

Номограмма потерь давления для труб VALPEX

   Сетчатая структура полиэтилена придает ему повышенную поверхностную твердость, которая, в комплексе с низкой шероховатостью, делают трубы Valpex стойкими в воздействию абразивных механических частиц, присутствующих в потоке жидкости.

Чтобы достичь такой же гибкости трубы, как и при радиационной сшивке, при производстве труб Valpex решено было использовать алюминий с чистотой 97,6% ( обычно –94-96%). Содержания железа, снижающего пластичность алюминия, уменьшено до 0,0003 % за счет каталитического вакуумного отжига в присутствии фтористого алюминия.
До недавнего времени, самым уязвимым звеном металлополимерных труб , была их способность к расслоению под действием многократного изменения температурных режимов. Различный коэффициент линейного расширения у алюминия и РЕХ предъявляет к клеевому составу, соединяющему слои, высокие требования по внутренней прочности (когезии), адгезии к алюминию и полиэтилену, гибкости, эластичности и температурной стойкости. Большинство клеевых составов европейских производителей не выдерживают испытания временем, в результате чего трубы начинают расслаиваться, что приводит к протечкам в местах присоединения к фитингам. После длительного поиска специалисты Valtrompia Technic остановили свой выбор на акриловом клее американского химического концерна DSM. Этот достаточно дорогой клей был разработан в 2002 году специально для эластичного соединения композиции РЕХ-алюминий. Разрывная , долговременная прочность состава составляет 70Н/10мм, в то время, как у труб на европейских клеях этот показатель не превышает 55 Н/10мм (Henco), хотя нормативное требование к этому показателю - всего 15 Н/10мм. Показатель разрывной прочности показывает, какое растягивающее усилие необходимо приложить к вырезанной из трубы спирали шириной 10мм., чтобы ее расслоить . Следует отметить, что при испытаниях на отрыв клея DSM , происходит вязкое разрушение волокон в толще клеевой прослойке. При этом слой клея остается и на алюминии и на пластике. Это свидетельствует об идеальной адгезии клея к полиэтилену и алюминию.
Прочное соединение пластика и алюминия дает возможность избавить полиэтиленовые трубы от двух их основных недостатков. Во-первых, алюминиевый слой придает трубе полную кислородонепроницаемость, а ,значит, исчезает повышенная опасность коррозии арматуры, приборов и оборудования, смонтированного в системе. Во-вторых, по сравнению с трубами из РЕХ линейные температурные удлинения металлопластиковых труб в семь раз меньше. Поэтому совсем не обязательно прятать их от людского взгляда.
Сравнительная таблица линейного расширения труб из различных материалов

График теплового удлинения труб Valpex

Как уже говорилось, трубы Valpex производятся на автоматической линии фирмы Nextrom. Линия, оснащена самоочищающимися экструдерами, установкой для сварки алюминия неплавящимся электродом в аргоновой среде. Основное отличие этой линии от подобных – дублирование контрольных приборов после каждого этапа изготовления трубы. Малейшее отклонение от заложенных показателей, и процесс немедленно останавливается до устранения неполадки.

Приложение 1. Сферы применения труб Valpex

Трубы Valpex универсальны , и подходят для различного вида систем:

•  холодное и горячее водоснабжение;
•  отопление и вентиляция ( обвязка калориферов),
•  технологические трубопроводы ( в соответствии с таблицей химической стойкости );
•  водоочистка и водоподготовка;
•   системы искусственного подогрева открытых площадок, парников, теплиц.

Приложение 2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРУБ VALPEX

Приложение 3. Достоинства и недостатки металлопластиковых труб:

1. Ввнутренний и наружный слои из полиэтилена РЕХ (DIN 16892) повышенной прочности (28Н/мм2, при норме –26Н/мм2), сшитого молекулярными кремний-углеродными связями обеспечивает прочность, твердость, стойкость к химическим и температурным воздействиям (до 130° С);
2. Клеевая прослойка с прочностью 70 Н/10мм (при норме 15 Н/мм2) гарантирует отсутствие расслоения трубы при многократных температурных перепадах;
3. Труба из алюминия чистотой 97,6% (обычно 94-96%) , сваренная неплавящимся электродом в среде инертного газа (TIG) придает металлопластику гибкость, кислородонепроницаемость, сохранение формы, и в 7 раз уменьшает линейные температурные деформации.