Стеклоластик или полиэтилен

Свойства труб из различного вида смол, армированных стекловолокном
В последнее время появилось некоторое количество публикаций, в которых противопоставляются пластиковые трубы, армированные стекловолокном (английское название данных труб - GRP и GRE) и трубы из полиэтилена (PE).  
Подборка приводимых аргументов, целью которых является доказательство превосходства труб РЕ над GRP, является достаточно странной и/или свидетельствует об отсутствии знаний и информации в области технологий производства, монтажа и эксплуатации труб GRP.  
В данной публикации хотелось бы представить вниманию основные свойства трубопроводных систем из полиэфирных смол, армированных стекловолокном, а также приблизить широкому кругу читателей и потребителей, производственную технологию, объясняя неточности, которые имели место в некоторых публикациях в пользу PE-труб.  
Сконцентрируемся на нескольких основных свойствах, имеющих важное значение для потребителей, и свидетельствах о якобы превосходстве труб из PE перед GRP:  

1. Гигроскопичность (влагопоглощение);
2. Прочность на истирание и долговечность;
3. Химическая устойчивость;
4. Устойчивость к атмосферному воздействию;
5. Срок эксплуатации трубопроводов;  
В отличие от других труб из искусственных материалов (например, ПВХ, ПНД), стеклопластиковые трубы GRP не являются однородной продукцией. Если кто-то произнесёт название «труба ПНД», то все приблизительно будут знать, какая труба имеется в виду, независимо от производителя. В случае стеклопластиковых труб GRP, существует несколько различных производственных технологий, конечным продуктом которых являются трубы с различными характеристиками.  
Общими свойствами данных труб является прочность, устойчивость к воздействию коррозии, а различия заключаются в способе монтажа, в механических свойствах или химической устойчивости. А если принять во внимание, что в пределах одной технологии можно использовать различные виды стекловолокна и несколько типов смол, то в итоге получится значительное количество возможных комбинаций (технология, вид волокна, тип смолы), а труба, произведённая по определённой комбинации будет обладать иными свойствами (в меньшей или большей степени), чем труба произведённая другим способом.  
Следовательно, нельзя рассматривать свойства труб GRP, обобщая данный вопрос. Поэтому настоящая публикация будет базироваться на известной технологии производства труб GRP, а конкретно на технологии FLOWTITE – метод беспрерывной навивки.  

Согласно технологии FLOWTITE, труба производится путём намотки на сердечник сплошного стекловолокна пропитанного полиэфирной смолой, дополнительными компонентами входящими в структуру трубы являются рубленое стекловолокно, а также кварцевый песок как наполнитель. В результате возникает поликристаллический материал называемый композитом, особенности которого заключаются не только в свойствах составляющих элементов, а значительно шире. Это стало главной причиной широкой популярности данных поликристаллических материалов на рынке производственного сырья. Из данного материала производится уже практически все: от кузовов автомобилей или яхт, до специализированного применения в военной и космической промышленности.
Вернёмся к трубам FLOWTITE. Как упоминалось ранее, в зависимости от используемого сырья, возможно, получить трубы с совершенно различными характеристиками. Короче говоря, и не углубляясь в подробности, труба FLOWTITE предназначенная для самотечной и напорной канализации является совершенно другой в сравнении с трубой FLOWTITE предназначенной для водопроводной сети.
Перед тем, как начать оговаривать основные свойства труб GRP (по пунктам 1-8 выше), хотелось бы обратить внимание на следующее.  
В некой статье «Полиэтилен или стеклопластик» опубликованной научно производственной ассоциации организаций водопроводно-канализационного хозяйства «Аква-Белл» Республика Белоруссия, шла речь о том, что трубы GRP являются неустойчивыми к воздействию истирания и потому не должны применяться в водопроводах, так как это угрожает тем, что вследствие истирания, стекловолокно вымытое, таким образом, из стенки трубы, может попасть в организм человека.  
Согласно всякого рода правилам проектирования водопроводов и канализации, в водопроводных сетях не можем присутствовать явление абразивности, т.е. истирании стенки трубы вследствие трения, например, присутствующего в воде песка. В канализационных сетях это является одним из наиболее важных параметров, влияющих на прочность и срок службы всего трубопровода. В связи с этим, в указанной выше статье, появляется некий недостаток логики в рассуждениях. Появляется мысль, что автор хотел бы, чтобы бы утром трубопровод работал как водопроводная сеть, а вечером выполнял роль канализационного коллектора...  

1. Гигроскопичность (влагопоглощение)
Как указывается в некоторых статьях явно лоббирующих PE-трубы, говорится о гигроскопичности GRP-труб, от которой якобы зависит их пропускная способность. Для труб GRP FLOWTITE данный показатель незначительный, насыщаемость достигается приблизительно через 1000 часов (40 дней).  Если бы это действительно влияло на пропускную способность, или на какие либо другие технические характеристики композита, этот эффект был бы только временным.  
Незначительная абсорбция влаги (менее 1%) происходит на глубину до 2-3 мм внутренней стенки трубы и не наносит никакого ущерба НИКАКИМ эксплуатационным параметрам - тем более пропускной способности.  Благодаря гибкости (эластичности) внутреннего слоя трубы - «лайнера» - из чистой смолы - микротрещины не образуются, даже если трубопровод имеет сезонный характер работы (например, работает летом, опорожнен зимой).  
В то время как трубы из термопластиков ПЭ становятся хрупкими уже при +5 С!, не говоря уже о месте сварки.  

2. Прочность на истирание и долговечность  
Сопротивление истиранию - важный параметр для канализационных или  промышленных систем трубопроводов, но не для трубопроводов питьевой воды, обычно в транспортируемой воде не должно наблюдаться абразивных частиц.  
Вообще, можно заявить, что трубы GRP произведенные методом Центрифугального литья (Centrifugally Cast СС-GRP), имеют недостаточную сопротивляемость высоко абразивной среде (при высоких скоростях потока с большим содержанием абразивных частиц).
Тем не менее, благодаря особенностям структуры стенки трубы FLOWTITE, изготовленных методом беспрерывной навивки, прекрасно сопротивляются истиранию.  
Всеми признанным тестом, определяющим прочность на истирание, является так называемый тест DARMSTADT. Тест полностью описан в стандарте DIN 19565. Если коротко, то он заключается в наполнении образца, который является половиной трубы, точно определённой смесью песка и воды, а затем раскачивании образца таким образом, чтобы песок и вода симулировали протекание сточных вод и вызывали эффект истирания. Согласно данным создателя теста, он соответствует 50-летней эксплуатации.  
В связи с тем, что тесты на истирание труб FLOWTITE датировались 1997 годом и касались устаревшей структуры трубы, в 2003 году Концерн Амиантит, производитель труб GRP FLOWTITE, поручил Гданьскому Политехническому институту проведение тестов новой канализационной трубы FLOWTITE на истирание по методу DARMSTADT. Полученные результаты были на 30% лучше, чем в 1997 году. После 100000 (сто тысяч) циклов труба никак не изменила свои эксплуатационные качества. Пятикратное продление продолжительности теста (до 500000 – пятьсот тысяч циклов) показало, что даже при такой нагрузке не было опасности истирания внутреннего слоя трубы – «лайнер».  
В каталогах труб FLOWTITE мы, беря полную ответственность, сообщаем, что минимальный эксплуатационный срок труб FLOWTITE составляет 50 лет. Данный срок эксплуатации   подтверждают   проводимые   исследования,   как   в   аккредитованной лаборатории нашей организации, так и независимыми фирмами. Долгосрочные тесты, проводимые в соответствии с общепринятыми стандартами (ISO, DIN, EN и ASTM), и их результаты подтверждают принятые конструктивные основы 50-летней эксплуатации. Ниже приводится несколько фотографий, представляющих проведение долгосрочных испытаний.  
Кроме лабораторных испытаний, проводились также испытания в натуральных условиях. Таким образом, у нас имеется официальный рапорт испытаний, проведённых в 2004 году, на трубе FLOWTITE DN1800, которая была уложена в 1980 году. Испытания проведены независимой фирмой Bureau Veritas Surveyor. Проведённое испытание трубы, выкопанной после почти 25-летней эксплуатации, однозначно констатирует высокое качество изделий, предлагаемых нашим концерном.  
Постоянный контроль качества производства, согласно стандартам ISO 9001:2000, ежегодно подтверждается внешними аудитами. Сертификаты качества ISO имеют все производственные предприятия концерна Амиантит.    

3. Химическая устойчивость  
Химическая устойчивость труб FLOWTITE зависит от использования базовых сырьевых компонентов – стекловолокна, смол. При применении в условиях опасности воздействия коррозийных факторов (например, сточных вод), в производственном процессе  используется специальное стекловолокно (ECR) с повышенной устойчивостью к воздействию коррозии. Если речь идет о смолах, то на сегодняшний день производители в состоянии подготовить смолу, устойчивую к воздействию почти каждого химического вещества. Подробная таблица химической устойчивости находиться в нашем каталоге.
Возможность различных изменения структуры трубы и её параметров, путём выбора соответствующих смол и стекловолокна, даёт широкие возможности применения GRP продукта.
Трубы GRP FLOWTITE благодаря их химической устойчивости применяются во многих отраслях народного хозяйства:
В ЖКХ-секторе (сточная канализация, ливневая канализация, хозяйственно питьевое и промышленное водоснабжение)  
В сельскохозяйственном секторе: ирригационные системы (дюкера, подача воды машинным орошением на поля)
В гидроэнергетическом секторе: напорные водоводы ГЭС, НС, циркуляционные водоводы АЭС и т.д.  

4. Устойчивость к атмосферному воздействию  
Атмосферные условия практически не влияют на трубы GRP FLOWTITE. Рассматриваемые трубы устанавливаются во всём мире, во всех климатических зонах. Прокладка трубопроводов проводится как в траншеях, так и на поверхности (эстакадах). Чувствительность к температурам у труб GRP намного ниже, чем труб из термопластиков. Зависимость механических свойств от температуры у термопластиков по сравнению с  композитными материалами GRP намного более критична.  
Экстремальными условиями эксплуатации трубопроводов выполненных из труб GRP FLOWTITE является устройство трубопроводов, подающих воду для гидроэлектростанций (напорный трубопровод ГЭС).  
Множество таких установок эксплуатируется в горах Норвегии и Шотландии. Данных трубопроводов, выполненных из труб GRP FLOWTITE, насчитывается около 200. Большинство из них проложены на эстакадах, следовательно, подвергаются воздействию экстремальных атмосферных условий - летний зной и низкие температуры зимой, доходящее до минус сорока градусов по Цельсию (в Норвегии работают трубопроводы, расположенные вблизи полярного круга). Примеры можно увидеть на размещённых ниже фотографиях.  
Одним из множества преимуществ труб GRP FLOWTITE является не только способность работы в экстремальных условиях, а также уникальная возможность проведения монтажных работ по установке трубопровода в условиях, в которых монтаж труб из других материалов является невозможным, например, монтаж в зимних условиях при температурах окружающей среды ниже минус 25 градусов. Примером является монтаж проведённой в столице Республики Казахстан - Астане, в декабре-феврале 2009-2010 гг. (проект «Напорный канализационный коллектор города Астана, № 1 диаметром от 1200 до 2000 мм), а также другие проекты, проводимые в Республике Казахстан и Сибирском Федеральном округе Российской Федерации.
Быстрота и лёгкость монтажа, отсутствие необходимости сваривания труб, абсолютная коррозионная стойкость (нет необходимости в какой либо изоляции вообще), малый вес - свойства, по которым трубы GRP FLOWTITE значительно превосходят все остальные трубы, производимые из искусственных материалов - уже оценены многими фирмами, применяющими нашу продукцию на территории СНГ.  
Наша продукция сама говорит за себя на протяжении сотен километров трубопроводов ежегодно укладываемых во всём мире и во всех климатических зонах, используя принцип «Закопать и забыть».  
Завод ТОО «Amitech Astana» (Амитех Астана), входит в состав международного концерна AMIANTIT (http://www.amiantit.com), производящего трубы из различного рода материалов (ВЧШГ, ПЭ, ПВХ, бетона, полимербетона).
Тем не менее, концерн наиболее известен в мире как производитель стеклопластиковых труб из смол, армированных стекловолокном (GRP и GRE). Фирмы, входящие в состав концерна, производят трубы GRP, по практически всем существующим методам производства:  
- технология FLOWTITE – беспрерывная навивка;  
- технология C-Tech - центробежного литья;
- технология SARPLAST - намотки без наполнителя;
- технология производства труб на основе эпоксидный смол, GRE (фирма Amipox)  
В состав концерна входят более 40 производственных предприятий со всего мира, производящих трубы по различным технологиям, при этом почти половина из них занимается производством труб GRP. Некоторые из данных предприятий производят и поставляют трубы GRP уже свыше 40 лет.  
О качестве наших продуктов свидетельствуют имеющиеся сертификаты и одобрения, получение и признание которых сопровождалось проверочными аудитами, проводимыми независимыми фирмами, либо учреждениями, выдающими сертификаты.  

5. Срок эксплуатации трубопроводов GRP FLOWTITE
Соответствующие Стандарты по Трубопроводам с применением труб GRP:  
DIN (Немецкий институт стандартизации) 19565-1, DIN 16869, EN 1796, EN 14364,  
ISO (Международная Организация по Стандартизации) –10639, ISO 10467,  
ASTM (Американское общество по испытанию материалов) 3262, ASTM 3517, ASTM 3754,  
и т.д. включают требования к системам труб после 50 лет эксплуатации.  
Оценка «долговременной эксплуатации» выполнена по специально разработанным методам испытаний и основывается на математических процедурах, описанных в европейских, международных и американских Стандартах (EN 705 и ISO 10928, ASTM - данные стандарты на продукцию включают в себя одинаковые математические методы).
По сравнению с трубами из термопластиков, трубы GRP подвергаются минимально 4 долговременным испытаниям (термопластики только на долговременную регрессию давления) для оценки долговременной деформации (также в комбинации с кислотными и щелочными средами), долговременной сопротивляемости давлению и долговременной кольцевой жесткости трубы (соответствующие отчеты по испытаниям будут представлены в отдельном документе). Исходя из того, что концерн Амиантит, имеет уже 50-летнюю историю, продукция GRP FLOWTITE доказала, что срок эксплуатации труб соответствует нормативным требованиям.