Все о стеклопластиковых трубах: виды, размеры и диаметры, кому нужны и как выбрать + особенности монтажа

Человеку свойственно постоянное стремление к совершенству. Совершенства хочется и дома – сделать что-то и забыть, и чтоб ни ремонта, ни ухода. Особенно это касается инженерных систем, которые постоянно нуждаются в обслуживании.

Я приветствую уважаемого читателя и предлагаю статью об очень перспективном материале для инженерных систем. Стеклопластиковые трубы – композитный материал из пластмасс со стеклянным наполнителем, обладающий прочностью стали и всеми достоинствами пластмасс. Материал, которому принадлежит будущее инженерных коммуникаций в зданиях и вне их.

Что собой представляют

Стеклопластик – многокомпонентный материал, состоящий из стекловолокнистого наполнителя и полимерного связующего вещества. Такое сочетание в композите приводит к появлению качественно новых механических свойств. В качестве наполнителя в стеклопластике используется прочное стеклянное или пластиковое волокно, в качестве реактопластичного связующего чаще всего применяются эпоксидные и полиэфирные смолы.

Технологическая возможность производить стеклопластиковые трубы появилась в 50-х годах ХХ века. Но низкая цена на традиционные металлические трубы (даже медные и из нержавеющей стали) мешала распространению стеклопластиковых изделий.

В 60-х улучшилось качество стеклопластика, появилась возможность применять их при высоких давлениях. Одновременно с появившимся спросом на прочные коррозионностойкие материалы в нефтедобывающей, угольной промышленности начали расти цены на металл.

С ростом технических характеристик стеклопластики получили широкое распространение, особенно в Северной Америке и Саудовской Аравии. В 80-е годы стеклопластиковые трубопроводы начали появляться во всех странах с развитой промышленностью.

Технические характеристики

Широкое применение стеклопластиковых труб обусловлено их свойствами – по прочности композит аналогичен изделиям из высококачественной стали.

Технические характеристики стеклопластика:

  1. Плотность в диапазоне 1,75–2,1 т/м³ – это почти в 4 раза ниже, чем у стали, меди.
  2. Прочность на растяжение (предел текучести) находится в пределах 150-350 МПа.
  3. Стеклопластик неэластичен, малопластичен, по этому показателю значительно уступает стали, тем более другим пластмассам (ПНД, ПВХ).
  4. Обладает очень высокой коррозионной стойкостью, сопоставимой со стойкостью нержавеющей стали.
  5. Трудновоспламеняемый самозатухающий материал, по этим качествам намного превосходит пластмассы и композиты из термопластичных полимеров.
  6. Анизотропный материал – прочность может меняться в зависимости от направления. Для достижения одинаковой прочности в осевом и кольцевом направлении меняют схему расположения стеклянных волокон.
  7. Монтаж стеклопластиковых коммуникаций производится при помощи клея, муфт, фланцев, раструбов. Стеклопластиковые изделия нельзя сваривать.
  8. Обладает высокой биологической стойкостью и атмосферостойкостью, мало подвержен влиянию ультрафиолета.

Сферы применения

В промышленности стеклопластиковые изделия используют в основном в тех областях, где требуются очень легкие, прочные либо стойкие к коррозии материалы:

  • В космической технике.
  • Самолетостроении.
  • Кораблестроении.
  • В химической промышленности.
  • В мелиорации.
  • В энергетике – для инженерных сетей современных электростанций.
  • В коммунальном хозяйстве (здесь очень полезной оказалась биологическая стойкость стеклокомпозита).

В добывающей промышленности стеклопластик оказался востребованным в шахтах с выделением метана. Материал устойчив к высоким температурам, долго загорается, не искрит при случайных ударах, при горении не выделяет ядовитых веществ.

Композитные трубы могут быть использованы по прямому назначению – для транспортировки жидкостей – и как конструкционный материал.

Область применения стеклопластиковых трубопроводов расширяется с каждым годом. Все чаще на производствах применяют химически инертные прочные изделия. В инфраструктуре городов из стеклопластика прокладывают композитные водопроводы, дренаж, системы канализации; монтируют мусоропроводы, дымовые трубы для газовых котельных; колодцы, очистные сооружения, водозаборы.

В быту чаще всего из стеклопластика прокладывают канализационные системы.

Маркировка

В маркировке стеклопластиковых труб на первом месте стоит слово «труба», затем:

  • 1-2 буквы – обозначение типа (НК – насосно-компрессорная; Л – линейная; О – обсадная).
  • Затем идет международное название стеклопласта – GRP или его конкретной марки.
  • Через дефис номинальное давление в МПА и внутренний диаметр в мм.
  • Если изделие предназначено для питьевой воды, то слово «питьевая».
  • Название ГОСТа.

Например:

Труба Л GRP 15-100 питьевая ГОСТ Р 53201-2008

Аналогично маркируются фитинги, только на первом месте пишется «отвод 90°», «муфта переходная» и т.д.

Технологии изготовления

Сейчас существуют четыре основные технологии изготовления стеклопластиковых труб:

  1. Экструзия.
  2. Пултрузия – формование изделия между наружной и внутренней оправками.
  3. Центробежное формование (литье) на технологической оправке (на ее внутренней поверхности).
  4. Намотка – пропитанную незатвердевшим связующим ленту (или ткань, нить) из стекловолокна наматывают на оправку.

Экструзия

Экструзия – процесс выдавливания смеси стекловолокна и смолы (или термопластичных полимеров) через отверстие в виде кольца. Простая, недорогая и высокопроизводительная технология, но получившиеся изделия не имеют высокой прочности. Но ее вполне достаточно для использования для канализационных, водопроводных систем. В этом виде стеклопластика иногда применяют не смолы, а термопластичные полимеры – ПНД, ПП.

Пултрузия

Пултрузия – протягивание стержня из пропитанных связующим веществом стекловолокон через несколько последовательно расположенных фильер с уменьшающимся сечением. Метод непрерывный, для него подбирают состав связующего с точно рассчитанным временем твердения и небольшим временем начального схватывания. Ровинг (ровницу) из стекловолокна пропускают через ванну со связующим, затем заготовку предварительно формуют, затем протягивают, отверждают, режут.

Метод пултрузии имеет самую высокую производительность, он дешев, применяется для массового производства сантехнических и водопроводных труб, работающих при небольших рабочих давлениях. Получаются стеклопластиковые трубы с очень ровными внутренней и наружной поверхностями. Недостаток – невозможность изготовления труб большого диаметра, работающих при очень высоких давлениях, сложность технологического процесса. При пултрузии сложно выполнить кольцевое армирование.

Формование центробежное

Достаточно давний метод изготовления композитных конструкций. Труба формируется внутри быстро вращающейся формы, внутрь подаются материалы – рубленое стекловолокно, иногда стеклоткань и неотвердевшая смола. Под воздействием центробежной силы материалы распределяются по форме и застывают. Получается трубка с очень гладкой наружной стенкой и точным наружным диаметром, стенки получаются однородными, без расслоений и включений пузырьков газа.

Недостаток – высокая стоимость метода. Применяется для изготовления толстостенных труб с повышенной кольцевой жесткостью, например для микротоннелей.

Намотка

Изготовления стеклопластиковых труб методом намотки (навивки) – самая простая из всех технологий с высокой производительностью. Способы намотки: спирально-кольцевой, спирально-ленточный, продольно-поперечный, косослойный продольно-поперечный. Изготовление способом намотки может быть непрерывным либо периодическим. Для изготовления стеклопластиковых изделий используют термореактивные (полиэфирные, эпоксидные, фенолформальдегидные смолы) и термопластичные связующие материалы (ПП, ПЭ, полиамид).

При намотке нитей или ленты из стекловолокна, пропитанного связующим, формируется очень гладкая внутренняя и шершавая наружная поверхность трубы.

Преимущества и недостатки

Композитные материалы – материалы будущего. Достоинств у стеклопластика множество:

  1. Долговечность. Опыт использования стеклопластика превышает 50 лет, срок эксплуатации первых изделий так же превышает 50 лет.
  2. Очень высокая механическая прочность – стеклопластиковые трубы используют для газо- и нефтепроводов высокого давления.
  3. Есть возможность создавать материал с различными механическими свойствами в различных направлениях.
  4. Химическая инертность. Стеклопластик устойчив к щелочам, кислотам, нефтепродуктам. Поэтому все чаще на промышленных предприятиях меняют стальные коммуникации на стеклопластиковые.
  5. Устойчивость к коррозии. Коррозия – ахиллесова пята стали, она разрушает стальные коммуникации. Стеклопластиковые трубопроводы совершенно не ржавеют.
  6. Устойчивость к биологическому воздействию – большой плюс при использовании стеклопластика в коммунальном хозяйстве, для дренажа, ливневок, ирригационных сооружений.
  7. Небольшой вес облегчает монтаж, транспортировку, складирование, уменьшает крепеж и вес конструкций (если стеклопластиковые трубы используются как композиционный материал).
  8. Морозоустойчивость.
  9. Изделия на основе эпоксидной смолы устойчивы к высоким температурам.
  10. Низкая теплопроводность.
  11. Атмосферостойкость, устойчивость к ультрафиолетовому излучению.
  12. Стеклопластик относится к трудногорючим и трудновоспламеняемым самозатухающим материалам, при горении он не выделяет высокотоксичных веществ.
  13. Устойчивость к абразивному износу.
  14. Легкий монтаж при помощи муфт и фитингов; возможность ремонта без применения сварки.

Недостатки:

  1. Стеклопластик насыщается водой (и влагой) – это снижает его морозостойкость, увеличивает вес. При подземной прокладке это несущественно, при надземной увеличение веса конструкции нежелательно.
  2. Цена стеклопластиковых изделий относительно велика, особенно у изделий с высокой прочностью; но с учетом долговечности стоимость окупается.
  3. Недостаточная эстетичность для внутридомовой разводки отопления или водоснабжения.

Широкому распространению стеклопластиковых труб мешает их относительно высокая цена, особенно если сравнивать с пластиковыми аналогами, малая информированность населения о прочности композитных труб. Отчасти психологические проблемы – сложно осознать, что смола со стеклом имеют прочность, сопоставимую с прочностью стали.

Виды

По конструкции стеклопластиковые трубы выпускают трех видов: одно- , двух- и трехслойные (многослойные). Каждый вид производится для определенных задач, обусловленных условиями эксплуатации.

Самые привычные и распространенные композитные трубы – классические однослойные. Используются в системах канализации и водоснабжения.

Так называемая однослойная труба по сути трехслойная. Внутренний слой – лайнер толщиной 0,2-0,8 мм. Состоит он из эпоксидной смолы (70%), армированной стеклянными нитями низкой плотности. Лайнер увеличивает химическую стойкость, обеспечивает снижение гидравлического сопротивления. Гладкая внутренняя поверхность увеличивает скорость течения жидкости, препятствует зарастанию сечения трубы. Средний слой – конструкционный, он обеспечивает механическую прочность конструкции. Внешний слой – гелькоут, эпоксидная смола с добавлением красителя или специальных добавок – обеспечивает атмосферостойкость, устойчивость к ультрафиолету, влаге.

Двухслойные стеклопластиковые трубы имеют наружный конструкционный и внутренний защитный слои. Внутренний слой выполняют из полиэтилена высокого давления или полиуретана толщиной 1-3 мм. Полиуретан в качестве защитного слоя превосходит все полимерные материалы и даже металлы. Соединяют материалы между собой с помощью термообработки. Процесс нанесения внутреннего защитного слоя называется футерованием. Применяются двухслойные изделия в противопожарных трубопроводах, канализационных системах, для транспортировки нефтепродуктов без газовой фазы. Изделия с футеровкой полиуретаном применяются для транспортировки абразивных смесей и агрессивных сред.

Первые два вида труб не предназначены для транспортировки газосодержащих жидкостей – стеклопластик и футеровка газопроницаемы. Поэтому разработали многослойные стеклопластиковые конструкции. В конструкции многослойных изделий внутренний слой выполняется из стеклопластика. Затем идет защитный слой, при этом оба они не соединены с помощью термообработки в единую конструкцию. Защитный слой соединен с наружным. Он несет осевые нагрузки, внутренний слой – радиальные (окружные). Труба выдерживает давление до 400-650 МПа (для сравнения – у качественной углеродистой стали 20 не более410 МПа).

Разработаны трубы с защитным слоем из меди, алюминия, поливинилхлорида. Стоимость таких конструкций велика, но применяются они только для трубопроводов с высоким рабочим давлением при транспортировке нефти и нефтепродуктов.

Композитные изделия также различают по связующему веществу. Для стеклопластика используют эпоксидные и полиэфирные смолы, изредка термопластичные пластики (полиэтилен низкого давления, полипропилен, поливинилхлорид). Композит на основе эпоксидной смолы имеет максимальную прочность, полиэфирные композиты не выдерживают высоких температур и давления, их чаще используют для бытовых и коммунальных инженерных систем.

Эпоксидные стеклопластики применяют для трубопроводов высокого давления (и большого размера), для транспортировки горячих сред. Изделия из полиэфирной смолы дешевле, чем из эпоксидки, из термопластов – стоят еще меньше.

Выпускаются изделия некруглого сечения – овального, скругленно-треугольного, каплевидного и других.

Советы по выбору

Стеклопластиковые системы пока мало распространены, и скорее всего, вы сможете купить трубы и фитинги только в строительном гипермаркете. Требуйте сертификат и чек, внимательно осматривайте состояние материалов. Любые сколы и трещины – достаточное основание отказаться от покупки.

Жесткость и номинальное давление

Для безнапорных систем канализации выпускают изделия, рассчитанные на давление 0,1 МПа (1 атм); для напорных водопроводных систем – 3,2 МПа (32 атмосферы), у некоторых производителей – 2,5 МПа. Этих показателей вполне достаточно для применения в коммунальных и частных инженерных системах.

Номинальная кольцевая жесткость для напорных и безнапорных труб составляет до 20 000 Н/м².

Связывающий материал

Для коммуникаций в частном доме не требуются трубы, устойчивые к высоким температурам и давлению, поэтому более предпочтителен пластик на основе полиэфирной смолы.

Конструкция стенок

Для водопровода, отопления или канализации в доме вполне достаточно однослойных конструкций.

Технология стыковки трубопровода

Способы соединения стеклопластиковых труб:

  1. Муфтовый – используются муфты с уплотнениями, иногда на клею.
  2. Раструбный – труба вставляется в раструб предыдущей.
  3. Фланцевый – трубы изготавливаются с фланцами и соединяются между собой с помощью крепежа.
  4. Резьбовой – трубы и муфты изготавливаются с резьбой.
  5. Клеевое соединение – на основе раструбного соединения или ламинированное. Стык труб обматывается стеклотканью, пропитанной смолой, прогревается – смола твердеет).
  6. Механический, или бугельный – трубы стыкуются при помощи приспособления, которое стягивается винтами; соединение считается разборным и ремонтным.

Защитный внутренний слой и его маркировка

Трубы из стеклопластика с внутренним защитным покрытием имеют дополнительную буквенную маркировку, характеризующую свойства покрытия:

  1. Буква «А» обозначает покрытие, предназначенное для перекачивания жидкостей с абразивными включениями.
  2. «П» – покрытие предназначено для трубопроводов питьевой воды.
  3. «Г» – для трубопроводов отопления и горячего водоснабжения (выдерживают до 75 °С).
  4. «Х» – для трубопроводов, предназначенных для перекачки агрессивных жидкостей или газов.
  5. «С» – для прочих нужд.

Для частного дома используют трубопроводы с маркировкой «П» и «Г», для канализации – «С».

Популярные производители

Самый известный у нас бренд – швейцарская фирма Hobas. Чуть менее известны российская фирма «Стеклокомпозит» и саудовский концерн Amiantit, американская фирма Ameron International.

Развивается производство стеклопластиковых изделий и в России: «Полиэк», Arpipe, «РеноТЭК» и «Завод стеклопластиковых труб» выпускают качественную продукцию по более демократичным ценам.

Примерная цена

Цена зависит от бренда и использованного связующего. Стеклопластиковые трубы на основе полиэфирных смол заметно дешевле изделий из эпоксидных смол.

Стоимость труб диаметром мм и длиной м — от рублей; стоимость труб для канализации диаметром мм и длиной 6 м — рублей. Сколько стоят материалы, уточняйте в магазине – на цену заметно влияет регион и продавец.

Советы по монтажу

В частных домах из стеклопластика чаще всего монтируют системы канализации. Обычно их применяют, если имеются сложные геологические условия на участке – возможность просадки грунта, оползней, большая глубина залегания под тяжелым каменистым грунтом.

Для укладки стеклопластиковых коммуникаций обязательна подсыпка песчаной подушки толщиной не меньше 100 мм. Перед укладкой необходимо тщательно очистить раструб и вставляемый конец трубы от пыли, грязи, жировых загрязнений, масел; особое внимание уделить пазам. Очистить уплотнения EPDM. Вставить уплотнения в пазы (уплотнений обычно не меньше двух). Нанести на уплотнение тонкий слой силиконовой смазки. Плавно, но с усилием соединить трубы.

Заключение

Композитные материалы сочетают самые лучшие свойства составляющих, нередко композиция приобретает совершенно свойства. Стеклопластик имеет все достоинства современных пластмасс и прочность, равную прочности углеродистой стали. Стеклопластиковые трубы превышают по долговечности и сталь, и традиционный пластик. Возможно, срок их службы может приблизиться к меди, а цена композита уже меньше, чем у этого металла.

Поэтому именно трубы из стеклопластика – самый перспективный вид, в том числе и для частного дома. Тем более что стоимость композитов с наращиванием производства постепенно падает.

Я прощаюсь со своим дорогим читателем и желаю вам применять достижения современной науки при строительстве или модернизации родного дома. Подписывайтесь на обновления на сайте – так вы всегда будете в курсе новых технологий и материалов, делитесь ценной информацией с друзьями в соцсетях.

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector