Приветствую Вас Гость | RSS

Сантех-мастер

Понедельник, 20.08.2018, 17:12
Главная » Статьи » Мои статьи

О полипропилене , то о чем многие не знают а другие не хотят знать.

Трубы из полипропилена в 1958 г . изобрели итальянцы. До появления в 1972 году молекулярно-сшитого полиэтилена (PE - X ) они в одиночестве занимали нишу термостойких труб.

Ровно полвека, до создания концерном Dow Chemical PE - RT полиэтилена*, и изобретением в 2008 году компанией «Дипайп» пластиковых PE - RT фитингов для соединения металлопластиковых труб PERT - Al - PERT методами диффузионной и электрофузионной сварки, полипропиленовые трубы были единственной термостойкой трубопроводной системой свариваемых с помощью дешевых полимерных фитингов.

Однако, сейчас на итальянском рынке, да во всей Европе, вы все реже можете встретить полипропиленовую трубу – европейские производители сплавляют ее на российский, казахстанский, украинский, и возможно, монгольский рынки.

Объемы применения полипропиленовых труб в европейском строительстве стремительно падают, за счет вытеснения их металлопластиковыми трубами на основе полиэтиленов.

Европейский рынок полипропиленовых труб. Полимеры используемые в европе для производства полимерных и металлопластиковых труб (PE-RT, PPR, PVC, PEX, PB)

Рис.1

* PE-RT   (Polyethylene of Raised Temperature resistance) - полиэтилен повышенной термостойкости ,подробнее ….

На Российском рынке полипропиленовые трубы среди лидеров. Более 20% рынка, в условиях когда 48% занимают устаревшие стальные трубы – весьма значимый показатель, Рис.2.

Российский рынок полимерных, металлопластиковых и полипропиленовых труб, 2010-2020. Сегментация, Объемы потребления. Емкость рынка

Рис.2

По ряду объективных причин полипропиленовые трубы для систем водоснабжения и отопления на российском рынке ожидает европейский сценарий. Причин этих несколько, рассмотрим основные...

Причина №1. HOOP STRESS

Полипропилен, безусловно, великолепный конструкционный материал, ставший неотъемлемой частью нашей жизни, из него делают практически все: упаковку, нити, пленки, детали и корпуса электронных устройств, пробирки для ДНК анализов, интерьеры автомобилей и многое и многое другое. Говорят, капот Ё-мобиля тоже делают из полипропилена. Но для производства труб это не самый лучший материал. Даже в России для производства труб используется менее 5% производимого полипропилена, на мировом рынке доля трубного полипропилена и того меньше.

Дело в том, что современные трубные полипропилены по своим свойствам существенно уступают современным трубным полиэтиленам.

Сравним характерные кривые испытаний на долгосрочную термическую стойкость рандом сополимера полипропилена ( PPR ) и полиэтилена повышенной термостойкости ( PE - RT ), рис.3.

Кривые долгосрочной прочности PE-RT полиэтилена Dowlex 2388

А) PE-RT

Долгосроная прочность полипропиленовых труб

Б) PPR

Рис. 3

Кривые старения полипропилена ломаные и более крутые чем у полиэтилена, т.е. полипропиленовые трубы по сравнению с полиэтиленовыми значительно быстрее теряют прочность, и следовательно, существенно уступают трубам из PE - RT полиэтилена в надежности при долгосрочной эксплуатации.

Для наглядности совместим кривые для температуры 95 С на одном графике, Рис.4

Долговечность металлопластиковых и полипропиленовых труб. Hoop stress. Кривые долгосрочной прочности полипропилена и PE-RT полиэтилена. Старение полипропилена.

* Which factors control the lifetime of plastic pipes and how the lifetime can be extrapolated . Andersson U, Exova , AB S-611 82 Nykoping , Sweden

Рис. 4

Как видно на рис. 4 полипропилен в начале эксплуатации может иметь даже большую, чем у полиэтилена прочность, но уже через 2-3 месяца эксплуатации этот запас прочности полипропиленовые трубы теряют, а через год полипропилен существенно уступает по прочности полиэтилену, и в дальнейшем этот разрыв увеличивается.

Кроме того, из-за высокой кристалличности полипропилена изготовленные из него трубы чувствительны к механическим ударам, которые приводят к появлению центров напряженности приводящих к ускоренной термической деструкции полипропилена в месте механического удара (подробнее...).

Для компенсации этих явлений полипропиленовые трубы вынуждены изготавливать с более толстыми стенками чем полиэтиленовые трубы. Например, металлопластиковая труба из полиэтилена имеет стенку 2 мм ., а аналогичная по классу эксплуатации и внутреннему проходному сечению полипропиленовая труба, или металлополимерная полипропиленовая труба - 3,4 мм .

Но, даже, с увеличенной толщиной стенок, в условиях термических нагрузок срок службы полипропиленовых труб почти в два раза короче, чем у труб на основе термостойких полиэтиленов.

Причина №2. САМОЕ ЗАВЕТНОЕ ПРЕИМУЩЕСТВО ПОЛИПРОПИЛЕНОВЫХ ТРУБ

На протяжении пяти десятков эксплуатации полипропиленовых труб самым главным их преимуществом была возможность соединять их наиболее надежным методом - диффузионной сваркой с помощью недорогих полипропиленовых фитингов.

После появления в 2005 г . на рынке полиэтилена повышенной термостойкости PE - RT тип II под маркой Dowlex 2388 (Dow Chemical) главное преимущество полипропиленовых труб оказалось под угрозой. Имея лучшие характеристики долгосрочной термической прочности не только полипропилена, но и PEX полиэтилена, PE - RT полиэтилен является типичным термопластом. Т.е. трубы на основе PERT полиэтилена можно сваривать также как полипропиленовые трубы.

Теоретическая угроза потери монополии полипропиленовых труб на свариваемость обрела в 2008 году практические очертания – компания «Дипайп» разработала и запатентовала способ соединения многослойных труб методом диффузионной и электрофузионной сварки с помощью недорогих PE - RT фитингов.

Образцы PE - RT фитингов впервые представлены компанией «Экструзионные машины» на Международной конференции «Полимерные трубы-2009», апрель 2009 г .

Образцы фитингов прошли испытания в ведущих профильных центрах НИИ Сантехники, НИИ Мосстроя, ИЦ Росхимтест (МГУ). Прочность соединения труба-фитинг более 2800 Н.

PE-RT фитинг для соединения металлопластиковых труб с помощью диффузионной сварки. Сварка металлопластиковых труб с помощью PERT фитигов

Пока процесс замещения полипропиленовых труб на трубы на основе PE - RT полиэтилена сдерживается отсутствием заметного производства полимерных PE - RT фитингов. Но начало их массового производства не за горами.

В начале 2011 года PERT фитинги начали делать в Китае, в апреле 2011 немецкая компания DW Verbundrohr GmbH объявила о начале производства свариваемой трубопроводной системы на основе металлопластиковых труб PE - RT / Al / PE - RT и PE - RT фитингов. В сентябре 2011 российская МТК тоже начала производство свариваемых фитингов для металлопластиковых труб PERT - Al - PERT.

Процесс лишения монополии полипропиленовых труб на свариваемость набирает обороты. В начале 2012 года о планах создания производства PE - RT фитингов заявили несколько итальянских компаний. В 2013 году и на родине изобретения, России, ожидается появления существенных производственных мощностей для производства свариваемых фитингов для металлопластиковых труб.

 

Причина №3. СЕБЕСТОИМОСТЬ ТРУБОПРОВОДНОЙ СИСТЕМЫ

В основном, полипропиленовые трубы представлены 4 видами:

Однослойные полипропиленовые трубы PPR

Однослойные полипропиленовые трубы

Самый старейший представитель полипропиленовых труб появился на рынке в 1958 г . Применяется в системах холодного и горячего водоснабжения.

Достоинства:

- Простая процедура диффузионной сварки.

Недостатки :

- Высокий коэффициент температурного расширения – 2,0 х 10 -4 ,

- В системах горячего водоснабжения требуются температурные компенсаторы

- Из-за диффузии кислорода недопустимо применение в системах отопления

 

Многослойные полипропиленовые стабилизированные трубы PPR Staby

Стабилизированные полипропиленовые трубы

Представляет собой трехслойную конструкцию из внутренней полипропиленовой трубы, вокруг которой наклеена перфорированная алюминиевая фольга, и тонкого наружного полипропиленового слоя.

Применяется в системах холодного и горячего водоснабжения, ограниченно в системах отопления.

Некий суррогатный представитель полипропиленовых труб. Изготавливается на доработанных полипропиленовых линиях. Изготовление происходит в два этапа: первоначально экструдируется внутренняя полипропиленовая труба, затем на ее поверхность приклеивается самоклеющаяся перфорированная алюминиевая фольга толщиной 0,15 мм (около 8 EUR за кг), и на нее экструдируется наружный полипропиленовый слой.

Благодаря такой «несуразной» технологии не удается толком ни снизить температурное расширение (между слоями отсутствует адгезионная связь), ни избавиться от кислородопроницаемости.

Достоинства:

- Простая процедура диффузионной сварки.

Недостатки :

- Перед сваркой необходимо зачищать наружные слои алюминия и полипропилена

- Высокий коэффициент температурного расширения >0,5 х 10 -4

- Диффузия кислорода > 3,6 мг/(м 2 хсутки)

- Отсутствие адгезии между слоями приводит к расслоению трубы. Об этом , кстати, предупреждают сами производители : «… В единичных случаях может произойти образование небольших вздутий поверхности внешнего слоя из-за остаточной влажности поверхности внутренней полипропиленовой трубы при производстве… »

олипропиленовые трубы армированные стекловолокном. PPR-FG-PPR, PPR-GF-PPR

Полипропиленовые трубы армированные стекловолокном PPR-FG-PPR (PPR-GF)

Модный полипропиленовый суррогат. Представляет собой трехслойную конструкцию из слоя компаунда полипропилена с фиброй стекловолокон (FiberGlass) и наружного и внутреннего слоя полипропилена.

Применяется в системах холодного и горячего водоснабжения. Из диффузии кислорода недопустимо применение в системах отопления. Единственным потребительским отличием от однослойных полипропиленовых труб возможность монтажа в системах горячего водоснабжения без температурных компенсаторов.

Достоинства:

- Простая процедура диффузионной сварки.

- Возможность монтажа в системах горячего водоснабжения без температурных компенсаторов.

Недостатки :

- Перед сваркой необходимо зачищать наружные слои алюминия и полипропилена

- Высокий коэффициент расширения >0,5 х 10 -4

- Из-за диффузии кислорода недопустимо применение в системах отопления

Многослойные полипропиленовые трубы PPR-AL-PPR OXY-PLUS

Металлополимерные полипропиленовые трубы PPR-Al-PPR Oxy plus

Новое поколение полипропиленовых труб представляет собой классическую пятислойную металлополимерную конструкцию: полимер-адгезив-алюминий-адгезив-полимер

Применяются в системах водоснабжения и отопления.

Не смотря на давнюю конкуренцию с металлопластиковыми трубами, новое поколение полипропиленовых труб вернулась к многослойной конструкции металлопластиковых труб. Иными словами, полипропиленовая труба OXY - PLUS и металлопластиковая труба конструктивно полностью аналогичны, и различаются только тем, что классические металлопластиковые трубы используют в качестве полимера PEX или PE-RT полиэтилен, а труба OXY-PLUS - полипропилен

Кстати, это позволяет выпускать полипропиленовые трубы OXY - PLUS на оборудовании предназначенном для производства металлопластиковых труб PERT - AL - PERT . Например, линии «Металлополимер-5.4.» компании «Экструзионные машины» одинаково хорошо работают и на полипропилене и на PE - RT полиэтилене.

Однако, использование размерного ряда SDR-6 с более толстыми стенками увеличивает себестоимость, и не соответствует новому ГОСТ Р 53630-2009 "Трубы напорные многослойные для систем водоснабжения и отопления "

 

В сравнении цен на металлопластиковые и полипропиленовые трубы много лукавства. Продавцы полипропиленовых труб любят сравнивать цены труб одинакового наружного диаметра, при этом как-бы забывается что толщины стенок у металлопластиковых труб и полипропиленовых разные, и следовательно, у труб разная пропускная способность.

С точки зрения функциональных возможностей трубопроводной системы, корректным сравнением является сравнение труб с аналогичными показателями пропускной способности, Т.е. сравнивать полипропиленовую трубу диаметром 20 мм надо не с металлопластиковой трубой диаметром 20 мм , а с трубой 16 мм , точно также 25-ая полипропиленовая труба сравнивается с 20-ой металлопластиковой трубой, и т.д.

Иными словами аналоги металлопластиковых труб и полипропиленовых труб находятся через один размерный ряд, Таб.1.

Таб. 1 Таблица соответствия труб по наружному диаметру

Таблица соответствия размеров металлопластиковых и полипропиленовых труб

 

Разумеется, каким образом вводить потребителей в заблуждение – это вопрос маркетинговой политики. Но рано или поздно и в России ужесточатся требования к строительным материалам, а закон о защите прав потребителей будет касаться и рекламирования труб – по прогнозам Министерства регионального строительства к 2020 году, более 80% всего нового строительства будет малоэтажным, и следовательно, основными потребителями труб станут субъекты этого закона – частные лица.

Строгость Европейских законов в строительстве не дозволяет вольностей со строительными материалами, и подтасовки с диаметрами и проходным сечениями строго наказывается. Различия в реальной стоимости труб внесло свой посильный вклад в процесс сокращения потребления полипропиленовых труб.

Разумеется, конечная цена труб не всегда пропорционально соотносится с истинной себестоимостью, рядовые потребители оплачивают и затраты на распространение, и стоимость бренда, но для производителя труб себестоимость его главный потенциал в конкурентной борьбе, она определяет рентабельность, и создает или не создает возможность ценового маневрирования.

Основу себестоимости составляют прямые издержки – стоимость сырья и материалов.

Вычислить теоретические прямые издержки не сложно исходя из геометрии трубы, и знания толщин слоев. Толщины, как правило, содержать в описаниях продукции, и естественно, секрета не представляют.

Мы сравним различные типы труб с аналогичным проходным сечением, и со следующими паспортными геометрическими характеристиками, Таб. 2.

Таб. 2 Послойные размеры труб

Послойные размеры металлопластиковых и полипропиленовых труб PERT-AlPERT, PPR, PPR Staby, PPR-FG-PPR, PPR-GF-PPR, PPR-Al-PPR Oxy plus

* с учетом половины допуска: у металлопластиковых труб допуск 0,15 мм , у полипропиленовых труб – 0,6 мм

Плотность полиэтилена и полипропилена примерно одинакова - 0,94 гр./куб.см, плотность алюминия - 2,7 гр./куб.см, и путем несложных вычислений послойной массы трубы получим расход сырья. С учетом среднерыночных цен вычислим значения прямых издержек для каждого типа труб. Добавим общепроизводственные, общехозяйственные и маркетинговые издержки (при любом производство полимерных труб общие постоянные издержки примерно одинаковы – 23-30%.). И получим значения себестоимости металлопластиковых труб PERT - Al - PERT и различного типа полипропиленовых труб ( PERT - AL - PERT , PPR , PPR Staby , PPR - FG - PPR (PPR-GF-PPR), PPR - Al - PPR Oxy plus ), Таб.3.

Таб. 3 Себестоимость пластиковых труб с аналогичным внутренним проходным сечением ( 12 мм .)

Себестоимость металлопластиковых и полипропиленовых труб PERT-Al-PERT (PE-RT/Al/PE-RT), PPR, PPR Staby, PPR-FG-PPR, PPR-GF-PPR, PPR-Al-PPR Oxy plus

Как это не парадоксально выглядит, себестоимость металлопластиковых труб PERT - Al - PERT , ниже всех типов полипропиленовых труб. Разница в толщинах стенок трубы делает различия в себестоимости существенным (напомним, толщина металлопластиковой трубы диаметром 16 мм . 2 мм , а ее функционального полипропиленового аналога 3,4 мм .).

На время забудем про такие характеристики как рабочее давление и температура. Современные полимеры уже давно позволяют изготавливать трубы с предельными рабочими температурами 90..95 С. В то же время, реальные температуры теплоносителей значительно ниже, и имеют тенденцию к понижению. В нормальном состоянии в наших трубах давление не превышает 6 атм. и, практически, все трубы, изготовленные из термостойких пластиков рассчитаны, по меньшей мере на двух кратный запас ( По ГОСТ Р 52134-2003 и ГОСТ Р 53630-2009 при температуре 95 С должны выдерживать давление 13 атм.)

Обратим внимание на такие функциональные свойства, как коэффициент теплового расширения труб и кислородопроницаемость. Именно эти показатели в значительной мере определяют стоимость монтажа и область применения трубопроводов (подробнее...).

При монтаже трубопроводной системы с высокими показателями температурного расширения требуется установка температурных компенсаторов, что увеличивает стоимость системы.

Наличие диффузии кислорода ограничивает область применения труб. Кислородопроницаемые трубы нельзя использовать в замкнутых системах отопления (радиаторное отопление, энергоэффективные системы отопления: теплые полы, панельное отопление и кондиционирование (потолочное охлаждение), системы использования геотермального тепла с помощью с тепловых насосов.).

 

На главную В статьи

Источник: http://www.meto.ru
Категория: Мои статьи | Добавил: Stasneo (27.03.2013) W
Просмотров: 13532 | Теги: отпление, полипропилен, трубы, полипропиленовое отопление | Рейтинг: 5.0/1