Список тематических статей

PEX

Сшитый полиэтилен: новое поколение полимерных материалов

В первой половине XX века основными способами обогрева жилья были камины или печи, расположенные в каждой комнате, или центральное отопление с циркулирующей горячей водой, проходящей через соединенные стальными трубами радиаторы. Бурно развивающееся после 2-й мировой войны гражданское строительство и растущая необходимость в более эффективном использовании ресурсов вызвали к жизни новые материалы и технологии.

Шведская компания Wirsbo, бывшая, кстати, одним из лидеров по производству стальных труб для отопления и водоснабжения, оценив рыночную ситуацию, в 1950-х годах приступила к производству труб из полиэтилена. Поиск материала для производства напорных труб, устойчивых к высоким температурам, привел в конце 60-х — начале 70-х годов XX века к одному из главнейших событий в технологии полимеров: появился поперечносшитый полиэтилен — РЕХ-а. На основе открытого Томасом Энгелем способа «сшивки» полиэтилена в 1968 году специалисты Wirsbo разработали индустриальный метод производства труб РЕХ.

Сам Томас Энгель тогда был уверен в том, что его открытие — только начальный этап эволюции термоустойчивых полимеров, применяемых для производства труб, и уже через 10 лет его метод будет оттеснен более современными и эффективными процессами с применением материалов новых поколений. Поэтому он продал патент на производство труб РЕХ нескольким компаниям, находящимся в Германии, Японии, Корее и других странах. Технология подготовки материала была новой и сложной, производительность рам-экструдеров — значительно ниже привычной для классической экструзии, качество готовой продукции зависело от множества параметров. Несмотря на все эти объективные сложности, только к концу 1980-х годов появилась реальная конкуренция трубам РЕХ-а диаметром до 32 мм — металлопластиковые трубы, произведенные по технологии LINICOR, и трубы из силанольносшитого полиэтилена РЕХ-b. На протяжении более чем 40 лет РЕХ-а остается современным и востребованным материалом для производства широкого спектра труб различного назначения.

Свойства РЕХ

Трубы РЕХ-а изготавливают из полиэтилена высокой плотности с очень высоким молекулярным весом. В процессе экструзии в присутствии специального катализатора производится химическая сшивка молекул полиэтилена, приводящая к формированию трехмерной сетчатой структуры, в результате чего саму трубу можно рассматривать как одну большую молекулу. Благодаря такому молекулярному строению труба РЕХ обладает целым рядом уникальных свойств: — теплостойкостью;
— долговечностью;
— стойкостью к механическому и гидравлическому ударам;
— стойкостью к ползучести при высоких давлениях и температурах;
— стойкостью к растрескиванию благодаря отсутствию усталостных напряжений;
— отличными гидравлическими свойствами;
— высокой стойкостью к истиранию;
— стойкостью к окислению;
— уникальной химической стойкостью.

Указанные свойства труб РЕХ расширяют возможности их применения по сравнению с трубами из других полимерных материалов, не имеющих сетчатой структуры.
Температура эксплуатации труб из обычного («несшитого») полиэтилена — не более 40°С (согласно ISO 4427). Трубы из полиэтилена, полипропилена, полибутена и других «несшитых» термопластов чувствительны к медленному распространению трещин — процессу, возникающему в результате действия внешних нагрузок, приводящих к развитию в материале трубы усталостных напряжений. По этой причине трубы из материалов, не имеющих сетчатой молекулярной структуры, чувствительны ко всякого рода концентраторам напряжений — задирам в результате небрежной механической обработки, неровностям подстилающей поверхности, изгибам при монтаже и транспортировке и т.д. Сшитый полиэтилен гасит возникающие внутренние напряжения и полностью блокирует образование трещин. Преимущества труб РЕК в сравнении со стальными трубами очевидны: они не подвержены коррозии, не зарастают ржавчиной и не ухудшают качество воды. Трубы РЕХ с успехом применяют для водоснабжения и теплоснабжения — в системах радиаторного и напольного отопления. Способ прокладки «труба в трубе», то есть трубы РЕХ в защитной оболочке, позволяет в два раза экономить время на монтаже трубопровода и осуществлять ремонтные работы без нарушения целостности стен и пола. В случае необходимости замены трубы любую ее часть легко извлекают из защитной оболочки и заменяют на новую.

РЕХ и «теплые полы»

Начало производства труб РЕХ послужило началом широкомасштабного применения систем напольного отопления — обогрева помещений горячей водой, проходящей через трубы, проложенные под полом. Первоначально в таких системах использовались трубы из полипропилена. В дальнейшем их вытеснили трубы РЕХ. С тех пор основное потребление труб РЕХ в мире связано с этим сегментом рынка. В последние годы системы напольного отопления наиболее широко используются в континентальной Европе, наблюдается значительный рост их популярности на Британских островах, в Скандинавии, Канаде и США. На ближайшие 2-3 года прогнозируется неуклонный рост спроса на системы напольного отопления в Восточной Европе. В то же время электрические системы отопления не смогли занять более 5% рыночной доли.

В Германии системы отопления "теплый пол" с применением пластмассовых труб установлены в более чем 70% общественных зданий и приблизительно в 30% домов частного жилого сектора. Италия была и остается не только одним из крупнейших рынков потребления систем «теплых полов» — пятым по величине, — но и традиционно одним из ведущих производителей труб, соединений, разнообразных компонентов систем нагрева и контроля. В Корее системами «теплых полов» оборудовано более 95% строений. В Японии, как и в Корее, применение систем "теплых полов" неуклонно растет. На сегодняшний день Япония является третьим в мире рынком по годовому объему продаж и темпам роста. По оценкам специалистов, общий объем рынка систем напольного отопления в 2004 году достигнет 680 млн метров и оборота в 2 млрд долларов.
Вслед за применением в системах напольного отопления растет спрос на полимерные системы хозяйственного и питьевого водоснабжения жилых и общественных зданий, системы подключения и разводки центрального и индивидуального отопления. В странах с холодным климатом нашли широкое применение комбинированные системы отопления, объединяющие "теплый пол" и систему радиаторной разводки в одном и том же здании. Все более широкое распространение получают системы обогрева открытых поверхностей и системы Meltaway, применяемые для предотвращения обледенения дорог, тротуаров, взлетно-посадочных полос, производственных помещений.

Металл или пластик?

О преимуществах полимерных труб перед металлическими написано уже немало, и нет необходимости их повторять. Доля пластиковых трубопроводов в инженерных сетях Европы растет с каждым годом. В США и Канаде на сегодняшний день доля пластиковых трубопроводов в системах водоснабжения и отопления значительно ниже, чем в Европе — не более 20%. Наиболее популярными в этих странах остаются медные и стальные трубы (80%). Высоко оценивая потенциал североамериканского рынка, ведущие европейские компании по производству труб РЕХ-а — Rehau и Wirsbo — на протяжении последних лет укрепляют свои позиции путем расширения сети представительств и развития производственных мощностей. Им противостоит ряд локальных компаний, выбравших за основу более высокопроизводительный метод — производство силанольносшитого полиэтилена (РЕХ-b).

В Китае быстрый экономический рост сопровождается все более широким применением полиэтиленовых, металлопластиковых и РЕХ-труб. Свыше 50% проектов инженерных систем зданий и объектов городской инфраструктуры выполнено с применением пластмассовых труб. В стране задействовано более 2000 экструзионных линий, в основном укомплектованных оборудованием, произведенном в Китае. От года к году растет экспорт оборудования для производства полиэтиленовых и металлопластиковых труб в страны Восточной Европы. Удовлетворяя постоянно растущую внутреннюю потребность в современных материалах, китайские производители металлопластиковых труб занимают все более значительное место на европейском рынке, особенно с учетом спроса на дешевые латунные фитинги и инструменты в странах Восточной Европы и СНГ. В основном трубы и фитинги, произведенные в Китае, не соответствуют требованиям западноевропейских институтов стандартизации, но их чрезвычайно низкие по сравнению с европейскими цены привлекают как оптовиков, так и конечных потребителей.

Потенциал применения труб РЕХ в инженерных системах зданий еще далеко не исчерпан. С середины 90-х годов неуклонно растет рынок РЕХ-труб в ППУ- изоляции, прежде всего для нужд разводящих сетей ГВС и отопления. Вопрос о его применении в различных отраслях промышленности — для транспортировки газа, различных жидкостей, агрессивных сред (кислот, щелочей и т.д.), пульпы, для водоподачи из технологических скважин — только начинает привлекать должное внимание со стороны производителей и потенциальных потребителей.

В настоящее время сшитый полиэтилен уже не является единственным полимерным материалом для изготовления труб для теплоснабжения. На этом рынке представлены:
- полиэтилен РЕХ-а, сшитый пероксидным методом;
- полиэтилен РЕХ-с, сшитый с помощью ионизирующего излучения;
- полиэтилен РЕХ-b, сшитый с помощью кремнийорганических веществ (силанольная сшивка);
- полипропилен (PP/PP-R);
- PEX-AI-PEX (металлополимерные пятислойные трубы);
- PE-RT — сополимер этилена повышенной теплостойкости (Dowlex компании Dow Chemical).

У каждого из этих видов труб есть свои недостатки, свои преимущества и свой рынок. Внедрение полимерных систем теплообеспечения и водоснабжения требует от производителей и поставщиков предоставлять заказчикам системный подход и широкий спектр услуг, включающий:
— консультации;
— предоставление технической документации и программного обеспечения для проектирования;
— разработку совместно с заказчиком проектного решения;
— комплектацию объекта не только трубами и соединениями, но и разнообразными компонентами систем нагрева и контроля, специальным монтажным инструментом;
— предоставление гарантии на систему;
— реализацию программ по повышению квалификации монтажников и проектировщиков.