Сталь и пластик: компромисс как альтернатива

Все большее распространение в жилищно-коммунальном хозяйстве получают пластиковые трубы. В странах ЕС и США они успешно конкурируют со стальными трубами во многих сегментах. Аналогичные тенденции развиваются и в Украине. Рассмотрим преимущества и недостатки пластиковых труб по сравнению со стальными трубами.

Проблема выбора оптимального в конкретных условиях типа трубопроводных систем занимает как крупные строительные компании, так и каждого конкретного человека, затеявшего строительство дома или капитальный ремонт квартиры. Еще двадцать лет назад вопросов ни у кого не возникало. Стальные черные трубы применялись повсеместно. Во внутридомовых разводках более обеспеченные сограждане устанавливали нержавейку или оцинковку. Канализация традиционно делалась из чугуна.

В последние годы набор возможных инженерных решений существенно расширился. Прежде всего, за счет широкого использования полимерных труб из полвинилхлорида (ПВХ), полипропилена (ПП) и полиэтилена. Их доля в странах Европы за последние 30 лет возросла с 1% до 60% от общего объема потребления. В нашей стране из-за неинформированности и, в какой-то мере, консервативности отечественных покупателей полимерным изделиям принадлежит не более 6-10% рынка. Остальное – металлические аналоги.

Как и всякое новшество, пластиковые трубы вызывают оживленные дискуссии среди потребителей, которые подогреваются доводами «за» со стороны продавцов этих изделий и изрядным скептицизмом, излучаемым производителями стальных труб. Попробуем рассмотреть аргументы той и другой стороны. Заранее оговоримся, что пластиковые трубы при высоких давлениях не используются, и, следовательно, их применение в качестве напорных для высотных домов (выше 9 этажей) не является предметом дискуссии.

Итак, аргументы за:

1. Долговечность. Ныне производители пластмассовых труб дают гарантию на 50 лет. Тогда как металлическая труба служит в среднем 15-20 лет, а в системах отопления и того меньше. Оцинкованные трубы, которые могли бы более эффективно противостоять коррозии, зачастую портят при сборке. Их сваривают, а при сварке цинковое покрытие на месте шва выгорает, образуется гальваническая пара, и процессы разрушения только усиливаются. Правильное решение – сборка оцинковки «на резьбу». А это, к сожалению, далеко не всегда происходит. 
2. Пластиковые трубы не подвержены коррозии и не засоряются осадками, а в случае их применения в регионах с высокой степенью хлорирования воды они не вступают в химическую реакцию, что существенно повышает качество воды. При прохождении воды по стальным трубам содержание ионов железа в ней увеличивается за счет коррозии в 3-4 раза. Кроме того, высокая аварийность стальных трубопроводов является во многих случаях причиной загрязнения питьевой воды, способствует возникновению и распространению кишечных инфекций. 
3. Используемые полимерные материалы химически нейтральны и устойчивы к воздействию более 500 различных химических соединений; они не токсичны и безопасны с бактериологической точки зрения.
4. Диэлектрические свойства пластмасс делают их устойчивыми к блуждающим токам, что является существенным преимуществом при установке коммуникаций в местах, подверженных подобным влияниям (вдоль трамвайных линий и линий метрополитена).
5. Полимерные трубы на порядок легче металлических, а потому их монтаж, погрузка и перевозка обойдутся намного дешевле.
6. Соединение труб и фитингов осуществляется при помощи клея по технологии холодной сварки. При этом клеевые соединения не уступают по прочности сварным. При подготовке труб используются специальные ножницы или обыкновенная ножовка. Широкий ассортимент труб и соединительных элементов позволяет создавать сантехнические системы различной сложности и конфигурации, а также без проблем соединять пластиковые изделия со стальными или другими системами. В любом случае скорость монтажа можно увеличить в 2-3 раза. При соединении пластиковых труб не требуются ацетилен и кислород, нет никакой надобности в электродах. Еще проще с канализацией. В отличие от водопровода и систем отопления, в ней не поддерживается давление, а потому канализационные трубы соединяются с помощью муфт и фитингов в натяг. При этом для герметичности используются обычные резиновые прокладки.
7. Обладая значительно более гладкой поверхностью по сравнению с металлическими, пластиковые трубы обеспечивают меньшую потерю напора при движении по ним жидкости. Это спорный аргумент, так как сторонники стальных труб указывают на то, что потеря напора зависит не только от шероховатости поверхности трубы, но и от диаметра – чем он меньше, тем больше и потери. А трубы большого диаметра все же надежней делать из стали. Впрочем, по мнению автора, более близки к истине все же «полимерщики». Во-первых, сейчас научились делать достаточно прочные пластиковые трубы средних диаметров, во-вторых, они не зарастают, в отличие от металлических, то есть со временем не происходит ухудшение гидродинамических свойств трубы.

Однако, у скептиков свои резоны. Приведем наиболее существенные из них:

1. Подвергается сомнению заявленная долговечность пластиковых труб. Действительно, даже в Западной Европе редко найдешь трубы, проработавшие больше 20 лет – ведь их широкое применение началось не так давно. Цифра 50 лет возникла в результате переноса результатов лабораторных испытаний на предполагаемые условия эксплуатации в реальности. Одновременно акцентируется внимание на старении пластика, вызванного температурными циклами и перепадами давлений. Что, как указывают скептики, делает бессмысленным прогнозирование поведения полимерных материалов на многие десятилетия вперед. Впрочем, полимерщики опровергают подобные аргументы: если временами пластиковые системы и дают сбой, то это вызвано скорее недостатками в проектировании, неопытностью потребителей. Но и с учетом этого срок службы полимерных труб куда больше, нежели у стальных. 
2. Возможность вымывания водой вредных веществ из пластиковой трубы. Во-первых, это остатки непрореагироваших при синтезе полимера мономеров – химически и биологически весьма активных веществ. Во-вторых – всевозможные добавки для улучшения физико-механических свойств материала. Надо сказать, что подобные претензии имеют право на существование, но ведущие европейские фирмы уже давно отработали технологии получения безопасных для здоровья человека полимерных составов. Другое дело, что на нашем формирующемся рынке есть возможность «толкнуть» неопытным покупателям «не слишком качественный» товар. Да и отечественные предприятия не всегда имеют опыт производства высококачественной продукции. Поэтому трубы для питьевого водоснабжения покупать желательно либо у известных мировых брендов, либо скрупулезно интересуясь сертификатами качества. Впрочем, явного криминала на рынке труб все же не наблюдается. Даже не очень качественная труба со временем «вымоет» все загрязнения и станет вполне безопасной.
3. Санитарная надежность трубопроводов определяется не только качеством подготовки транспортируемой воды на очистных сооружениях и санитарным состоянием внутренней поверхности трубопроводов, но и промышленными загрязнениями грунта в местах укладки трубопроводов. Установлено, что трубы из полимерных материалов (полиэтилена, полибутилена и ПВХ) легкопроницаемы и не должны прокладываться в отравленных почвах, загрязненных углеводородами, включая сырую нефть, масла, бензин, дизельное топливо, керосин, или в местах их хранения и использования. Эти химические соединения могут растворять стенки пластиковых труб, в том числе и труб из ПЭВП (полиэтилен высокой плотности), проникать через них, снижать прочность труб, попадать в питьевую воду. Многочисленные публикации и обзоры по трубопроводам в США показали, что пластиковые трубы были виновниками основных случаев загрязнения воды, при этом на полибутилен, полиэтилен и поливинилхлорид приходилось 43, 39 и 15 процентов всех зафиксированных случаев соответственно.
4. Вследствие малой прочности труб из ПВХ и ПЭВП, требования к траншеям при прокладке трубопроводов из этих материалов намного выше. Стандарты, связанные с установкой пластиковых подземных трубопроводов, предусматривают засыпку трубы частицами минимального размера так, чтобы почва была равномерно уплотнена и не содержала органических веществ. Ложе траншеи должно быть гладким, без камней, комков грязи и т. п., так как эти предметы могут ослабить прочность материала из-за царапин и проницания. Но, таких жестких требований не всегда придерживаются.

Некоторого компромисса можно достичь, остановив свой выбор на металлополимерных трубах. Они появились на рынке в 80-х годах и соединили в себе достоинства металлических и полимерных труб: обладая прочностью металлических, не корродируют, гибки и не имеют склонности к зарастанию.

Другое важнейшее преимущество металлополимерных труб – они не пропускают вредные вещества из почвы в воду. Наибольшую часть представленных на рынке металлополимерных труб составляет комбинация: сшитый полиэтилен – алюминий (PEX-AL-PEX). Система представляет собой слоеную конструкцию из алюминиевой трубы, сваренной продольным швом встык или внахлестку (или алюминиевой фольги), помещенной между двумя слоями сшитого полиэтилена.

Однако, за счет разной величины коэффициента теплового линейного расширения алюминия и полимера, в конструкции возникают значительные напряжения, могущие привести к расслоению трубы. Это является одним из главных недостатков металлополимерных труб. Производители пытаются свести этот недостаток к минимуму путем усовершенствования клея, применяемого при соединении алюминия с полимером.

Металлопластиковые трубы изгибаются вручную, их соединение осуществляется при помощи металлических соединительных деталей. Металлополимерные системы изготавливают также на основе полипропилена. В этом случае алюминиевая фольга крепится клеем поверх толстостенной полипропиленовой трубы, а поверх фольги наносится тонкий защитный слой полипропилена. Соединение труб производится сваркой (при этом фольга и защитный слой срезаются на глубину соединения специальным зачистным инструментом) или механическими креплениями. Выбор конкретного материала обусловлен множеством критериев, таких как соотношение цены и качества, удобство и простота монтажа, обслуживания и ремонта, удаленность от торгующей организации, гарантийные обязательства и др.

Кроме перечисленных возможностей, существует вариант повышения коррозионной стойкости стандартных металлических труб – нанесение на стальные трубы полимерных покрытий (односторонних и двухсторонних). Внешняя сторона трубы покрывается двумя-тремя слоями полиэтилена с помощью эпоксидных связующих, внутренняя – пленкой из эпоксидной смолы или эмалевым покрытием. Это кардинально увеличивает устойчивость к коррозии и долговечность трубы. Надо сказать, что для украинских реалий это, быть может, является перспективным направлением. Имея большие мощности трубных заводов логичнее обустроить там цеха по нанесению защитных покрытий, а не экспериментировать с непривычным многим украинским строителям пластиком.

Одна из особенностей монтажа и проектирования трубопроводов – необходимость учета их удлинения и устройства компенсаторов. Коэффициенты линейного расширения полиэтилена и полипропилена примерно одинаковы. Немного меньше коэффициент линейного расширения полибутилтена, а вот у металлопластика он примерно впятеро меньше, что позволяет уменьшить количество компенсаторов и значительно увеличить расстояние между опорами трубопроводов.

В целом, можно сказать, что рынок труб в Украине – рынок растущий, далеко не исчерпавший свой потенциал. Катастрофически изношенные коммунальные сети требуют эффективной модернизации, а стальные трубы часто напоминают картошку. Весной закопали, а осенью собрали урожай металлолома. Так что перспективы у труб пластиковых серьезные. Другое дело, что подходить к их выбору следует со всей ответственностью.

Кроме того, монтаж сложных систем требует высокой квалификации. А строители и коммунальщики – народ консервативный, привыкший работать по старинке. Как уже упоминалось, в украинских реалиях выходом могут стать трубы с антикоррозийным покрытием, прочностные характеристики и технология монтажа которых аналогичны привычным «голым» стальным трубам, а устойчивость к коррозии близка к пластиковым. Они, конечно, дороже. Но вполне окупаются даже в среднесрочной перспективе.

Одно не подлежит сомнению – закапывать постоянно дорожающий металл на съедение почвенным бактериям становится настолько невыгодно, что заставляет всерьез задумываться об альтернативе.

Максим Рассоха