Спиральновитые трубы больших диаметров

До недавнего времени российский рынок труб большого диаметра был представлен преимущественно трубами из стали и бетона. Первый опыт применения полиэтилена в этой области был получен лишь в конце 1970-х годов прошлого века, когда в СССР было освоено производство полиэтиленовых труб диаметром до 630 мм.

В настоящий момент в России назрела необходимость в замене трубопроводов больших диаметров (ТБД) из традиционных материалов, в особенности – канализационных сетей. Максимальный диаметр, освоенный отечественными производителями полиэтиленовых труб, не превышает 1200 мм, поэтому реальной альтернативы стальным и бетонным трубам в диапазоне диаметров 1200-2000 мм до недавнего времени не существовало.

Успешная деятельность на отечественном рынке финских, немецких, австрийских и других зарубежных производителей осуществляется при полном отсутствии на внутреннем рынке предложений по ТБД из полиэтилена. В развитых европейских странах сейчас наблюдается перенасыщение рынка полимерных труб, так как трубопроводы в Европе уже на 80% состоят из пластика. Это привело к активизации европейцев в России, занимающей второе место по общей протяженности трубопроводов в мире, значительную часть которых составляют ТБД из бетона диаметром до 2000 мм. Недостатки этих труб хорошо известны: затруднения при транспортировке и монтаже, связанные с весом труб; быстрое разрушение внутренней и внешней поверхностей бетонных труб под воздействием химически агрессивных сред.

Ограниченное применение полиэтилена в производстве ТБД обусловлено свойствами самого материала и условиями эксплуатации, среди которых определяющим является внешнее давление грунта на трубу. Поскольку полиэтилен отличается высокой пластичностью, цельная полиэтиленовая труба большого диаметра при значительном внешнем давлении, возрастающем с учетом транспортных нагрузок, подвергается деформации, исключающей ее эксплуатацию. Однако полиэтилен – материал, обладающий оптимальными свойствами для производства труб: он долговечен (срок службы – более 100 лет), легок, не подвержен коррозии, обеспечивает стабильную пропускную способность на протяжении всего срока эксплуатации, недорог, удобен для монтажа.

Чтобы найти компромисс между свойствами полиэтилена и требованиями, которые диктуются условиями эксплуатации ТБД, потребовалось внедрение принципиально новой технологии, позволяющей изготавливать трубы диаметром до 2000 мм. Решение было найдено специалистами предприятия "Бородино-Пласт". В 2002 году была запущена линия по производству труб из ПНД диаметром 600-2000 мм. Специальная конструкция труб представляет собой прямоугольный навитой профиль (отсюда и название трубы – спиральновитая) и позволяет использовать трубы в условиях значительных грунтовых нагрузок. Допустимая глубина заложения трубы в песчаные грунты составляет 8 метров с учетом транспортных нагрузок и до 5 метров в глинистые грунты с учетом транспортных нагрузок в зависимости от диаметра трубы и класса жесткости.

Уникальные характеристики спиральновитой трубы позволяют использовать ее в канализационных коллекторах на территориях с подвижными грунтами, для технологических водоводов, ирригационных систем, колодцев и других гидротехнических сооружений, а также как емкости для воды, пищевых и химических продуктов. Технология производства позволяет выпускать трубы любой длины.

Большая часть трудностей при монтаже ТБД связана со значительной массой труб. Требуется привлечение дорогостоящей техники и дополнительные затраты времени, не говоря уже о денежных затратах. Если принять во внимание, что 1 метр спиральновитой трубы почти в 14 раз легче бетонной (масса 1 метра спиральновитой трубы диаметром 2000 мм составляет 0,3 тонны, масса бетонной трубы того же диаметра – более 4 тонн), то данную проблему можно считать решенной.

Широкое распространение получила в последнее время практика применения стальных труб с использованием полиэтиленовой оболочки и пенополиуретанового (ППУ) заполнения. Перечисленные характеристики спиральновитых труб позволяют успешно применять их в качестве формообразующего элемента для ППУ изоляции. В данном случае будут полезны не только их механические свойства и большой диаметр: воздушное пространство в стенке оболочки предохраняет изолированную трубу от температурных воздействий окружающей среды и экономит до 20% тепловой энергии трубопроводов, транспортирующих горячую воду.

Чтобы учесть все нюансы, связанные с внедрением и эксплуатацией спиральновитых труб, были разработаны ТУ 2248-004-45726757-02, описывающие требования к качеству трубопроводов больших диаметров. В 2003 году спиральновитые трубы успешно прошли испытания, проведенные ГУП "НИИ Мосстрой", результаты которых утверждают, что продукция по гидравлическим и прочностным параметрам не уступает водопроводным системам больших диаметров, изготовленным из традиционных материалов. Также в 2004 году подготовлены "Технические рекомендации по проектированию и монтажу подземных сетей водоотведения из витых с полой стенкой полиэтиленовых труб". В том же году ГУП "Мосинжпроект" совместно с ГУП "НИИ Мосстрой" разработали альбом для проектирования "Подземные безнапорные трубопроводы из спиральновитых полиэтиленовых труб", в котором отражены технические параметры для проектирования и строительства дождевой и хозяйственно-бытовой канализации. Так была разработана мощная нормативная база, служащая полноценной основой для широкого внедрения новой продукции.

Поиск материала, который смог бы конкурировать с подверженным разрушению бетоном, требует не только серьезных инвестиций, но и длительной работы специалистов.

Трубопроводная система играет далеко не последнюю роль в функционировании экономической инфраструктуры. Поэтому необходимо проведение комплексной деятельности по проверке качества продукции, предшествующей ее широкому применению. Этот вопрос особенно актуален для России, где более половины трубопроводов большого диаметра находится в неудовлетворительном состоянии. Доля трубопроводов из полимеров неуклонно растет, и ее рынок будет расширяться, о чем свидетельствует не только многолетнее успешное применение труб в европейских странах, но и пока не очень продолжительный, но ценный отечественный опыт.