50 ЛЕТ ДЛЯ ТРУБ - НЕ ВОЗРАСТ!
Все современные производители полиэтиленовых труб уверяют: срок службы трубы из ПНД составляет не менее 50 лет! Именно такое требование водоснабжающие компании Германии предъявили к новому материалу - трубному ПНД - в далеких 50-х годах прошлого века…
Трубы из ПНД: испытываем на долговечность
Все современные производители полиэтиленовых труб уверяют: срок службы трубы из ПНД составляет не менее 50 лет! Именно такое требование водоснабжающие компании Германии предъявили к новому материалу - трубному ПНД - в далеких 50-х годах прошлого века. И в 1955 году новый трубный материал под торговой маркой Hostalen был представлен компанией Hoechst AG (предшественником компании LyondellBasell) на ярмарке в Ганновере. А в октябре 1956 года два образца трубы из этого материала были поставлены на испытания на ползучесть при температуре 200С и кольцевом напряжении соответственно 5 и 7,5 Н/мм2.
Первые испытания на ползучесть длились 4,5 года и проводились при температуре 800С. Экстраполяция зависимости "время - разрушение" позволила определить срок службы тестируемых труб на уровне 50 лет при 200С. Стоит отметить, что этот же метод экстраполяции используется и для прогнозирования срока службы труб из современного ПНД. А те два образца трубы, о которых говорилось выше, проходят испытания до сих пор (Рис.1).
Вернемся в прошлое. В том же далеком 1955 году был смонтирован первый трубопровод из материала Hostalen для водоснабжения собственных помещений компании Hoechst AG - лабораторий, офисных зданий, душевых и санитарных сооружений. Одно из таких зданий, построенное в 1961 году, было разобрано за ненадобностью в 2002 году, множество труб из Hostalen GM5010 было демонтировано из раздевалок и душевых комнат.
Сравнение данных, полученных при испытании демонтированных труб с данными, указанными в технических характеристиках (табл. 1), показало, что, несмотря на длительный срок службы, трубы находятся в рабочем состоянии. Они обеспечивали непрерывный поток насыщенной кислородом воды на протяжении 41 года!
Табл. 1: Сравнение данных, полученных при испытании демонтированных труб с данными, указанными в технических характеристиках.
Параметры | Технические требования 1966 г. для Hostalen GM5010 | Демонтированная труба черная, SDR 11-75x6,8 | ||
| внутри | в середине | снаружи | ||
| Плотность, г/см3 | 0,955 | - | 0,9547 | - |
| ПТР при 1900С, 5 кгс, г/10 мин. | 0,3 | - | 0,22 | - |
| ПТР при 1900С, 21,6 кгс, г/10 мин. | - | - | 7,89 | - |
| Термостабильность при 2000С, мин. | 20 | 2 | 25 | 28 |
| Температура плавления, 0С | 130 | 130,28 | 130,01 | 129,98 |
А в результате испытаний, проведенных для определения остаточного срока службы демонтированных труб, была получена величина, соответствующая, по крайней мере, 27 годам. Таким образом, испытания не только подтвердили расчетный 50-летний срок службы труб из ПНД, но и показали, что в действительности долговечность значительно превышает его.
Современный ПНД для выпуска труб: нет предела совершенству!
С 1955 года прошло уже более полувека, в течение которого ПНД Hostalen для производства труб завоевал признание во многих странах мира. Стоит отметить, что в течение всей второй половины 20 века компания LyondellBasell совершенствовала марки трубного ПНД, приспосабливая их под растущие требования к трубопроводам. Так, в конце 90-х годов появилось третье поколение трубного ПНД - марка Hostalen CRP 100 Black.
Hostalen CRP 100 Black - бимодальный ПЭ 100, разработанный компанией LyondellBasell для производства труб газо- и водоснабжения, канализации, для промышленных и химических производств.
Марка характеризуется высокой жесткостью и стойкостью к растрескиванию под нагрузкой. Способность объединить эти часто взаимоисключающие свойства возникла за счет контролируемого соотношения между короткими и длинными молекулами ПЭ, которые синтезируются в последовательно подключенных реакторах. Использование этой технологии позволило, с одной стороны, придать материалу необходимые свойства для долгосрочного использования в области производства труб и, с другой стороны, улучшить перерабатываемость получаемого материала на современных экструзионных линиях.
Помимо Hostalen CRP 100 Black современный рынок предлагает и другие марки для труб как европейских, так и корейских производителей. Но, стоит отметить, что материалов, классифицированных как ПЭ 100, в мире производится не так уж много - всего около 11 марок.
Компания LyondellBasell продолжает совершенствовать ПНД Hostalen для труб. Современные технологии прокладки трубопроводов требуют от материала высокой стойкости к растрескиванию. Чтобы удовлетворить этим требованиям, в 2008 году компания LyondellBasell разработала новую мультимодальную марку трубного ПЭ 100 - Hostalen CRP 100 Resist Black.
Новинка! Hostalen CRP 100 Resist CR Black.
Эта марка специально разработана для выпуска труб с повышенной устойчивостью к медленному распространению трещин. Такие трубы пригодны для установки в неподходящих для прокладки трубопровода местах.
Главное отличие от Hostalen CRP 100 Black - величина FNCT (Full Notch Creep Test). У Hostalen CRP 100 Resist CR Black она - более 8760 часов (4,0 МПа, 2% Arcopal N 100? 80 0C)! Для сравнения, та же величина у марки Hostalen CRP 100 Black - более 1000 часов (подробнее - в табл. 2).
Табл. 2: Сравнение технических характеристик марок Hostalen CRP 100 Black и Hostalen CRP 100 Resist Black.
Свойства | Единицы измерения | Hostalen CRP 100 Black | Hostalen CRP 100 Resist Black |
| Физические | |||
| Плотность | г/см3 | 0,959 | 0,959 |
| ПТР(1900С/21,6 кг)(1900С/5,0 кг) | г/10 мин. | 6,40,23 | 6,40,22 |
| Индекс Штаудингера | мл/г | 380 | 380 |
| Механические | |||
| Модуль упругости (23ºС, v = 1 мм/ мин.) | МПа | 900 | 900 |
| Напряжение при растяжении (23ºС, v = 50 мм/ мин.) | МПа | 23 | 23 |
| Деформация растяжения (23ºС, v = 50 мм/ мин.) | % | 9 | 9 |
| Модуль ползучести при растяжении, 1 ч. | МПа | 850 | 850 |
| Модуль ползучести при растяжении, 1000 ч. | МПа | 360 | 360 |
| Классификация MRS | МПа | 10 | 10 |
| Напряжение при изгибе, при 3,5 % отклонении | МПа | 21 | 21 |
| FNCT (Full Notch Creep Test) (4,0 МПа, 2 % Arcopal N 100, 80°C) | ч. | >1000 | >8760 |
| Удар | |||
| Ударная вязкость по Шарпи с надрезом:( 23 ºС, тип 1, надрез 1)( - 30 ºС, тип 1, надрез 1) | кДж / м2 | 26,013,0 | 26,013 |
| Твердость | |||
| Твердость по Шор (Шор Д, 3) | МПа | 63 | 63 |
| Температура | |||
| Температура размягчения по Вика (В 50) | ºС | 74 | 74 |
| Время окисления кислородом (OIT), 210ºС | мин | 30 | 30 |
| Дополнительно | |||
| Содержание углеродного наполнения | % | 2,25 | 2,25 |
Трубы из ПНД не подходят? Выручат трубы из ПП!
ПНД производства LyondellBasell прекрасно зарекомендовал себя как материал для труб низкотемпературных применений. Но для труб горячего водоснабжения и отопления ПНД не подходит, и тут приходят на выручку трубы из ПП.
Впервые полипропилен был получен в 1953 году. А уже в 1957 году компания Hoechst AG выпустила на рынок первые коммерческие марки полипропилена для изготовления труб - Hostalen PP.
Марки полипропилена Hostalen PP для производства труб изготавливаются по технологии Spheripol - одной из наиболее эффективных технологий синтеза полипропилена. По ней изготавливается почти половина всего производимого полипропилена в мире. Основными компонентами технологии Spheripol являются кольцевой и газофазный реакторы. В кольцевом реакторе протекает полимеризация гомополимера или статистического сополимера пропилена в жидкой фазе, в газофазном - синтезируется каучуковая составляющая (при синтезе гетерофазного сополимера пропилена).
Среди российских потребителей наиболее известны 2 марки трубного ПП производства компании LyondellBasell.
Hostalen PP H 2450 - гомополимер ПП. Обладает высокой стабильностью при нагревании и экстракции, высокой вязкостью расплава, содержит добавку-антиоксидант. Применяется для производства труб, твердых профилей и листов. Близкие по свойствам марки российских производителей - ПП 02003, 01003.
Табл. 3: Свойства Hostalen PP H 5416 и Hostalen PP H 2450.
Свойства | Единицы измерения | Hostalen PP H 2450 | Hostalen PP H 5416 |
| Физические | |||
| Плотность | г/см3 | 0,9 | 0,897 |
| ПТР (2300С/2,16 кг) | г/10 мин. | 0,3 | 0,3 |
| Механические | |||
| Модуль упругости при растяжении | МПа | 1300 | 850 |
| Напряжение при растяжении | МПа | 30 | 24 |
| Относительное удлинение при растяжении | % | 9 | 10 |
| Модуль ползучести при растяжении, 1ч. | МПа | 1250 | 650 |
| Модуль ползучести при растяжении, 1000 ч. | МПа | 650 | 350 |
| Удар | |||
| Ударная вязкость по Шарпи без надреза,(230С)(00С)(-300С) | кДж/м2 | без разрыва20026 | без разрывабез разрыва43 |
| Ударная вязкость по Шарпи с надрезом,(230С)(00С)(-300С) | кДж/м2 | 9,02,82,2 | 224,52,5 |
| Твердость | |||
| Твердость по Шору (Д) | 70 | 65 | |
| Твердость при вдавливании шарика | МПа | 67 | 45 |
| Температура | |||
| Температура размягчения по Вика (B50) | 0С | 90 | 132 |
| Температура плавления | 0С | 165 | |
Все марки полипропилена под торговой маркой Hostalen PP, предлагаемые LyondellBasell, обеспечивают, при условии правильной переработки материала, следующие преимущества при производстве труб:
• высокую устойчивость к ползучести;
• хорошую свариваемость;
• низкий вес;
• простую укладку;
• устойчивость по отношению к транспортируемым веществам и различным видам почв;
• низкие потери вследствие трения;
• отсутствие отложений на стенках;
• стойкость к воздействию высоких температур вплоть до 70°C;
• высокую стойкость к образованию трещин.