Разновидности пластиковых труб и их применение. История пластиковых труб. Часть 1

Ранние разработки относятся к 1940-м и 1950-м годам. Сокращение затрат и рост поставок термопластов произошли, главным образом, в результате крупных инвестиций в нефтеперерабатывающие и химические заводы как во время, так и после Второй мировой войны. Стали доступны три объемных товарных полимера — ПВХ, полиэтилен низкой плотности и полистирол. ПВХ, с его лучшим сочетанием прочности, жесткости и ударной вязкости, был первым материалом, который был использован для основных применений в трубопроводных системах. Методы экструзии труб из ПВХ были практически доказаны И. Г. Фарбеном в Германии в конце 1930-х годов и разработаны в начале 1940-х годов под давлением военного времени для поиска материалов для трубопроводов для химических заводов. Что до качества этих первых пластиковых труб, то мы уже писали в одном из предыдущих циклов о выкопанных в наше время трубах ПВХ, заложенных ещё во времена гитлеровской Германии.

К концу 1940-х годов инвестиционная мощь США создала рынок трубопроводов без давления (безнапорных), например, для отвода дождевой воды, и в настоящее время ведутся исследования по измерению свойств различных полимеров, которые могут быть использованы в приложениях низкого давления, таких как питьевая вода и газоснабжение. Производители пластиковых труб обнаружили, что эти рынки крайне критичны к техническим характеристикам, и поэтому необходимы улучшения в материалах. Улучшение свойств, таких как ударная вязкость при низких температурах в ПВХ, а также прочность и жесткость в полиэтилене, было достигнуто благодаря введению новых марок этих полимеров (о добавках к ним, модифицирующих эти и другие свойства ПВХ, полиэтилена, полипропилена и других пластиков, мы ещё поговорим в будущих циклах). Возможно, наиболее заметным было изобретение более кристалличного ПНД в середине 1950-х годов, полученного благодаря внедрению катализаторов.

Восстановление европейских городов, которые пострадали от разрушений военного времени, повлекло за собой масштабные инвестиции в инфраструктуру и повысило спрос на строительные материалы, включая коммунальные трубопроводы. Хотя железо и сталь по-прежнему были доминирующими материалами для труб, растущая доступность пластмасс по сниженным ценам вызвала значительные инвестиции в производство таких систем, что привело к появлению многих технологий производства и колоссальному расширению областей применения пластиковых труб, используемых сегодня. Создание основной технологии пришлось на 1960-е и 1970-е годы. В 1960-х годах открылись новые рынки. В частности, значительные инвестиции в поставки природного газа Нидерландами и Великобританией привели к потребностям в замене и расширении устаревших систем железных газопроводов.

Голландская газовая промышленность изначально широко использовала непластифицированный ПВХ (НПВХ). Предпочтение British Gas полиэтилену и его спецификация материалов с долговременной прочностью оказали стимулирующее влияние на развитие и улучшение MDPE, то есть полиэтилена среднего давления и плотности. Этот материал в настоящее время занял доминирующее положение в мире по поставкам газопроводных труб по сравнению с базовыми марками HDPE. Два основных преимущества материалов на основе полиэтилена для трубопроводных применений заключаются в том, что они могут быть уложены длинными участками и могут быть сварены плавлением для обеспечения прочных соединений труб с высокой целостностью. Напротив, трубы из ПВХ обычно меньшей длины и не могут быть сварены плавлением, что требуется для обеспечения 100% герметичности газопроводов. Они укладываются по прямой и соединяются сваркой растворителем или механическими соединениями с резиновыми уплотнениями.

Водоснабжение в Великобритании столкнулось с проблемами качества труб из ПВХ в начале 1970-х годов и, как следствие, ввело более строгие испытания на вязкость разрушения, которые значительно улучшили стандарты компаундирования и обработки. 1960-е и начало 1970-х годов были периодом экономического роста в Европе, США и Японии с соответственно высокими инвестициями в производство полимеров и технологии обработки труб. Повышение цен на нефть из-за Организации стран-экспортеров нефти (ОПЕК) и политических волнений на Ближнем Востоке впоследствии привело к неопределенности в поставках и инфляции, но спрос на пластиковые трубы продолжал расти, и инвестиции в производственные мощности поддерживались на высоком уровне.

По существу, к 1970-м годам технология производства пластиковых труб была хорошо известна и была уже равной современной, то есть значительного прогресса в производстве пластиковых труб, фитингов и трубопроводной арматуры за последние полвека мы не наблюдаем, однако прорыв случился в другой области — контроля производственных процессов, о чём мы рассказываем в параллельном цикле, посвящённом повсеместному внедрению компьютерных технологий в различных отраслях промышленности. В следующей части рассмотрим совсем недавнее прошлое и настоящее систем пластиковых труб.