Разновидности пластиковых труб и их применение. Технологии производства труб. Трубы со структурированными стенками

В этих обстоятельствах жесткость трубы может быть достигнута при меньшем использовании материала, чем у трубы со сплошной стенкой, путем создания элементов жесткости, таких как ребристое сечение внутри стенки. Другой формой структурирования стенки трубы, используемой для создания гибкости при изгибе при сохранении сопротивления раздавливанию, является гофрирование стенки трубы в синусоидальном сечении. В качестве альтернативы можно заметить, что сопротивление изгибу возникает при расширении или сжатии наружной и внутренней поверхностей трубы, в то время как нейтральная ось (идущая по середине стенки) не участвует в распределении нагрузки. Поэтому материал средней стенки может быть заменен полимером более низкого качества или даже вспененным полимером. Все эти структурные формы стенок труб могут быть получены путем непрерывной экструзии при модификации головки экструдера и отводного оборудования. Секции ребер могут быть выполнены путем обработки пресс-формы после экструзии с использованием внутреннего давления или внешнего вакуума для принудительного выдавливания экструдата в секции матрицы, движущиеся вместе с продуктом.

Ребристые секции труб могут быть обработаны с внутренней стороны для большей гладкости и/или покрыты снаружи коэкструдированным материалом. Труба с пенопластовым наполнителем изготавливается по специальной форме совместной экструзии. Этот тип продукции стал доминировать на рынке труб без давления во Франции, где Alphacan была одной из первых компаний в Европе, которая разработала подходящее оборудование и составы. Предполагается, что для данного диаметра и жесткости трубы в трубе с пенопластовым сердечником может использоваться на 25% меньше материала, чем для трубы со сплошными стенками, что дает экономию примерно на 20%. Успех таких продуктов создал спрос на производственное оборудование, и теперь каждый из основных производителей экструзионного оборудования может поставлять новые линии или модифицировать обычные экструдеры для производства труб из экструдата с вспененной сердцевиной. Ситуация с поставками соответствующего оборудования в Европе обсуждается ещё с 1997 года, когда первая работа на эту тему была написана Анскомбом, а более поздние технические описания были даны Ползом из Цинциннати (США) и Милакроном (Австрия).

Поскольку свойства сердечника трубы не являются критическими для долговечности и механической прочности в течение всего срока службы, безнапорные трубы из вспененного поливинилхлорида считаются подходящими изделиями для применения вторичного полимера. Описание этого подхода было опубликовано Потцем и Бенджамином из компании Pipelife. Британская компания Hepworth разработала систему канализации PSewa на основе трехслойной трубы, имеющей сердцевину из вспененного ПВХ, внутреннюю поверхность из прочного сплава ПВХ / полиэтилен и наружный слой из стандартного ПВХ. Очень высокие темпы роста сложились для гофрированных материалов трубопровода и привели к дальнейшему развитию технологии производства. Канадская компания Corma предлагает системы, способные производить гофрированные трубы диаметром от 1 мм до 3 метров. Все крупные производители труб теперь предлагают широкий ассортимент продукции из гофрированного трубопровода. Так, основанная в Финляндии, но многонациональная компания Uponor в своё время приобрела контрольный пакет акций немецкой компании Unicor, которая оказалась весьма успешной в разработке и производстве машин для гофрирования труб. Другими европейскими производителями являются Drossbach из Германии и Corelco из Франции.

Для такого оборудования существует мировой экспортный рынок с особенно сильным ростом от 20 до 25% в год в США. Трубы со структурированными стенками выиграли от роста спроса на телекоммуникационные кабельные каналы, но, с точки зрения тоннажа переработанных материалов, дренажные и канализационные трубы пока ещё превосходят трубы со структурированными стенками, использующимися, в основном, телекоммуникационными компаниями. В трубопроводных системах, предназначенных для создания воздуховодов, в прошлом использовался ПВХ, но этот метод можно использовать с любым из пластиков, из которых изготавливаются трубы, а версии HDPE и полипропилена в настоящее время также находят широкое применение. Экономия на материале даёт ценовое преимущество плюс преимущества с точки зрения уменьшения веса для больших труб и возможности транспортировки по принципу «труба в трубе» благодаря широкому диапазону диаметров. Гофрированные трубы перфорированной формы в настоящее время используются для большинства работ по осушению земель.

Дорожные дренажные системы и водопропускные трубы становятся успешным рынком для продукции большого диаметра. С развитием возможности для производства легких структурированных стеновых труб очень большого диаметра (2 м и более) по всей Европе расширяются возможности завоевать большую долю рынка строительства и ремонта канализационных систем с этими продуктами. Хотя конструкции ребристых или гофрированных труб были направлены в основном на безнапорные воздуховоды, где прочность не критична, в отраслях напорных труб могут быть новые рынки для ремонта и обновления систем железных труб. Железные трубы, которые стали неудовлетворительными для распределения газа или воды из-за коррозии, что вызывает утечки, часто имеют значительную остаточную прочность в стенке трубопровода, поэтому футеровка труб не обязательно требует высокой прочности. Восстановление железной трубы путем введения ребристой, легкой трубы может быть возможно с использованием высококачественных, долговечных, стойких к напряжению марок HDPE. Например, продукт Uponor Flexoren состоит из гофрированной трубы из HDPE с футеровкой из термопластичного эластомера для обеспечения плавного потока. Продукт был предложен для ремонта трубопроводов низкого давления. В сотрудничестве с BG-Transco Uponor разработали очень гибкую извилистую трубку из MDPE для обновления футеровки газопроводных труб малого диаметра.

Совершенно другой подход к структурированным стенкам труб, который используется при производстве труб очень большого диаметра для применений без давления, заключается в создании стенки труб путем спиральной намотки экструдированных профилей из ПЭВП. Этот тип труб используется в канализации большого диаметра и для отвода воды, поскольку он позволяет производить трубы диаметром три метра и более с относительно низкими затратами. Эта технология позволяет собирать даже большие цилиндрические конструкции, такие как резервуары и бункеры. Многие формы стенок трубы возможны путем изменения геометрии экструдированного профиля, который наматывается для формования трубы. Наиболее серьезным недостатком этой формы конструкции трубы, которая эффективно ограничивает ее использование низкими внутренними давлениями, является непрерывная спиральная линия сварки. Это неизбежно приводит к линии реальной или потенциальной слабости. Хотя недостатки в этой линии сварки могут быть сведены к минимуму благодаря очень строгому контролю качества при производстве, вероятно, при существующей технологии невозможно устранить влияние микроструктурных особенностей в продольной плоскости. Немецкая компания Bauku специализируется на производстве таких труб и лицензирует их производство другими компаниями во многих странах.