Последние несколько лет на рынке инженерных коммуникаций лидирующие позиции занимают трубы из пластика. Их внедряют в состав водопроводных, канализационных, отопительных и других комплексов. Изделиями пользуются на производстве для отвода агрессивных жидкостей, газов.
На первый взгляд может показаться, что полимеры полностью вытеснили металл из бытовых и промышленных коммуникаций. Это не соответствует действительности. Благодаря ряду уникальных свойств, металлические трубы сохраняют прочные позиции на рынке и продолжают широко использоваться в инженерных системах.
История появления труб
История труб уходит вглубь веков. Для создания первых систем водоснабжения применялись доступные природные материалы – полые стволы бамбука и высверленные бревна. Им отдавали предпочтение в Древнем Египте и Китае. В Древнем Риме трубы подготавливались из глины и свинца. Широкое использование свинца оставило в истории человечества мрачный след, так как этот материал вызывал хроническое отравление.
Первые чугунные трубы появились в XVII столетии в Европе. Это позволило конструировать более надежные, стойкие и долговечные канализационные и водопроводные системы. В XIX столетии для изготовления труб стали использовать сталь. Массовое производство совпало с промышленной революцией, а также развитием центральных отопительных комплексов. Сталь достаточно быстро распространилась по миру.
Производство пластиковой продукции запустили в США в 1930-ых годах. Изначально применяли лишь поливинилхлорид. В 1950-1960-ых годах трубы начали изготавливать из полиэтилена низкого давления и полипропилена.
Хотя пластиковые трубы и выделяются небольшим весом, низкой ценой и простотой монтажа, они так и не вытеснили металлические полностью. Металл до сих пор широко применяется в системах отопления, промышленности, а также при строительстве газопроводов и магистральных сетей.
Плюсы и минусы стальных труб
Стальные трубы обладают как преимуществами, так и недостатками, благодаря этому они остаются актуальными даже сегодня.
Преимущества:
· Высокая механическая прочность. Они выдерживают значительные механические нагрузки и огромное давление. Стальные трубы защищены от случайных повреждений во время монтажа и эксплуатации.
· Термостойкость. Трубы подходят для подачи холодной и горячей воды. Рабочая температура в отдельных случаях может превышать 100 градусов. Именно поэтому они нередко встречаются в системах снабжения горячей водой.
· Низкий коэффициент температурного расширения. При нагреве трубы из стали не провисают и не удлиняются. Потребности в установке компенсаторов нет.
· Газонепроницаемость. Абсолютная газонепроницаемость (включая непроницаемость для кислородной смеси) делает эти трубы актуальны для транспортировки горючих газов.
· Длительный срок службы. При правильной защите (нанесение антикоррозионных составов) их можно использовать свыше пятидесяти лет. Именно поэтому они нередко встречаются в системах снабжения холодной водой.
Недостатки
К сожалению, есть у стальных труб и некоторые недостатки:
· Подверженность коррозии. При постоянном контакте материал начинает разрушаться, если отсутствует качественное защитное покрытие.
· Сложность монтажа. Из-за того, что стальные трубы имеют более значительный вес, во время укладки нужно пользоваться специальной техникой. Кроме того, создать герметичное соединение могут лишь квалифицированные сварщики.
· Постепенное снижение пропускной способности. С течением времени внутри накапливаются отложения. Они препятствуют нормальному прохождению жидкости.
· Высокая стоимость. Они дороже пластиковых аналогов как по цене материала, так и по стоимости монтажных работ.
· Повышенная теплопроводность. Вызывает значительные теплопотери в системах горячего водоснабжения и отопления. Без качественной теплоизоляции не обойтись.
Несмотря на то, что трубы из стали имеют немало минусов, их продолжают использовать. Ведь в некоторых случаях пластиковые аналоги не справляются с повышенными нагрузками.
Разновидности стальных труб
Свойства таких труб в значительной степени зависят от технологии производства и типа стали.
Металлические трубы по способу производства разделяются на:
· Электросварные. Бывают спирале- и прямошовными. Для их подготовки применяют листовую сталь определенной толщины. Чаще всего они используются в сфере коммунального хозяйства. Слабое место таких труб – шов. Его обработке и защите следует уделять особое внимание.
· Бесшовные. Такие трубы делятся на горячедеформированные и холоднодеформированные. Первые изготавливают путем проката предварительно разогретой заготовки из стали. Отсутствие сварного шва делает их особенно надежными, они выдерживают значительные нагрузки и высокое давление.
Холоднодеформированные металлические трубы считаются весьма прочными, из-за этого их вводят в состав топливных магистралей и других критически важных систем.
Металлические трубы разделены на несколько видов по типу защитного покрытия:
· Оцинкованные. Покрываются слоем цинка определенной толщины, который защищает сталь от ржавчины. Стальные трубы с оцинковкой можно эксплуатировать дольше.
· С весьма усиленной изоляцией (ВУС). На трубы наносят многослойное антикоррозионное покрытие, состоящее из эпоксидной смолы, экструдированного полиэтилена или битума. Изделия выбирают, если запланирована прокладка трубопровода под водой или под землей.
Трубы из металла различаются по форме (круглые и профильные) и области применения. Эти моменты следует учитывать, выбирая подходящие изделия. Для изготовления труб применяют не только сталь, но и медь, алюминий, титан, свинец, никель.
Трубы из меди
Медь – дорогой металл. Изготавливаемые из него трубы используются при разработке:
· систем маслоснабжения силовых агрегатов;
· радиаторов охлаждения;
· компонентов отопительных устройств;
· гибких подводок и соединений (для компенсации вибраций).
Преимущества труб:
· длительный срок службы (достигает 70-100 лет);
· коррозионная стойкость;
· простота монтажа (легко паяются и опрессовываются);
· экологическая чистота;
· высокая тепло- и электропроводность.
Минусы труб:
· высокая цена;
· возможность развития электрохимической коррозии (возникает при контакте с другими металлами);
· мягкость (повреждения при механических воздействиях).
Трубы из медных сплавов
К этой категории относятся бронзовые, латунные и медно-никелевые трубы. Они применяются там, где к прокату предъявляются завышенные требования.
Для получения бронзовых труб различных форм сечения (круг, овал, плоский овал) используют технологии холодного и горячего деформирования. Они выделяются:
· пластичностью;
· легкостью монтажа;
· химической и биологической стойкостью.
Бронзовые трубы встречаются не только в комплексах холодного водоснабжения. Товары применяют для изготовления трубопроводных фитингов, сальниковых втулок и уплотнительных колец.
Латунные трубы разделяются на:
· прессованные (бывают мягкими, твердыми и полутвердыми);
· тянутые с различными видами сечения.
Отличаются легкостью обработки, износостойкостью и коррозионной стойкостью. Срок эксплуатации труб – свыше 20 лет. Латунные изделия используют в сфере промышленности, строительстве и судостроении.
Медно-никелевые выдерживают значительные температурные колебания, длительный контакт с агрессивными средами и водой. Именно поэтому популярно использование труб в фармацевтической и нефтяной отраслях. Соединяют такую трубу путем сварки или же опрессовки.
Труба из алюминия
Чистый алюминий крайне редко применяют для изготовления труб из-за ограниченной механической прочности. Чаще используются сплавы. Их изготавливают различными способами, такими как холодная деформация и прокат.
Среди преимуществ труб из алюминия можно выделить следующие:
· Коррозионная стойкость. При этом важно, чтобы в состав было включено не менее 96-97% чистого металла. Для дополнительной защиты труб многие компании обрабатывают специальным обезвоженным вазелином.
· Небольшой вес. Это упрощает процесс транспортировки, перемещения и укладки труб.
· Простота обработки. Алюминиевые можно соединять при помощи сварки, опрессовки или же штамповки. Чаще всего предпочтение отдают холодной обработке, поскольку это помогает исключить возникновение остаточных напряжений в материале.
· Химическая стойкость. При контакте с воздухом на алюминиевых изделиях появляется защитная оксидная пленка. Именно поэтому химикаты не влияют на структуру алюминиевого сплава.
· Хорошая теплопроводность. Из-за этого трубу из алюминия нередко вводят в состав теплообменников.
Есть у труб из алюминия и существенный недостаток. Они подвержены электрохимической коррозии в комбинации с другими металлами (сталь, медь). Кроме того, они могут оказывать особое влияние на органолептические свойства воды. Именно поэтому для комплексов подачи питьевой воды их в настоящее время не используют.
Труба из титана
Титановые изделия производят из чистого титана или его сплавов двумя методами:
· бесшовные (получают горячей или холодной деформацией);
· сварные (изготавливают методом высокочастотной сварки).
Изделия нередко применяют в химической, военной и нефтяной промышленности, авиации и архитектуре.
Преимущества труб:
· пластичность;
· повышенная прочность;
· тугоплавкость;
· исключительная коррозионная стойкость;
· температурная стойкость.
Минусы труб:
· чрезвычайно высокая стоимость;
· сложность обработки и фиксации.
Изделия из свинца
Ранее свинцовые изделия использовались в системах холодного водоснабжения, но из-за токсичности их перестали применять. Сейчас труба задействуется в специальных экранирующих системах, например, в рентгенозащитных конструкциях.
Достоинства труб:
· прочность (выдерживают значительные нагрузки);
· отличные теплоизоляционные качества;
· стойкость к высоким температурам;
· инертность к воздействию аммиака и различных кислот;
· стойкость к радиационному воздействию.
Недостатки труб:
· токсичность;
· ограниченная сфера применения.
Труба из никеля
Изделия, имеющие круглое или полигональное сечение, получают путем холодной деформации. Они применяются в пищевой промышленности и химической отрасли.
Плюсы труб:
· Высокая сопротивляемость коррозии. Никелевые трубы не окисляются при непосредственном контакте с разнообразными химическими составами, солями, влажной почвой и соленой (морской) водой.
· Температурная стойкость. Даже под действием высоких температур никелевая труба не меняет своих геометрических характеристик.
· Термическая стабильность. Никелевые сплавы выделяются отличной памятью формы. Именно поэтому они восстанавливают как форму, так и объем после нагрева.
Единственный минус таких труб – чрезмерно высокая стоимость. При этом итоговая цена зависит от того, какие компоненты входят в состав сплава.
Подведем итог
Труба из стали остается востребованной благодаря своей прочности, механической устойчивости и способности выдерживать высокие нагрузки и давление. Именно поэтому их продолжают активно использовать в стальных магистральных сетях, системах для отопления, горячего и холодного снабжения водой.
Несомненно, пластиковые модели дешевле, легче в обработке. Следовательно, применяются в бытовых коммуникациях. Их применяют в системах с низкими эксплуатационными нагрузками. Но, если важны температурная стойкость и способность выдерживать значительное давление, выбор останавливают на стальных трубах.
В итоге подбор труб зависит от конкретных условий эксплуатации: температуры, давления и требований к долговечности. Пока существуют комплексы, где на первом месте стоят прочность и надежность, товары будут сохранять свою актуальность.