Первые гофрированные трубы начали производиться в конце 50-х годов прошлого столетия. После того как они стали использоваться в качестве дренажных, сферы применения гофротруб расширились. Кроме электротехнической и машиностроительной отраслей, пластиковые гофротрубы незаменимы в сельском хозяйстве и строительстве.
Первые гофрированные трубы создавались исключительно для нужд электротехники, так как их конструкция позволяла достичь необходимой поперечной жесткости в сочетании с продольной гибкостью. В последние годы потребности и сферы применения гофротруб значительно расширились благодаря совершенствованию технологии их изготовления и расширению номенклатуры. На сегодняшний день около 25% из общей массы выпускаемых в мире труб занимают гофрированные.
Среди погонажных изделий гофротрубы занимают особое место. Это связано с тем, что их можно формовать не только в направлении экструзии, но и в поперечной плоскости. Таким образом, технология получения гофротруб имеет свои отличия, тонкости и нюансы.
Общая характеристика полимерных гофротруб
В отличие от гладкостенных труб, гофрированные имеют более сложное продольное сечение. Оно может быть прямоугольное, трапециевидное, полукруглое и т. д. Сами размеры гофра могут варьироваться в широком интервале в зависимости от условий применения труб, а также от свойств полимера, из которого эти трубы производят.
По технологическим признакам гофротрубы можно условно разделить на:
- трубы, формуемые из одной оболочки;
- комбинированные трубы, формуемые из двух оболочек (как правило, одна из оболочек гофрированная, вторая — гладкостенная).
Можно сказать, что электротехнические трубы являются родоначальниками семейства гофрированных труб. Они предназначены для защиты электропроводки и могут использоваться как в строительстве при прокладке кабелей, так и в машиностроении. Такие трубы изготавливают из ПВХ и ПЭНД, их сечение может быть как круглым, так и прямоугольным. Казалось бы, зачем делать трубы прямоугольного сечения, если проще изготовить их круглыми, при этом не потеряв в гибкости? Однако именно такое сечение позволяет увеличить их пропускную способность и повысить жесткость при прокладке коммуникационных линий. Это в свою очередь влечет снижение количества креплений труб примерно в 1,5 раза при их прокладке.
Ассортимент труб
|
Область применения
| Наименование изделия и его назначение
| Материал для изготовления труб
|
| Строительство
| Электротехнические трубы
Дренажные трубы
Комбинированные канализационные трубы
| ПВХ пластифицированный и непластифицированный, ПЭВД, ПЭНД, ПП, ПА, ПК
|
| Машиностроение
| Электротехнические трубы
Гофрошланги
|
| Сельское хозяйство
| Трубы для теплообменников
Трубы капельного полива
|
Пластиковые гофрированные электротехнические трубы имеют бесспорные преимущества по сравнению со стальными. Если же сравнивать их с пластиковыми гладкостенными трубами, то следует указать на следующие аргументы:
- более низкая материалоемкость, достигаемая за счет их меньшей массы и сокращения количества соединительных деталей;
- меньшая трудоемкость при монтаже, так как возможна прокладка труб по кратчайшему расстоянию и минимизация операций по соединению отрезков труб;
- возможность быстрого ремонта и замены электропроводки.
Дренажные гофрированные трубы используются в строительстве и мелиорации. Они имеют отверстия для входа дренируемой воды и ее отвода из района прокладки труб. Такие трубы применяются во всем мире, заменяя керамические, использовавшиеся ранее. Дренажные гофротрубы обладают небольшой массой, высокой прочностью в сочетании с гибкостью, а также коррозионной стойкостью. Они производятся из непластифицированного ПВХ и ПЭНД.
Понятие гофрошлангов объединяет широкий спектр трубопроводов, разнообразных по конструкции и изготовляемых из различных термопластов. В основном гофрошланги применяют для транспортировки жидкостей и газов под небольшим давлением или же под вакуумом. В зависимости от того, в каких условиях будет работать трубопровод, применяют тот или иной материал и геометрию трубы. Для производства гофрошлангов используют все указанные в таблице термопласты.
Трубы для теплообменников используют для утилизации и передачи тепла. Их можно использовать для обогрева почвы, водоемов, тротуаров, а также для передачи тепла на большие расстояния. Исходя из условий эксплуатации, теплообменники должны обеспечивать эффективную работоспособность в широком интервале температур (от –20 до 120оС), высокую длительную прочность в условиях комбинирования температуры и давления, а также иметь развитую поверхность теплоотдачи. Особые требования предъявляются к поверхности такого трубопровода. Они в основном производятся из специальных марок полипропилена.
В случае теплопроводов используются комбинированные двухслойные трубы. Например, внутренняя труба (внутренний слой) изготавливается из полибутена, внешняя труба (внешний слой) — из полиэтилена или полипропилена, а между ними находится прослойка из вспененного полиуретана.
Комбинированные трубы позволяют добиться с помощью определенных сочетаний внешних и внутренних оболочек требуемых свойств. В случае канализационных труб к внешней гофрированной оболочке изнутри приваривается гладкостенная труба. Такое сочетание дает возможность получить высокую жесткость трубопровода в сочетании с низким гидравлическим сопротивлением. Комбинированные трубы получают, в основном, из ПВХ. По сравнению с гладкостенными трубами из ПВХ, комбинированные — более прочные, способны выдерживать высокие внешние нагрузки, при этом затраты сырья на их производство ниже, чем для гладкостенных труб.
Сочетание внешней гладкостенной оболочки с внутренней гофрированной позволяет получить трубы специального назначения для капельного полива растений. Внутренняя гофрированная труба имеет перфорацию, через которую вода, текущая внутри, поступает в промежуточный винтовой канал, откуда выдавливается в виде капель через прорези во внешней гладкой трубе. Не смотря на кажущуюся сложность, такая конструкция совершенно не требует ручного труда при изготовлении капельного трубопровода.
Гофрированные трубы в зависимости от предъявляемых требований эксплуатации трубопроводов имеют ряд преимуществ перед металлическими, керамическими и пластиковыми гладкостенными трубами, а в некоторых случаях они практически незаменимы.
Технология изготовления
Существует несколько технологий производства гофротруб. Они постоянно совершенствуются, и до сих пор не найдена идеальная технология, которая сочетала бы в себе простоту, надежность, высо-кую производительность, и не имела бы недостатков. Основной технологией, получившей широкое распространение, является формование гофротруб поступательно движущимися полуформами. Принципы получения гофрированных труб практически такие же, как и труб гладкостенных. Термопласт, попадая в экструдер, размягчается и, проходя через головку кольцевого сечения, формируется в трубную заготовку. Дальше начинаются производственные нюансы формования гофров. Если сравнивать технологии получения труб, гофрированных и гладкостенных, то калибрующее устройство, используемое при производстве гладкостенных труб заменяется гофратором, который придает определенное сечение трубной заготовке и осуществляет калибровку. Применяются экструзионные головки с длинным необогреваемым мундштуком, который в рабочем состоянии должен входить внутрь сомкнутых полуформ. Придание оригинального сечения трубе происходит либо за счет раздува сжатым воздухом, подаваемым в полость трубной заготовки (процесс, аналогичный калибровке гладкостенных труб), либо за счет вакуума, создаваемого в полуформах гофратора, как это показано на рисунке.
| Рис. 1. Формование гофротрубы вакуумным калибратором
|
При изготовлении комбинированных труб одновременно проходят процессы формования и сварки, при этом различают два варианта комбинирования труб: гладкая оболочка снаружи, гофрированная внутри и гофрированная оболочка снаружи, гладкая внутри. Для производства оболочек используют пластики, близкие по химическому составу, чтобы обеспечить хорошую свариваемость двух слоев термопластов.
| Рис. 2. Схема изготовления комбинированной гофротрубы с внутренней гладкой облочкой
|
На рисунке 2 представлен способ формования комбинированной гофротрубы с внутренней гладкой оболочкой. В этом случае используется два экструдера. Один снабжен прямоточной головкой, которая проходит через угловую головку второго экструдера. Внешняя гофротруба формуется за счет вакуума в полуформах гофратора. Одновременно с этим к гофротрубе приваривается продавливаемая через прямоточную головку гладкостенная труба.
Технология получения гофротруб, имея свои особенности, кардинально не отличается от общей технологической схемы получения труб гладкостенных. В общем виде технологическую схему можно представить таким образом:
| 25 % из общей массы всех выпускаемых в мире труб занимают гофрированные
|
1. Расплавление полимера и его гомогенизация в экструдере.
2. Продавливание расплава поли-мера через экструзионную головку.
3. Калибровка и охлаждение в случае гладкостенных труб, формовка и охлаждение в случае труб гофрированных.
При производстве комбинированных труб технология несколько усложняется за счет того, что добавляется процесс параллельной экструзии через вторую головку привариваемой оболочки. Это относится и к производству металлопластиковых труб.
Если сравнивать изготовление гофротруб с альтернативным производством труб гладкостенных, то в условиях развивающегося строительства переработка полимеров в гофротрубы будет в ближайшем будущем достаточно востребована и покроет гораздо больше позиций, нежели в случае гладкостенных труб. Ведь в строительстве гофротрубы способны удовлетворить потребности в прокладке канализации, водопровода, других коммуникаций, электропроводки. Благодаря сочетанию гибкости и прочности, их использование позволяет прокладывать коммуникации и трубопроводы по кратчайшему расстоянию, решая тем самым различные строительнокомпоновочные задачи. Низкая материалоемкость при производстве гофротруб делает их более выгодными по сравнению со стандартными пластиковыми трубами.
Оборудование для производства полимерных гофротруб предлагают компании Pol-Service (Польша), «Торнадо-пласт» (Украина), «ПрофиПласт» (Украина), завод «Полимер» (Россия) и многие другие операторы рынка.
Следует указать на то, что при изготовлении гофротруб возможно использование вторичных пластиков. Например, при изготовлении комбинированных труб внутренняя оболочка может выполняться из первичного пластика, в то время как внешняя гофрированная оболочка может быть изготовлена из вторичного рециклированного полимера.
|
Технологии
