Надежность трубопровода = надежность составляющих его элементов + соблюдение технологии укладки (как фасонных деталей, так и трубопровода вообще).

Как известно, надежность трубопровода равняется надежности составляющих его элементов. Таким образом, надежность конкретного трубопровода, если в нем применен хотя бы один некачественный фитинг, будет равна надежности именно этого фитинга.

Как же некачественные детали попадают на стройплощадку? Неужели специалист по снабжению не в состоянии разобраться в том, какие именно соединительные детали являются надежными, а какие – нет? В тех компаниях, где специалист, отвечающий за снабжение, активно интересуется и вникает в особенности технологии производства труб и соединительных деталей, проблем, как правило, нет. В то же время, рынок полимерных труб и фитингов в последние годы развивался столь бурно, что за всем уследить трудно. Но все же есть вещи, которые о трубах и фитингах знать необходимо. Если касаться фитингов, то для специалиста по снабжению и для руководителя строительной компании важно убедиться, что закупаемые фитинги не станут причиной неприятной неожиданности, и построенный трубопровод не придется откапывать для ликвидации аварийной утечки. Гарантией от попадания на стройплощадку «кустарной» или поддельной продукции сейчас в нашей стране может быть только компетентность самих строителей.

Что касается технологии строительства трубопровода, то следует отметить, что помимо соблюдения элементарных правил укладки (соблюдение глубины заложения, температуры окружающей среды и всех параметров сварки, а также подсыпок), следует не забывать, что на все фитинги влияют еще и дополнительные нагрузки, а чтобы предотвратить это необходимо замонолитить фитинги в армированный бетон в виде опор.

Что такое «кустарные» соединительные детали?

Если фитинги производятся с грубым нарушением технологии переработки пластмасс или вообще без понимания принципов создания изделий из полимерных материалов, то такую деятельность можно называть только «кустарной».    Самым опасным является то, что большая часть «кустарных» изделий выходит из строя не во время опрессовки трубопровода, а в результате механических нагрузок в грунте, то есть, уже после сдачи трубопровода заказчику. 

Как производятся изделия надлежащего качества…

При производстве надежной и качественной продукции все начинается с входного контроля применяемого сырья. Как правило, это содержание влаги, летучих веществ, показатель текучести расплава и другие параметры. Только после положительного заключения лаборатории производственного предприятия сырье допускается к переработке в соединительные детали.

На основании результатов испытаний технолог завода корректирует параметры переработки сырья в термопласт-автомате, а там существуют сотни возможных комбинаций температур в различных зонах и скоростей протекания процесса изготовления соединительной детали. Именно так производят литые фитинги на ведущих европейских предприятиях.  Особо следует отметить, что контроль параметров поступающего на предприятие сырья проводится не только чтобы проверить качество материала, но и наиболее точно настроить термопласт-автоматы под конкретные параметры каждой партии сырья. Именно такой подход является составляющим элементом понятия «европейское качество», которое в полной мере относится к продукции таких компаний как Georg Fisсher, Simona, AGRU, Baenninger. Результатом данной фазы работы является «технологическое задание», в котором технологи указывают производственной бригаде не только объемы и сроки производства, но и требования к настройке оборудования по множеству параметров.

После непосредственного литья в современном термопласт-автомате, стоимость которого может превышать 1 млн. евро, деталь подвергается приемо-сдаточным испытаниям в лаборатории предприятия. Испытания включают геометрический и ультразвуковой контроль, тест на относительное удлинение при разрыве, проводятся и гидравлические испытания. Срок службы детали, выпущенной из высококлассного сырья на хорошем оборудовании и в строгом соответствии с технологией, соответствует максимально возможному сроку службы полимерных труб и значительно превышает 50 лет, регламентированные, например, для ПЭ труб в сетях водоснабжения в соответствии с ДСТУ  Б В.2.7-15:2008. Именно в силу своей долговечности и надежности литые качественные соединительные детали допущены к применению в сетях газоснабжения для сварки с трубами по ДБН В.2.5-41:2009 и имеют соответствующие документы. 

... и как появляются на свет «подделки»

Чаще всего кустари используют в качестве сырья... простой отрезок трубы. Этот отрезок разогревается в примитивной печи до немыслимой любому технологу температуры, что разрушает саму структуру полиэтилена и лишает будущую деталь одного из ее важнейших свойств – пластичности. Разрушенная недопустимым нагревом структура материала уже не сможет противостоять не только механическим нагрузкам грунта, но и обеспечить гомогенную сварку с другими элементами будущего трубопровода. Собственно говоря, это уже не полиэтилен определенной марки, а другой материал с изменившимися характеристиками, недопустимыми для напорного трубопровода свойствами. Такие изделия характеризуются, в том числе, повышенной хрупкостью (отсутствием пластичности) и не способны в полной мере выдерживать рабочее давление трубопровода и механические нагрузки грунта на протяжении всего, не менее чем 50-летнего срока службы трубопровода. Авария, вызванная разрушением «кустарной» детали, может произойти не в первые дни и даже месяцы эксплуатации, но не заставит себя ждать.

В чем же главное отличие «кустарного» производства? Вынутая из примитивной печи заготовка подвергается прессованию. Под прессом перегретый отрезок трубы принимает форму, примерно напоминающую требуемую «на выходе» деталь. Например, форму втулки под фланец или редукционного перехода. Далее, уже на токарном или фрезерном станке, застывшей массе придается «товарный» вид. И она... готова к продаже!

Главное отличие производства «кустарной» продукции в том, что ни о каком полноценном технологическом контроле на подобных производствах речи идти не может. Фактически технология переработки пластмасс в подобных «кустарных» цехах не просто не соблюдается, а ее нет как таковой. К тому же заготовки в кустарном производстве часто подвергают не просто перегреву, а многократному перегреву. Происходит это в случае, если процесс прессования прошел неудачно. О надежности таких деталей говорить не приходится.

Минусом кустарного производства является и вероятность появления микротрещин как на внешней, так и на внутренней поверхности изделия, что в свою очередь ослабляет деталь. Также возможно появление полостей внутри самого фитинга (так называемых «раковин»), что уменьшает срок службы изделия, его стойкость к расчетному рабочему давлению и увеличивает аварийность на трубопроводе. 

Как и почему «кустарные» детали попадают на стройплощадку?

К сожалению, внешне «кустарные» изделия трудноотличимы от изделий надлежащего качества[1]. Еще одна  причина их «популярности» – низкая стоимость. Слово «низкая» здесь лучше употребить в кавычках. Поскольку такая «низкая» цена не учитывает расходы, которые подобная подделка обязательно вызовет своим выходом из строя. А если подсчитать стоимость ликвидации последствий, то по совокупным затратам подделка существенно – в десятки раз – отличается от детали, изготовленной надлежащим образом. Ведь стоимость вложений в «правильный» производственный комплекс и в компетентный производственный коллектив весьма значительны. Грамотный производственный коллектив складывается годами. А стоимость высокотехнологичного производственного комплекса может составлять десятки миллионов евро. Амортизация подобного оборудования оказывает существенное влияние на себестоимость продукции. Подделки же можно штамповать, практически не неся серьезных капитальных затрат и получать отдачу мгновенно. 

Можно ли запретить применение подделок?

Запретить подделки можно. Но, по моему мнению, одними запретами делу помочь трудно. К тому же для обеспечения действия запретительных мер необходимы значительные ресурсы. Единственной отраслью в строительстве напорных трубопроводов из ПЭ, где действует регламентация, если и не исчерпывающая, то гарантирующая высокий уровень надежности – это строительство распределительных газопроводов из полиэтиленовых труб. Здесь разрешено применение только литых соединительных деталей: тройников, отводов, переходов. Фактически СУЩЕСТВУЕТ ЗАПРЕТ на применение в газопроводах, например, «сварной» фасонки. Это специфическая особенность отрасли. Контроль за качеством материалов при строительстве сетей газоснабжения очень жесткий, специалисты в высшей степени компетентные и подделки на газопроводах «не проходят». В водоснабжении все более либерально. При создании трубопроводов водоснабжения, напорной канализации и технологических трубопроводов в дело серьезно вмешивается экономика. Стоимость качественного литого тройника, начиная с диаметра 110 мм, существенно превосходит стоимость аналогичной детали, полученной даже сваркой, не говоря уже о «кустарной» продукции, получаемой описанным выше способом. Если на рынке не будут доминировать профессионализм и компетентность, то никакие запреты не спасут нас от «кустарщины». Снабженец, не вникающий в суть проблемы, будет приобретать то, что дешевле. Поскольку срок службы полимерных трубопроводов составляет 50–100 лет, то если авария на «кустарной» детали случится через 3–5 лет...

Но если взглянуть на опыт развитых стран, то выход, все же, не только в ужесточении контроля. 

Как обеспечить нашим трубопроводам «безаварийное будущее»?

Ответ на этот вопрос уже дали наши зарубежные коллеги. Более того, они готовы делиться с нами своим опытом. Так, в западной Европе и Скандинавии, где пластиковые трубы применяются с 50-х годов прошлого века, наработан не только большой опыт работы с полиэтиленовыми напорными трубопроводами, но имеется статистика и анализ аварий, причин их возникновения. Все это к настоящему моменту сформировало в этих странах высокую культуру работы с полимерными трубопроводами. Именно высокий уровень профессиональной культуры отторг в 90-е года прошлого века некоторые примитивные способы изготовления соединительных деталей. Так, к примеру, немецкие специалисты, столкнувшись с тем, что большинство аварий приходилось на места соединения труб и на фитинги, сделали надлежащие выводы. Были не только внесены изменения в соответствующие регламентирующие документы (например, в Deutsche Verband fur SchweiBen und verwandte Verfahren – действующий в Германии и на территории некоторых стран Евросоюза свод норм, правил и рекомендаций по сварке полимерных материалов, в т.ч. по сварке подземных трубопроводов водо- и газоснабжения), но и повышена общая культура работы с полимерными трубопроводами. В настоящее время низкокачественные детали, изготовленные без соблюдения технологии, на европейском рынке встретить практически невозможно. И в комплексе предпринятые нашими европейскими коллегами меры дали результат: надежность полимерных трубопроводов и, в частности, инженерных сетей из полиэтиленовых труб, выросла в разы и, по данным DVGW, отвечает самым высоким нормативам – 0,02–0,11 на 1 км уложенных сетей.

Как же снабженцу, руководителю компании гарантировать, что на его объектах будут применяться только надежные и долговечные фитинги, изготовленные на современных предприятиях в строгом соответствии с технологией? Ответ прост: работать только с надежной продукцией и проверенным поставщиком! Спрос на качественную продукцию в последнее время только усилился. Это значит, что прилагая необходимые усилия, вместе, мы добьемся качественного перелома в надежности отечественных полимерных трубопроводов. 

Комментарий редакции

Разделяя в целом позицию автора в том, что касается необходимости строгого соблюдения технологических параметров процесса производства фасонных деталей и контроля их качества, редакция считает необходимым отметить, что приведенный в статье пример «кустарной» технологии и производства изделий ненадлежащего качества совершенно неправомерно объясняется применением технологии формования из трубной заготовки.

В принципе, метод прессования (впрочем, как и метод стыковой сварки) позволяет изготавливать качественные изделия при условии строгого соблюдения технологии и надлежащей организации контроля качества выпускаемой продукции. Такие изделия обеспечивают надежную эксплуатацию трубопровода, если выпущены согласно технической документации и подвергаются надлежащему комплексу испытаний. В полиэтиленовых напорных водопроводах средних и больших (от 500 мм) диаметров альтернативы им зачастую нет. «Кустарщина» может быть в любой технологии, в том числе и в литье под давлением. Редакция может привести немало примеров отрицательных результатов испытания литых фитингов, связанных с использованием неправильно сконструированных литьевых форм, с ошибками в выборе технологических режимов и с использованием ненадлежащего сырья, например, не трубных марок – все зависит от постановки дела и от правильности технических решений. И одного понятия «немецкое качество» (а также швейцарское, французское, финское) недостаточно для подтверждения соответствия изделий.

Автор: Сергей Куксов, к.т.н.