Чугун или пластмаса

Дали чугунените тръби за канализация са наистина вечни? Отвън изглеждат стабилни и надеждни, но какво се случва отвътре при контакта с агресивните отпадни води, съдържащи почти неограничен химичен състав? Битови фекални води, перилни и почистващи препарати, технологични отпадни води – дали чугунът е подходящия материал?

Препечатка от списание «Технически етаж», автор: к. т. н. Ю. Д. Олейников

Пластмаса за канализация, която измества чугуна 

Едно от стратегическите направления в решаването на жилищния проблем е реконструкцията на експлоатираните сгради. Тя позволява да се удължи срока на служба на постройките, да се повиши комфорта на пребиваване в тях, да се преобрази външният вид на градове и села. Канализационната система е един от ключовите обекти на инженерните комуникации, за който е необходим постоянен контрол и поддържане в работно състояние.

За правото да ползват благата на канализацията хората плащат със стрес от очакването на някаква повреда, и неприятностите не се бавят. В процеса на експлоатация именно канализацията е една от най-проблемните системи на инженерното оборудване на сградите: масовите случаи на задръстване на отводнителните тръбопроводи довеждат до наводняване на мазетата с отпадни води. При замръзване на изтеглящите устройства на канализационните вертикални клонове (щрангове) се получават скъсвания на хидравличните затвори на санитарно-техническите уреди, и токсичните и взривоопасни канализационни газове проникват в помещения, в които има хора, а наситеността с вредни газове на канализационните мрежи и кладенци, в това число и дворната канализация, довежда до гибелта на необучен персонал. По наблюдения на специалистите, над 60 % от мазетата в жилищните сгради поне веднъж са били наводнявани с отпадни води заради задръстване на канализационните тръби.
Основни критерии при определянето на качеството на тръбопроводните системи с различно предназначение са устойчивостта на тръбите към корозивни процеси, механичната якост, способността за издържане на експлоатационни натоварвания (работна температура и промяна на температурните режими, устойчивост на външни и вътрешни въздействия) надеждността на съединенията на тръбопровода, лесният монтаж и дългият живот на цялата тръбопроводна система.
Надеждността на канализацията зависи от много фактори, основният от които е качеството на тръбите, фасонните части и комплектуващите части. Съществена роля за нормалното функциониране играе не само изчислението, но и качеството на монтажа. Следва да отбележим, че тръбопроводите на канализационните системи на сградите работят в доста сложен режим. Това са преди всичко безкрайно редуващи се залпови изхвърляния на отпадна течност в различни количества и с постоянно променяща се температура (от 4 до 95 °С). В състава на отпадъчната течност се съдържат не само компоненти от оттока, но и странични предмети (строителна и друга мръсотия, хранителни отпадъци, парцали, играчки и т.н.), които най-често са причината за образуване на задръствания.
Традиционно за вътрешната канализационна система се използват чугунени тръби, които имат своите предимства: устойчивост, дълъг живот, пожарна безопасност. Към недостатъците на тези тръби може да се причислят голямото тегло, трудоемкостта на монтажа и високото хидравлично съпротивление, предизвикано от естествената грапавост на тръбите. С времето чугунените канализационни тръби се задръстват, запълват се с утаилите се по стените частици ръждив метал, мазнина и мръсотия, състояща се от голямо количество химически съединения, в това число и трупания с години котлен камък. В края на краищата, във вътрешността на тръбата остава малък отвор, често по-малък от сантиметър, и задръстването се превръща в хроническо. Освен това, във връзка с поскъпването на метала, съществен става и още един недостатък на чугунената канализация – нарастващата цена.

Днес за реконструкция или монтаж на вътрешни канализационни мрежи на граждански и промишлени обекти широко се използват тръби и фасонни части от полимерни материали. Канализацията от полимерни материали може да се раздели на системи от поливинилхлорид (ПВХ), непластифициран поливинилхлорид (НПВХ) и полипропилен (ПП). Използването на чугунени тръби за вътрешна канализация формира редица изисквания, на които трябва да отговарят системите от полимерни тръби, а именно: дълъг живот, устойчивост към корозия и агресивни среди, лесен и бърз монтаж, лесна поддръжка и провеждане на ремонтни работи. Стените на изделието не трябва да са подложени на газова корозия, свойствена на стоманобетонните тръби. Те не трябва да бъдат чупливи като азбестоциментовите тръби. Освен това, те трябва да имат сигурно херметично съединение, лесно  да се монтират и демонтират и да служат не по-малко от 50 години. Едно от последните изисквания към материала за производство е неговата екологичност – както при производството, така и при експлоатация.
Канализационните тръби и фасонните изделия от РVС се използват за самотечно транспортиране на отпадни води във външната канализация, за отворен монтаж във вътрешността на сградата за отвеждане на отпадъчните води, за монтаж в стенните канали и в покритията на пода. Освен това, те се използват както за открит монтаж, така и за полагане в земята извън сградата. Предимства на тръбите от РVС: механична якост, нисък коефициент на топлинно разширение и по-висока устойчивост на UV-лъчи. Към недостатъците може да се отнесат повишената крехкост, особено при ниски температури, което води до неудобство при транспортиране и монтаж през зимата. Низката термоустойчивост прави невъзможно използването на РVС-системи в случай, че температурата на отпадъчните води превишава 70 °С. Също така се отбелязва ниска устойчивост на въздействието на агресивни среди, например органични разтворители. Дори в малки концентрации въздействието на такъв тип вещества, намиращи се в отпадъчните води, води до постепенно разрушаване на материала и поява на налепи по вътрешните стени (макар тези налепи да бъдат съществено по-малко отколкото на стените на чугунените тръби). При запалване в случай на пожар РVС тръбите отделят отровно вещество (фосген). Високото съдържание на хлор в РVС предизвиква бдителността на еколозите и ограничава използването на такива системи вътре в жилищните сгради. Вследствие на всичко изброено по-горе В Европа практически се отказват да ползват тръби от РVС за вътрешни инженерни мрежи.

Тръбите от НПВХ (непластифициран поливинилхлорид) са предназначени за системи за битово-питейно водоснабдяване, напорна и безнапорна канализация, технологични тръбопроводи, както и за възстановяване на износени стоманени тръбопроводи. Към предимствата се отнасят херметичността на съединенията, лесният монтаж и експлоатация, ниските експлоатационни разходи, дългият живот и ефективността на експлоатация, стабилността на хидравличните характеристики. Недостатъците на дадената система са същите като на РVС-системите.
Полипропиленът за производство на тръби започва да се използва преди около 40 години. Натрупаният практически и лабораторен опит позволява да се прогнозира, че срокът на експлоатация на мрежите от полипропилен, работещи самотечно и полагани в земята, като минимум ще възлиза на 100 години. Тръбите от полипропилен надеждно функционират при температура на постоянния отток 80 °С, за разлика от тръбите от полиетилен и РVС, работещи при температура 60 °С. При транспортиране на промишлени оттоци това обстоятелство може да има решаващо значение. Освен това, тръбите и фитингите от полипропилен имат най-висока топлоустойчивост в сравнение с тръбите от полиетилен с високо и ниско налягане и тръбите от поливинилхлорид, които основно се използват за строителство на външни безнапорни мрежи от полимерни материали. При продължително съхранение тръбите не са изложени на деформации, а при използване на специални добавки имат висока огнеустойчивост.

В съответствие с ДСТУ-Н Б В.2.5-40:2009 "Проектиране и монтаж на водоснабдителни и канализационни мрежи с пластмасови тръби" , при проектирането трябва да се вземе предвид, че ПП тръбите са предвидени за транспортиране на отпадни води с температура от 0 до 95 °С без ограничения. Канализационните тръби от полиетилен и НПВХ тръбите могат да се експлоатират без ограничения при температура на отпадъчните води от 0 до 45 °С,  полиетиленови тръби (със стандартно размерно отношение SDR не повече от 26)– кратковременно (1 мин.) при температура на сточните тръби 60 °С, НПВХ тръби (със стандартно размерно отношение SDR не повече от 41) – кратковременно при температура 95 °С.
По материали от списание «Технически етаж»
Автор: Ю. Д. Олейников, к. т. н.