Как влияет солнечный свет на ПНД-трубы?

Трубы из полиэтилена низкого давления (ПНД) уже несколько десятилетий успешно применяются для прокладки коммуникаций. Гладкие используются для водо- и газоснабжения, гофрированные — для электрических, телефонных и других кабельных сетей. Они обладают прекрасными эксплуатационными характеристиками, но есть у них и некоторые минусы. Об этом обязательно нужно знать, чтобы за счет грамотного технического и технологического подхода свести недостатки к минимуму.

Основными проблемами практически любых видов пластика являются деформация при нагревании и снижение эластичности под действием ультрафиолета. А все эти условия возможны при длительной инсоляции, то есть облучении солнечным светом. Для ПНД-труб он очень вреден. Именно поэтому рекомендуется их применять для подземных коммуникаций, где они спокойно прослужат более 50 лет. А на открытом воздухе без защиты срок эксплуатации снижается до 10–20 лет.

Что происходит с трубой?

Для ПНД-труб диапазон рабочих температур — от -20 до +40 °С. По расчетам специалистов, при нагревании пластика солнечным излучением выше 60 °С прочность трубы уменьшается на 40 %. И она деформируется (изгибается), особенно если подвешена на редких опорах. В дальнейшем в местах изгиба при прохождении жидкости или газа возникают дополнительные нагрузки. А неоднократное нагревание и охлаждение существенно уменьшает устойчивость трубы к гидроударам, вибрации, механическим повреждениям, повышению внутреннего давления.

Ультрафиолет при этом меняет структуру полиэтилена, как и прочих полимеров. Под воздействием УФ-излучения между макромолекулами возникают поперечные связи. Это называется фотоокислительной деструкцией и приводит к разрыву полимерных цепей и ухудшению механических свойств материала. Увеличивается жесткость полимера, значит, снижается эластичность. ПНД-труба становится хрупкой и может непредсказуемо разрушиться (потрескаться, разорваться).

Увидеть деградацию материала можно даже извне, без молекулярных анализов: ПНД-труба со временем выцветает, «выгорает» на солнце. Конечно, на глаз не определить остаточную прочность, но чем светлее, серее пластик, тем дольше он находится на открытом воздухе и подвергается воздействию солнца.

Как уменьшить повреждения?

Зная об этих процессах, производители ПНД-труб постоянно стремятся улучшить свойства полимерных материалов. Разрабатываются новые добавки-стабилизаторы для уменьшения или предотвращения повреждений, вызываемых такими компонентами окружающей среды, как тепло и свет.

В основном в состав материала добавляются светозащитные средства, рассеивающие или отражающие солнечный свет. Или поглотители УФ-излучения, преобразующие высокочастотное излучение в низкочастотное для уменьшения вредного воздействия на пластик. Например, широко применяется сажа, которая не только является красителем полиэтилена, но и значительно блокирует ультрафиолет.

Также используются HALS-ингибиторы (светостабилизаторы с препятствующими аминами). Они не поглощают ультрафиолетовое излучение, но вступают в реакцию со свободными радикалами, образующимися в результате фотоокисления полимера, и предотвращают дальнейшее радикальное окисление.

Таким образом, как долго прослужит ПНД-труба на улице, зависит, во-первых, от производителя и качества, а во-вторых, от условий эксплуатации, то есть насколько интенсивно солнечное облучение в регионе.

Если наружной прокладки трубопровода не избежать, есть несколько дополнительных способов, как защитить ПНД-трубы от солнца:

• Создать механическую защиту. В идеале лучше избегать воздушной прокладки и положить трубу на землю. Так она будет меньше изгибаться. Если все же труба будет располагаться на опорах, то установить их почаще. Можно изготовить короб для трубопровода и даже обыграть его декором в ландшафте. Либо, если труба находится в тени стены или сплошного забора, просто прикрыть козырьком с освещаемой стороны.
• Обмотать защитной антикоррозийной лентой. Существуют различные виды оберточных лент: липкие поливинилхлоридные, фольгированные и пр. Способ их нанесения очень прост, они удобны в работе и позволяют увеличить срок эксплуатации труб при незначительном повышении стоимости прокладки.
• Нанести защитное покрытие или дополнительный слой. Трубы можно покрыть вакуумным или экструзионным способом. Такие покрытия прекрасно держатся на поверхности и делают трубу более прочной. Но обрабатывать изделия в вакуумной камере или экструдере нужно заранее. Значит, если необходимость наружной прокладки выяснится лишь на месте, подойдет только обертывание.

Кроме того, прочность трубопровода очень сильно зависит от качества сварных швов и соединений. А оно напрямую связано с профессионализмом мастеров, используемым оборудованием, способами зачистки и завершающей изоляции швов. Все это нужно контролировать, чтобы гарантировать безопасность и длительную беспроблемную эксплуатацию ПНД-трубопроводов.