Какие трубы лучше: металлические или пластиковые

Трубы сопровождают нас на каждом шагу. Трудно представить сооружение или изделие, которое не имеет такого элемента. Рассмотрим, какие трубы лучше: металлические или пластиковые, квадратные или круглые, толстостенные или тонкие, в зависимости от сферы использования. 

История появления труб

Когда человек начал пользоваться трубами, выяснить невозможно. Может быть это произошло, когда появился первый дымоход из пустотелого ствола или когда применили бамбуковый стебель для дыхания. Вся история человечества связана с трубами. Их делали из дерева, глины и пустотелых растений. С освоением технологии обработки металлов трубы стали делать из меди, бронзы, железа, свинца, олова и серебра. В настоящее время количество разновидностей и областей применения для труб невозможно перечислить. 

Полые длинные цилиндрические изделия в прошлые времена применялись в таких сферах, как: 

• Оружие. Духовая трубка имеет историю более 10 тысяч лет. 
• Воздуховод. С появлением огня стало нужным создавать системы отведения дыма из помещения. 
• Водопровод. С развитием сельского хозяйства встал вопрос о подведении орошения к полям.
• Бытовое использование. При наличии нужных технологий стало возможным применение труб для облегчения повседневных проблем, таких как водоснабжение, канализация, вентиляция, отопление. Примерно в то же время появилась артиллерия, где снаряд в трубе разгонялся порохом. 

Развитие цивилизации всегда связано с производством и использованием труб разного назначения. Чем активнее развиваются технологии, тем шире сферы применения труб из разных материалов. 

Характеристики стальных труб

Стальные трубы используются повсеместно от прокладки закрытых и открытых коммуникаций для перекачки жидких и газообразных сред до создания систем водоснабжения и отопления в промышленности, сельском хозяйстве и в быту. 

Стальные трубы различаются:

• По форме. Трубы бывают круглые и профильные. Первый вид универсальный и применяется повсеместно, а второй – это прогрессивная разновидность проката с квадратным, прямоугольным или овальным сечением. Их изготавливают методами холодного или горячего деформирования, они предназначены для создания разных металлоконструкций. 
• По технологии изготовления различают прямошовные, спиралешовные и бесшовные. Прямошовные трубы формируют из узкой полосы, края герметично свариваются. Спиралешовные изготавливают из металлической полосы, которая сворачивается спиралью и сваривается. Метод широко применяется для изготовления труб большого диаметра. Бесшовные трубы делаются из полнотелой болванки методом горячей деформации. 
• По материалу. В зависимости от технологий изготовления и предназначения, для труб используют стали разной степени легирования, в том числе и нержавеющие стали марок 12Х18Н12Т, 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т.
• По области применения. Трубы 1 класса предназначены для создания неответственных конструкций, прокладки трубопроводов без применения давления. Трубы 2 класса используют для монтажа трубопроводов, работающих под давлением. Трубы 3 класса применяют в системах с агрессивными температурными режимами. Изделия 4 класса подходят для транспортировки нефтепродуктов и бурильного оборудования. Трубы 5 и 6 классов используют в машиностроении и других узких специализированных сферах.  

К разному виду проката применяются специфические способы последующей обработки. Например, внешние или внутренние поверхности могут покрывать различными защитными составами, такими, как цинк, разные полимеры, битумная изоляция, эмалевое покрытие. Торцы могут быть обработаны для придания правильной геометрии и формирования сварной фаски. Часть трубного проката опрессовывают для подтверждения герметичности. 

Преимущества стальных труб:

• Высокая прочность и износостойкость. 
• Большой температурный диапазон при эксплуатации.
• Возможность создания конструкций методом сварки с применением распространенного оборудования и персонала средней квалификации. 
• Технологическая гибкость процессов монтажа. Пластичность материала позволяет пренебрегать внутренними напряжениями в системе, которые появляются при сборке. 
• Широкая доступность самого различного ассортимента изделий. 

К недостаткам можно отнести большой вес и энергозатратность всех производственных операций со сталями. 

Трубы из цветных металлов

Во многих случаях от трубопроводов требуются такие характеристики, которые возможно получить только применяя цветные металлы и их сплавы. Рассмотрим, в каких случаях допустим такой прокат. 

Трубы из меди

Металл пластичен, легко деформируется без нагрева, имеет высокие характеристики усталостной прочности, хорошо паяется, обладает очень высокой теплопроводностью и коррозионной стойкостью. 

Из-за этих свойства медные трубы применяются при создании систем маслоснабжения двигателей, радиаторов охлаждения, отопительных устройств, узлов соединения, которые подвержены вибрационным нагрузкам. 

Достоинства медных труб:

• Простота монтажа, как методом опрессовывания, так и при помощи припоев.
• Возможность эксплуатации при высоких и низких температурах.
• Повышенная устойчивость к коррозии. 
• Высокие электро- и теплопроводность позволяют создавать системы теплообменников. 
• Экологичность. 

Недостаток один – это высокая стоимость. 

Трубы из медных сплавов

Сплавы разных металлов с медью придают изделиям специфические свойства. 

Такой прокат находит применение там, где предъявляются специальные требования:

• Бронзовые трубы выпускают с круглой, овальной и плоскоовальной формой поперечного сечения методами горячего или холодного деформирования. Хорошие антифрикционные свойства, пластичность, устойчивость к агрессивным средам, неподверженность к образованию бактериального налета, долговечность и легкость монтажа позволяют создавать из бронзовых труб магистральные трубопроводы. По таким системам транспортируется не только вода, но и жидкости технического типа, нефть и нефтепродукты. Также из бронзовых труб изготавливают сальниковые втулки запорной арматуры, сепараторы подшипников качения, уплотнительные кольца для насосов, трубопроводные фитинги. 
• Латунные трубы выпускаются в широком ассортименте. В зависимости от назначения проката для производства труб используют латунь разных марок. Трубы бывают прессованными (твердые, полутвердые и мягкие) или тянутыми с круглым, шестигранным или восьмигранным поперечным сечением.  Устойчивость к коррозии и изнашиванию, простота в обработке и долговечность сделали прокат незаменимым в строительстве, приборостроении, машиностроении, химической промышленности и судостроении. 
• Медно-никелевые трубы – монель. В состав, кроме никеля, входит медь от 28 до 34%, железо, марганец, титан и алюминий. Наличие присадок позволяет сплаву сохранять коррозийную стойкость в разных агрессивных средах и прочность в большом температурном диапазоне. Однако из-за своей прочности трубы из сплава плохо поддаются обработке и свариванию. Поэтому при сварке используют вольфрамовые электроды, а после изделие опрессовывают под большим давлением. Так как трубы не деформируются при высоких температурах и не магнитятся, то они нашли свое применение в судостроении, химической, нефтяной и фармацевтической промышленности. 

Трубы из алюминия

Круглые, квадратные, прямоугольные и фасонные трубы изготавливаются из технических и первичных алюминиевых сплавов. В зависимости от формы их производят методами деформации, холодного проката с последующей вытяжкой или свариванием листов. 

Преимущества алюминиевых труб:

• Низкая восприимчивость к коррозии при условии, что содержание чистого металла не ниже 96%. Некоторые производители дополнительно обрабатывают продукцию обезвоженным вазелином.
• Небольшой вес. Благодаря этому изделия легко транспортировать и монтировать.
• Легкость обработки – сварки, штамповки и опрессовки. Холодная обработка металла не создает очагов напряжения, которые могут снизить качество материала. 
• Высокая устойчивость к агрессивным средам, благодаря тому, что алюминий при контакте с кислородом покрывается оксидной пленкой и приобретает естественную защиту от химически активных веществ. Это качество позволяет создавать трубопроводы для транспортировки технических жидкостей без потери структуры материала.
• Хорошая теплопроводность используется при создании теплообменников.

Недостаток труб из алюминия один – ввиду токсичных и канцерогенных свойств некоторых алюминиевых сплавов их не используют для создания водопроводов. Также есть ограничения при контакте алюминия с пищевыми продуктами.

Трубы из титана

Трубы изготавливаются из технического титана или сплавов двумя способами. Бесшовные изделия делают методом холодного или горячего деформирования, а сварные – при помощи сварки высокой частоты. Диаметр отверстия варьируется от 3 до 325 мм, толщина стенок – от 0,15 до 30 мм. 

Титановые трубы в последнее время становятся все более  востребованными. Благодаря своим уникальным качествам материал используют для производства деталей, которые нашли свое применение в космической отрасли, ракетостроении, нефтегазовой и военной промышленности, медицине, архитектуре.

Преимущества титановых труб:

• Высокая прочность (позволяет выдерживать большие нагрузки), пластичность и тугоплавкость.
• Коррозийная стойкость, как атмосферная, так и почвенная.
• Устойчивость к перепадам температур.

К недостаткам можно отнести высокую себестоимость при производстве и проблемный характер монтажа коммуникаций. 

Трубы из свинца

Изделия выпускают методом прессования из сплавов маки С1 и С2. Сложность создания трубопровода заключается в невозможности сварить два конца трубы. Поэтому стыковку проводят соединением одного конца трубы в расширенный конец другого. Соединительное место паяют кислородной горелкой и заливают свинцом. 

Но у свинцовых труб много достоинств:

• Хорошие прочностные характеристики позволяют выдерживать большие нагрузки.
• Обладают высокими теплоизоляционными свойствами.
• Выдерживают критические температуры.
• Инертны к воздействию кислот, а также аммиака. 
• Обладают антирадиационной защитой.  

К недостаткам можно отнести хрупкость материала и токсичность, поэтому при транспортировке, хранении и монтаже соблюдаются меры предосторожности. Основная область применения труб – химическая промышленность. 

Трубы из никеля

Никелевые трубы круглого и многогранного сечения изготавливают методом холодной деформации с последующей обработкой. 

К преимуществам труб из никеля стоит отнести:

• Коррозионную стойкость. Никелевые сплавы невероятно устойчивы к нескольким типам коррозии. Они не окисляются при соприкосновении с морской водой, почвой, солями и различными химикатами. 
• Термостойкость. Изделия не подвергаются деформации при высоких температурах.
• Низкое тепловое расширение. Материал обладает хорошей памятью формы. Это редкое качество металла позволяет восстанавливать первоначальный объем и форму после нагрева.  
• Магнитная проницаемость. Никель не намагничивается под воздействием магнитного поля.

Недостаток труб из никеля – высокая стоимость изделий. Цена варьируется в зависимости от состава сплава. 

Никелевые трубы применяются в тех отраслях, где предъявляются высокие требования к антикоррозийности. Основное направление – это химическая промышленность. Трубы нужны для перекачки щелочей, производства конденсатов для выделения водорода и для лабораторных исследований. 

Трубы из нержавеющих сталей

Для производства труб используют все существующие нержавеющие сплавы. В зависимости от легирующих добавок прокат применяют для создания систем, которые подвергаются сильному коррозионному воздействию, перепадам температур. Также специальные сплавы применяют в тех сферах, где требуется максимальная инертность. Это пищевая промышленность, медицина, фармацевтика.

Преимущества нержавеющих труб:

• Высокая прочность конструкции. 
• Устойчивость к разрушению при воздействии агрессивных сред.
• Привлекательный внешний вид, не требующий дополнительной обработки.
• Хорошая свариваемость.
• Высокие эксплуатационные характеристики – долговечность, устойчивость к истиранию и т.д.

Использование нержавеющих труб имеет ряд ограничений. Например, нежелательно допускать работу с хлором и прямой контакт с черными металлами. Сварка требует создания инертной среды. 

Пластиковые трубы

Современная химическая промышленность выпускает широкий ассортимент труб из разных полимеров. 

Главные достоинства таких изделий –  низкая стоимость, простота монтажа и устойчивость к разрушению под воздействием внешней среды. Во многих случаях пластиковый трубопровод может стать экономичной альтернативой для более дорогих металлических систем.

Однако существует ряд свойств, которые не позволяют расширить сферу использования:

• Прочность и рабочее давление значительно ниже, чем у металлических труб.
• Диапазон рабочих температур очень маленький. На сильном морозе пластик становится хрупким, а при повышении температуры до 100 градусов – очень пластичным.
• Большинство полимеров разрушается при прямом воздействии ультрафиолета.
• Многие пластики имеют слабую устойчивость к сильным растворителям.

Для транспортировки жидких, сыпучих веществ, газов и других субстанций применяют трубы из стекла, керамики или асбеста. Какие трубы лучше: металлические или пластиковые, какие правильнее использовать для создания того или иного объекта, решают исходя из многих параметров. Эксплуатационные характеристики труб из металла в большинстве случаев выше, чем у аналогов из пластика или других материалов. Но если условия позволяют, то целесообразнее применять более дешевые комплектующие.