Nowe gatunki polipropylenu BorEco firmy Borealis

Łatwa dostępność, znajomość produktu, względnie niski koszt, pozorna siła ciężkich i sztywnych rur uczyniły w przeszłości ceramikę, beton, czy żeliwo podstawowymi materiałami do zastosowań w kanalizacji. Obecnie jednak szeroko stosowane są rury z tworzyw sztucznych, zwłaszcza te o małych średnicach.

Biorąc pod uwagę całkowity koszt budowy, eksploatację, koszt potencjalnej renowacji oraz zniszczenia spowodowane przez nieszczelną kanalizacje, to widać, że rury z tworzywa mają znaczącą przewagę. Możliwości i korzyści płynące ze stosowania PP-B (polipropylen, kopolimer blokowy) w kanalizacji są dobrze znane, a sam materiał od przeszło 30 lat jest stosowany w Skandynawii. W pozostałej części Europy polipropylen, kopolimer blokowy PP-B zaczęto stosować do bezciśnieniowych rur kanalizacyjnych kilka lat temu.

Trwający rozwój polipropylenu, a zwłaszcza PP-B był efektem wprowadzenia na rynek nowej generacji materiałów PP-HM (PP o wysokim module elastyczności), opracowanych ze szczególnym uwzględnieniem bezciśnieniowych rur do kanalizacji zewnętrznej.

Konwencjonalne materiały PP-B, oferujące bardzo dobrą udarność oraz moduł elastyczności w granicach 1100-1300 MPa używane są w aplikacjach bezciśnieniowych już od dłuższego czasu. Od niedawna jednak na rynku dostępna jest nowa klasa materiałów PP-B. Są to tzw. materiały PP-HM. Aby uzyskać określenie HM, materiał musi mieć moduł elastyczności przekraczający wartość 1700 MPa.

Ta klasa materiałów łączy wysoką sztywność i udarność także w niskich temperaturach, spełniając jednocześnie wymagania w zakresie zachowań długoterminowych. Ostatnia właściwość zabezpiecza długoterminowe właściwości produktu. Kombinacja wysokiej sztywności i dobrej udarności jest oparta na wysoce krystalicznej strukturze polipropylenu, która zapewnia sztywność oraz na dobrze rozproszonej fazie elastycznej, która jest odpowiedzialna za dobrą udarność materiału. (patrz rysunek 1).

Produkty tego typu są wytwarzane przy wykorzystaniu najnowszych technologii przetwórstwa tworzyw sztucznych. Dodatkowo materiały PP-HM wykazują doskonałą odporność chemiczną, dobre właściwości krótko- i długoterminowe oraz niską wagę jednostkową. Zwiększona wartość krótko- i długoterminowego modułu elastyczności materiałów PP-HM gwarantuje wyższą odporność na pełzanie i relaksację naprężeń. Materiały te zostały opracowane dla systemów kanalizacyjnych i wykazują wyjątkową odporność na korozje naprężeniowa.

Niska waga systemów rurowych o litej ściance wykonanych z PP-HM jest godna uwagi. Surowce BorECO BA212E i BorECO BA222E zaprojektowane do produkcji systemów rurowych o litej ściance zapewniają najniższą wagę jednostkową w porównaniu ze wszystkimi innymi tworzywami termoplastycznymi stosowanymi w kanalizacji. W zestawieniu z rurami z materiałów tradycyjnych wygląda to jeszcze korzystniej.

Porównanie rur elastycznych z termoplastów z rurami sztywnymi z materiałów tradycyjnych

Elastyczne systemy rurowe z tworzyw termoplastycznych spełniają podstawowe wymagania nowoczesnej kanalizacji. W porównaniu do rur ze sztywnych materiałów tradycyjnych, takich jak beton, kamionka lub żeliwo sferoidalne, wykazują też lepszy zestaw właściwości.

Przewaga elastycznych rur z tworzyw termoplastycznych nad materiałami tradycyjnymi polega głównie na braku kruszenia się w przypadku ich przeciążenia, niskiej wadze, względnie dużych długościach, łatwości ich łączenia i względnie małej tolerancji wymiarowej produktu co oznacza mniejsze ryzyko nieszczelności połączeń, wspaniałej odporności chemicznej – brak problemów z korozją siarczanową, elastyczności projektowania, dużej trwałości oraz przyjazności dla środowiska ze względu na niższy poziom infiltracji i eksfiltracji.

Analizując aktualne tendencje rynkowe i pojawiające się trendy warto zauważyć, że sukces podziemnych rur kanalizacyjnych z polipropylenu, kopolimeru blokowego PP-B zaczął się głównie w Północnej Europie. Jednakże w ostatnich latach także w Europie Środkowej odnotowano silny wzrost ich udziału w rynku. Obecnie także w Europie Południowej zużywa się coraz więcej PP-B do produkcji rur kanalizacyjnych nie tylko małych, ale także i dużych średnic.

Przykład lotniska Kolonia-Bonn

Lotnisko Kolonia-Bonn jest piątym, co do wielkości lotniskiem w Niemczech i drugim pod względem natężenia ruchu portem towarowym odprawiającym poprzez siedem terminali ponad pół miliona ton towaru rocznie. Nowy kanał ściekowy zlokalizowany w części załadunkowej lotniska, ułożony na głębokości jedynie 1 metra, byłby narażony na ciągłe obciążenia od samolotów transportowych ważących do 550 ton. Wymagany był materiał rurowy o takich właściwościach jak doskonała odporność na obciążenia statyczne i dynamiczne, dobra odporność chemiczna na płyny rozpuszczające lód, bezpieczna i sprawdzona technologia łączenia, szybka i łatwa instalacja oraz małe wymagania eksploatacyjne.

Dla potrzeb lotniska zastosowano rury PP SN8 wykonane z BorECO BA212E – kopolimeru blokowego polipropylenu wyprodukowanego przez Borealis, który jest przeznaczony do zastosowań bezciśnieniowych i odznacza się dużą sztywnością i dobrą udarnością.

Rury mają sztywność obwodową SN8 i w związku z tym mogą być poddawane działaniu dużych obciążeń nawet przy małych głębokościach ułożenia. Zostały zaopatrzone w specjalne pierścienie uszczelniające z EPDM, aby zabezpieczyć przed wyciekami substancji rozpuszczających lód. Lekkie rury polipropylenowe umożliwiły szybką instalację i zakończenie prac instalacyjnych.

Samo tworzywo BorECO BA212E jest blokowym kopolimerem polipropylenu o wysokiej wadze molekularnej (MW), niskim wskaźniku szybkości płynięcia (MFR) i bardzo dużej sztywności i udarności. Jest polecane do produkcji rur i kształtek o litej jak i strukturalnej ściance, studni kanalizacyjnych, cienkosciennych rur fałdowanych (korygowanych) i profili.

Systemy kanalizacyjne z PP-B zbierały pozytywne doświadczenia, zaczynając od pierwszych instalacji w Europie Północnej. Nowa generacja materiałów PP-HM stanowi więc rozwiązanie dla rur o zredukowanej masie w porównaniu do rur z innych materiałów termoplastycznych.

Systemy rurowe wykonane z PP-B i PP-HM spełniają wszystkie istotne wymagania dla systemów rurowych do kanalizacji bezciśnieniowej. Producenci takich systemów mają okazję użyć materiałów PP-HM, które są względnie nowym rozwiązaniem, oferującym także innowacje w przyszłości. Rozwój technologii przetwórstwa przyczynił się do większej akceptacji materiałów PP-B i PP-HM.