Zalety rur z PVC

Systemy rurociągów wykonanych z polichlorku winylu (PVC) znane są od 80 lat. W ciągu tego okresu, wielokrotnie wykopywano odcinki tych rur i prowadzono badania w celu wyszukania oznak sygnalizujących degradację struktury lub pogorszenie właściwości mechanicznych. Ponieważ takich oznak nie stwierdzono, uznaje się, że okres użytkowania rur z PVC typowany na ponad 100 lat jest całkiem realistyczną prognozą.

Kluczowym powodem tej długowieczności jest wysoka odporność rur z PVC na oddziaływanie bardzo wielu substancji chemicznych, takich jak detergenty i inne agresywne chemikalia, zazwyczaj przepływające przez rury kanalizacyjne, lub występujące w wodach gruntowych, przez które przeprowadzono rurociągi.

W przeciwieństwie do rur wykonanych z metali, rury PVC nie ulegają korozji podczas eksploatacji, a zatem nie ulegają one osłabianiu powodowanym malejącą grubością ściany. Rury z PVC posiadają stabilne, w długim okresie czasu, właściwości mechaniczne, a zwłaszcza odpowiednią sztywność, odporność na pełzanie i zmęczenie materiału; są to istotne czynniki dla urządzeń, które mają być eksploatowane pod ziemią przez bardzo długi czas. Łącznie, wymienione czynniki przyczyniają się do zminimalizowania zakresu koniecznych prac konserwacyjnych i remontowych związanych z eksploatacją rur wykonanych z PVC.

Kiedy jednak rurociąg wykonany z PVC w końcu wymaga wymiany, może być poddany recyklingowi w celu przetworzenia go na nowe rury, zachowujące wszystkie właściwości mechaniczne, które uprzednio posiadały rury oryginalne - co umożliwia ich długotrwałą eksploatację. Rury wykonane z PVC mogą być przetwarzane wielokrotnie, więc w zasadzie ten sam materiał może być eksploatowany i wielokrotnie przerabiany przez bardzo długi czas, nawet przez kilkaset lat. Obecnie, każdego roku przetwarza się już setki tysięcy ton PVC, a ilość ta wzrasta z roku na rok.

Rury wykonane z PVC posiadają wiele istotnych właściwości, które umożliwiają ich wykorzystanie w szerokim zakresie zastosowań.

Gładkość

Wyjątkowa, porównywalna do szkła, gładkość rur z PVC chroni je przed zarastaniem - poważnym problemem dotyczącym wszelkich systemów rurowych, ponieważ zaniechanie kontroli stanu wewnętrznego rurociągów może doprowadzić do: skrócenia oczekiwanego okresu eksploatacji, zwiększenia nakładów na utrzymanie układu (konserwacje, remonty) oraz konieczności czasochłonnej wymiany rur.

Gładkie ściany rur z PVC - w przeciwieństwie do rur z tradycyjnych materiałów – nie stwarzają warunków sprzyjających osadzaniu się szlamów lub osadów. Bakterie oraz inne aglomeraty nie mają szans, by się przyczepić do wewnętrznych ścian rur, co stanowi główną zaletę w układach kanalizacji ściekowej, które często muszą transportować ścieki zawierające znaczne ilości osadów. Takie właśnie ścieki mogą spowodować zanieczyszczenie wewnętrznych ścian rurociągu - wówczas gładkość powierzchni wewnętrznych ścian rur z PVC ponownie okazuje się bardzo ważną zaletą, chociażby z powodu łatwego czyszczenia wysokociśnieniowego. Gładka powierzchnia PVC nie pozwala na przywieranie brudu i osadu. Rury te nie rdzewieją, nie zarastają, nie tworzą wżerów ani nie korodują - są niezwykle odporne na wpływ materiałów ściernych, takich jak śmieci, żwir, piasek oraz wszelkie zanieczyszczenia przesyłane w normalnych warunkach.

Rury z PVC pozwalają również na oszczędności finansowe i zmniejszenie wpływu na środowisko, ponieważ niższe tarcie umożliwia przepływ wody z większą prędkością - wymagając mniejszego wkładu pracy pomp i zwiększając przepływ wody w porównaniu do tradycyjnych rur o tych samych rozmiarach. Można zatem użyć rur z PVC o mniejszych średnicach, co wymaga mniej przestrzeni w budynkach i pod ulicami - tym samym zmniejszając koszt inwestycji.

Nieograniczone połączenia

Właściwości PVC jako tworzywa termoplastycznego powodują, że tworzywo to może być modelowane, wytłaczane lub prasowane niemal w nieograniczonej liczbie form, kształtów i wzorów w celach produkcyjnych, spełniając zarazem dokładne wymagania produktu finalnego.

W rezultacie opracowano i wdrożono olbrzymią ilość połączeń do rur z PVC, które są zastosowane w systemach rurociągów o dużej wydajności, łatwo i skutecznie łącząc nowoczesne elementy ze starszymi systemami wykonanymi z tradycyjnych materiałów.

Z powodu wszechstronnego występowania rur, przyłączy i zaworów, dostępnych w wielu wariantach średnic i wzorów, możliwe jest wykonanie połączeń niemal w nieograniczonym zakresie. Oprócz prostych odcinków rur dostępne są kolanka, odgałęzienia, trójniki, reduktory, klamerki i obejmy; łączenie jest łatwe przy stosowaniu połączenia wpasowanego lub wykorzystaniu rozpuszczalnika cementującego; w ten sposób można wykonać, łatwy w montażu, wszechstronny układ bez żadnych szczelin.

Rurociągi z PVC stosuje się w przesyłaniu ścieków, przemieszczaniu ziemi i odpadów, dostarczaniu wody pitnej, uzdatnianiu wody i oczyszczaniu ścieków oraz w przemyśle chemicznym. Wszędzie tam wymagane są systemy rurociągów posiadające pełne, odpowiednie wyposażenie, właściwie połączone i bezwzględnie szczelne. Wymagania te spełniają wyroby wykonane z PVC.

Systemy rur z tego tworzywa oferują również elastyczność umożliwiającą połączenie z rurociągami, wykonanymi z innych materiałów. Stosując specjalne łączniki możliwe jest przyłączenie się do układów wykonanych z gliny, betonu, żeliwa sferoidalnego (oraz oczywiście z innymi rurami z tworzyw sztucznych), w ten sposób, aby zapewnić zabezpieczenie powierzchni styku międzyfazowego oraz integralność systemu.

Elastyczność

Rury PVC postrzegane są często jako niewątpliwie wykonane z tworzywa sztywnego, faktycznie jednak są one w swej naturze elastyczne i jest to właściwie jedna z ich głównych zalet i kluczowa przyczyna trwałości systemów zawierających rury z PVC.

Systematyczne modernizacje struktury cząsteczkowej PVC zapewniają użytkownikom wszechstronność zastosowań PVC, wykorzystywanego w nowoczesnych systemach rurociągowych. Połączenie wytrzymałości polichlorku winylu z jego elastycznością, przystosowującą się do warunków powoduje wyraźną przewagę PVC nad materiałami o znacznie większej sztywności.

Rura zakopana w ziemi musi wytrzymać ciśnienie związane z ciężarem pokrywającej ją gleby, a także winna być odporna na wszelkie naprężenia wynikające z przemieszczeń gruntu w bezpośrednim sąsiedztwie ulokowania rury. Rury z PVC spełniają wymienione wymagania, posiadając zdolność wytrzymania dużego nacisku, ale również ugięcia i odchylenia w razie konieczności. Bez tych zdolności rury mogą ulec uszkodzeniu, co doprowadzi do skrócenia okresu eksploatacji całego systemu.

Elastyczność rur z PVC ułatwia kompensowanie oddziaływania obszarów w rejonie lokalizacji układu rurociągów, w których występuje wysokie ciśnienie. Systemy rurowe często doświadczają wpływów lokalnie wzrastającego ciśnienia wewnętrznego. Jeżeli rura jest zbyt sztywna i nieelastyczna, to może pęknąć lub rozszczelnić się. Rury z PVC są w stanie wygiąć się i nadrobić takie zmiany ciśnienia, redukując w ten sposób ryzyko pęknięcia i przecieku. Połączenie własności rur z PVC: wytrzymałości, elastyczności i trwałości zapewnia niezrównanie długi okres eksploatacji. Rury te zdolne są stawić czoła ciśnieniu zewnętrznemu lub wewnętrznemu i na bieżąco przystosować się do sytuacji. Raz zainstalowane, cieszą się legendarną reputacją ze względu na niskie koszty utrzymania i brak problemów dotyczących rdzy, uszkodzeń mechanicznych lub korozji. Badania wykazały, że rury z PVC mogą być eksploatowane nawet ponad 100 lat bez istotnego obniżenia ich parametrów użytkowych.

Ciężar jednostkowy

Ciężar jednostkowy typowej rury betonowej o średnicy 300 mm wynosi 160 kg/m. Rura gliniana o podobnych rozmiarach posiada ciężar jednostkowy równy 70kg/m, jest więc ponad dwukrotnie lżejsza ale i tak ponad pięciokrotnie cięższa niż rura z PVC o analogicznych gabarytach. Rura z żeliwa sferoidalnego o analogicznych rozmiarach posiada ciężar jednostkowy równy około 50 kg/m i jest czterokrotnie cięższa od rury z PVC. Rura z PVC typu SN8 o ściance litej, przy średnicy 300 mm wykazuje ciężar jednostkowy rzędu 13,2 kg/m, podczas gdy rury o tej samej średnicy wewnętrznej, o ścianach strukturalnych, mają ciężar znacznie mniejszy - już tylko 5-6 kg/m.

Można zatem zauważyć, że ilość pojazdów niezbędnych do dostarczenia określonej ilości rur wykonanych z PVC stanowi tylko pewien ułamek taboru potrzebnego do transportu rur betonowych lub glinianych. Mniejsza ilość pojazdów oznacza mniejsze łączne zużycie paliwa oraz znacząco mniejsze oddziaływanie na środowisko naturalne podczas transportu tych rur na miejsce instalacji. Mniejszy ciężar rur z PVC, w porównaniu z betonem, gliną lub żeliwem również umożliwia ich przemieszczanie do wykopu bez konieczności używania ciężkiego sprzętu transportowego. Przy niewielkim wysiłku, jedna lub dwie osoby łatwo mogą ręcznie przenieść dany odcinek rury w pożądane miejsce.

Także w wykopie, odcinki rur z PVC można łatwo montować ręcznie bez konieczności angażowania wspomagających urządzeń mechanicznych. Scalanie fragmentów, czy to metodą pasowanego nasuwania czy „cementowania” za pomocą rozpuszczalnika, jest procesem prostym, który może być realizowany przy pomocy narzędzi ręcznych i nie wymaga specjalistycznego przeszkolenia.

Recykling

W celu zapewnienia zrównoważonej przyszłości, społeczeństwo powinno stosować coraz mniejsze ilości wartościowych zasobów, zwłaszcza tych nieodnawialnych. Recykling jest jednym ze sposobów osiągnięcia tego celu.
Struktura polichlorku winylu umożliwia wielokrotne przetwarzanie tego surowca bez pogarszania własności fizycznych. W rzeczywistości, w przypadku rur z PVC typowe jest wprowadzanie, jako konstrukcyjnej, warstwy PVC po recyklingu, podczas gdy powierzchnia rury, kontaktująca się z medium, pokryta jest nowym polichlorkiem winylu.

Rokrocznie już setki tysięcy ton przemysłowych odpadów PVC poddaje się recyklingowi w fabrykach. Dzieje się tak, ponieważ pozostałości poprodukcyjne są po prostu zbyt wartościowe, aby je wyrzucać i jeśli to tylko możliwe, zawsze są zawracane do ponownego przerobu. Wyzwaniem dla przyszłości jest zapewnienie aby produkty z PVC, które zakończyły pierwszy okres ich przydatności użytkowej, również były gromadzone i selekcjonowane w celu oddzielenia od pozostałych odpadów pod kątem ich recyklingu.

Podsumowanie

Rury wykonane z PVC mają bardzo duże zastosowanie ze względu na dużą trwałość i przewidywany okres eksploatacji przekraczający 100 lat. Gładkie powierzchnie rur powodują, że nie ulegają zarastaniu, a wydajność przesyłu mediów jest wyższa w niż rurociągów wykonanych z tradycyjnie stosowanych materiałów. Dzięki różnorodności przyłączy całe sekcje szczelnych układów rurociągów można ze sobą łączyć, także w przypadku różnych tworzyw lub materiałów.

Zdolność rurociągów z PVC do wytrzymywania nacisków gruntu wynikających z lokalnych naprężeń – przy jednoczesnym zachowaniu wydajności i spójności konstrukcji - pochodzi z ich własności elastycznych. Rurociągi z tradycyjnych materiałów, w takich przypadkach wykazują tendencje do pękania podczas sezonowych ruchów terenu.

Niewielki ciężar rur z PVC oznacza, że łatwo je transportować i przemieszczać, nawet ręcznie, bez konieczności stosowania ciężkiego wyposażenia do podnoszenia, z wyjątkiem rur o bardzo dużych gabarytach.

Rury wykonane z PVC, po zakończeniu okresu ich użytkowania, mogą być przetwarzane w procesie recyklingu. Można je poddawać takiemu samemu procesowi wytłaczania, w jakim zostały pierwotnie wytworzone. Jest to normalna praktyka w fabrykach wytwarzających rury z PVC, stosowana aby zagospodarować przydatny produkcyjnie odpad lub półprodukt. Jednak na razie stosowanie recyklingu do jest ograniczone, ponieważ eksploatacja większości rur z PVC jeszcze nie została zakończona.

Jacek Leszczyński
na podstawie "Best after 2099", www.pvc4pipes.com