Трубы нПВХ - непластифицированный поливинилхлорид

О материале нПВХ, собственно, не было еще сказано ни слова. Все негативные факты, приведенные так называемыми "экспертами" в первой части, относились к ПВХ. Это не синонимы: нПВХ и ПВХ имеют похожие буквы в названии, но не одинаковый смысл. Также как, к примеру, два слова - "гарнитура" и "гарнитур": звучат вроде бы одинаково, но одним называют наушники, а другим - шкаф, кому взбредет в голову использовать их по одному назначению? Запомните, пожалуйста, ПВХ и нПВХ являются разными материалами, изготавливаются из разного сырья, по разным технологиям. Достаточно внимательно изучить маркировку, чтобы не подменять понятия.

Что же такое нПВХ, непластифицированный поливинилхлорид?

Материал нПВХ изготавливают из первичного сырья, на 40-70% состоящего из пищевых смол марки С7058, С7059, с добавлением мела и винила специально для обсадных труб хозяйственно-питьевого назначения в соответствии с ГОСТом Р 51613-2000. Пищевые смолы изначально не имеют пластичности. Для увеличения упругости, вязкости, необходимой для нарезки резьбы раструбов, в состав нПВХ добавляют поливинилхлорид, НО - не содержащий пластификаторов. Отсюда - ключевое слово: непластифицированный.

Пластификаторы - это химические составы в жидкой или твердой форме, которые взаимодействуя с какой-либо основой, придают ей свойства пластичности, мягкости, тягучести, упрощая обработку и снижая трудозатраты. Предположим, у нас есть камень, а ему надо придать круглую форму. Первый вариант - взять напильник в руки и получить результат через день работы. Второй - обработать пластификатором, убрать ненужное, скатать шар, затратив минимум энергии и сил. Недорогие, удобные пластификаторы совместимы со многими материалами.

Возьмем ПВХ, сам по себе довольно ломкий (из него, например, делают кредитные карточки, коробки для CD-дисков и много чего еще одноразового). Но из ПВХ изготавливают и пластиковые окна. Полимерная основа, под воздействием пластификаторов, меняет свойства, наплавляется на алюминиевый остов, в процессе термической обработки принимая нужную форму. Материал суперудобный - теплый, нетравмоопасный, доступный по цене. Один минус - не обойтись без хлора, входящего в состав пластификаторов, который в процессе эксплуатации изделий, в ходе химической реакции взаимодействия, начинает понемногу выделяться в окружающую среду. Дозы не критичны, малоопасны, но постоянно присутствуют.

 

Возвращаемся к нашей маленькой букве "н" из названия "непластифицированный нПВХ". Еще пример для понимания. По сути хлорид - это гашеная известь, она безвредна, ею в том числе белят потолки в домах. А негашеная известь представляет опасность - из нее делают взрывчатку. Всего лишь маленькой нюанс, но вещества-то кардинально отличаются.

Без добавления пластификаторов мы получаем абсолютно безопасный материал химического происхождения, пригодный для контакта с питьевой водой. Его отличие - очень жесткая, мощная и твердая структура, благодаря чему нПВХ является самым прочным из всех пластиков.

Все дело в особом строении молекул. Если посмотреть на молекулу ПНД, атомы в ней соединены прямыми связями. В молекуле нПВХ, под действием высокой температуры в процессе нагрева и следующей за ним стадии охлаждения первичных гранул сырья, они располагаются крестообразно, что во много раз увеличивает жесткость. Этот материал способен выдерживать самые большие нагрузки, в сравнении с другими полимерами.

нПВХ потому и идеален для обсадки скважин, благодаря высокой прочности на растяжение и устойчивости к внешнему давлению. 

Материал был изобретен в конце 1980-х годов. Сегодня из него изготавливают множество вещей, к которым предъявляются повышенные требования по прочности и устойчивости к механическим нагрузкам. В числе прочих - шлемы для игры в американский футбол, скейтборды, шлемы для космонавтов. нПВХ является одним из наиболее изученных среди всех пластиков и единственным, для которого процессы старения исследованы в реальных условиях, на практике. Результаты наблюдений показывают, что характеристики материала не изменяются на протяжении 50 лет.

Давайте перечислим плюсы применения трубы нПВХ для обсадных работ:

• нПВХ химически инертен, никак не влияет на свойства воды - вкус, цвет или запах, что подтверждают гигиенические и экологические сертификаты;
• удельный вес материала больше 1,4 ед. Труба нПВХ тяжелее воды и не всплывает в дальнейшем, в отличие от ПНД;
• исключительная прочность по отношению к внешнему давлению, способность воспринимать ударные нагрузки;
• трубы из нПВХ не повреждаются от замерзшей внутри воды;
• устойчивость против коррозии; хорошие гидравлические свойства;
• может быть монтирована на глубину более 100 м.

Ценник на трубу нПВХ всегда несколько дороже, чем ПНД из "первичных гранул". Однако разница компенсируется превосходными эксплуатационными характеристиками. При обсадке трубой нПВХ, разумеется, грамотно и профессионально установленной, качество и количество воды в скважине стабильно. 

К минусам можно отнести сравнительную хрупкость материала, выдерживающего меньшую кольцевую нагрузку, чем ПНД из первичного сырья. Но это проблема решается установкой стального кондуктора, задача которого - защитить рабочую колонну из нПВХ от механических повреждений вследствие горизонтальных подвижек грунта. При этом допускается установка кондуктора без цементирования.

Благодаря раструбному соединению создается дополнительная изоляция. Форма и плотность трубы нПВХ позволяет установить гидрозатвор, который гарантированно отсекает приповерхностные воды и рыхлые породы, и проводить не полную обсадку.

Труба нПВХ удобна в монтаже. Однако по сравнению с дешевой ПНД, монтаж однозначно более сложен и трудоемок, требует от буровых мастеров опыта и профессиональных навыков, использования специального оборудования, но результат надежнее в разы. Потому и берутся за работу с нПВХ не все подряд, а только специалисты высокого профиля, которые четко выполняют поставленную задачу - сделать долговечную скважину, чтобы она исправно работала десятилетиями.

Изобретение технологии с использованием трубы нПВХ в двухтрубной конструкции принадлежит немцам. По сути, они решали проблему, актуальную и для нас - как надежно изолировать "верховодку" от попадания в скважину. Герметичности добиваются путем установки конического перехода трубы (раструбного уширения в месте соединения) на сужение диаметров бурения - получается "эффект пробки". Первым этапом осуществляется проходка диаметром 140 мм, минимум на 2 м в крепкие, коренные скальные породы. Вторым этапом - проходка диаметром 130 мм, до вскрытия водоносных разломов. Третьим этапом монтируется обсадная труба, имеющая внешний диаметр 125, в раструбе 135. На разнице диаметров раструб и образует "пробку".

При этом сразу же перекрывается доступ "верховодке" и рыхлым породам. Благодаря остеклению труба нПВХ тяжелее воды и не всплывает в дальнейшем. Раструб идет через каждые несколько метров по длине трубы. В процессе бурения пространство над каждым раструбом зашламовывается разбуренной породой и надежно запрессовывается, что обеспечивает в придачу к "эффекту пробки" дополнительную многоступенчатую защиту. Результат почти 100%-ный, при одном условии - требуется исполнение с "немецкой точностью". 

Труба нПВХ ремонтопригодна, и потому в любых внештатных ситуациях у буровиков есть возможность привести скважину в норму, а не предлагать заказчику пробурить новую. Если все делается грамотно - выбрано место для скважины, определена оптимальная конструкция, работа проведена на совесть, переделок не потребуется.

Чемпионы по переделкам чаще всего настойчиво предлагают трубу ПНД - с ней проще и быстрее справиться: меньше усилий, меньше затрат на оборудование и горючее, меньше износ инструмента, меньше риск ошибиться. А то, что за ошибки бракоделов придется дважды, а то и трижды расплачиваться Вам - своими деньгами, нервами, временем, такой пункт в договорах с недобросовестными «умельцами» не прописывается. Если вообще Вам предлагают подписать какой-нибудь договор.

И нет никаких гарантий, что вода, которую Вы пьете каждый день, не будет отравлять Вас и Вашу семью, потому что в нее попадает "верховодка", потому что труба ПНД сделана из некачественного сырья. Причем, знать об этом Вы даже не будете, пока не возникнут серьезные осложнения со здоровьем.

Что еще отличает трубу нПВХ? Существенный плюс в том, что ее НЕ изготавливают из вторичных материалов, следовательно, качество трубы всегда остается высоким. Почему?

Сырье для производства трубы нПВХ для обсадки скважин, как мы уже сказали, содержит пищевые смолы, мел, винил, добавляемые для улучшения физико-механических свойств. Все компоненты смешиваются до однородной массы и превращаются путем нагрева, охлаждения из которых затем на станке изготавливают трубы. Заметим, каждая имеет маркировку и проходит контроль качества.

Возможна ли вторичная переработка нПВХ? В принципе да. Но вот что мы получаем при повторной термической обработке: структура безвозвратно нарушается - та самая, с крестообразными связями атомов в молекуле, благодаря которой материал обладает высокой прочностью и жесткостью.

Конечно, мы можем мелко раздробить трубу, запустить ее обратно в машину, получить некую субстанцию и сделать из нее другую трубу - по виду они будут похожи, но только по виду. Без структуры-"каркаса" материал полностью теряет свои свойства, он становится хрупким и ломким.

Допустим, мы строим монолитный дом - в нем есть стальной каркас, который заливается бетоном. Основную нагрузку держат балки из стали. Давайте возьмем и уберем стальной "скелет" - с виду многоэтажный дом остался прежним, там же есть бетон, двери-окна, в конце концов, обои на стены поклеены, на них дом обязательно удержится. А мы пойдем построим другой дом (металл дорогой, не покупать же нам его еще раз, лучше заберем старый каркас). Пока строили новый дом, старый схлопнулся, как карточный. Ну мы же не виноваты, мы приличная строительная компания - дом тот вполне себе стоял, а мы сейчас новый строим. Там уже жильцы заезжают, целых 3 этажа, потому можно снова "скелет" забрать и пойти строить очередной дом. А для надежности, обмотаем-ка мы бетонную конструкцию изолентой... и так далее. Пока мы будем "забирать металлический скелет", то есть перерабатывать вторично нПВХ, наши дома будут хлопаться. Нет структуры - ничего нет.

Чтобы восстановить структуру, были придуманы специальные добавки. Примерно на 60% эти уплотнители в разогретом материале нарушенную структуру стабилизируют. По аналогии с домом: обматываем бетон изолентой - не на 100%, но он же стал прочнее. Заехало 5 этажей - дом стоит, 7 этажей - тоже, а когда заехал 9 этаж, дом не выдержал критической нагрузки и снова схлопнулся, ведь каркаса-то в нем так и нет.

А потом мы посчитали свои затраты - на изоленту, на разборку и транспортировку металла, и удивились: в итоге мы потратили гораздо больше денег, чем получили за этот металл, сдав его в конце концов в утиль, но главное - чем ушло бы на закуп 3 нормальных металлических каркасов. 

То же самое и здесь. Чтобы на 60% восстановить нПВХ, надо истратить денег больше, чем на закуп первичного сырья - рентабельность нулевая. В состав обсадной нПВХ трубы входит более 8 компонентов, и физико-механические свойства каждого из них необходимо восстановить, в итоге стоимость восстановленного материала выходит выше почти в 2 раза по сравнению с первичным аналогом. Начисто отсутствует экономическая целесообразность.

Если речь идет не от трубах, а скажем, о пакетах-маечках из вторичного ПВХ, тут все в порядке. Порвался пакет в магазине, заменили один на другой и забыли. Брак на выходе у потребителя не критичен, потому что себестоимость пакета 15 копеек, а продаем мы его по 4 рубля. И 50%-ные потери вполне приемлемы.

А вот с трубами - все наоборот. Для нПВХ трубы потеря 40% прочности при ее заявленных характеристиках - это фатально. Поэтому трубы нПВХ из "вторички" Вы на рынке не найдете - их никто не делает.

Другими словами, перерабатывая вторсырье, мало того что мы получим низкокачественный продукт ("сделать хотел грозу, а получил козу"), но он еще и обойдется дороже. Точнее, будет стоить столько же, сколько "первичка", плюс производственные затраты. Вот мы потратили 100 рублей на первичное сырье, электричество, зарплату, налоги - получили трубу стоимостью 100 рублей. Ага, после партии остался брак - бесплатная "вторичка", покупаем пластификатор за 50 р., тратим деньги на то, чтобы все измельчить, сверхурочно работникам, снова электричество, и на выходе у нас получается труба по 100 рублей. Те же 100 рублей, но первично сделанная труба в 10 раз лучше. Вторичная на первом же тестовом испытании разлетается в пух и прах, не соответствует ни одному сертификату. А мы завод, выпускающий по 6 км одного из 25 наименований изделий в день. Первый же покупатель бросает нам заказ обратно и в нецензурных выражениях требует выплатить неустойку. Овчинка выделки не стоит абсолютно. Поэтому лучше мы продадим сырье для вторичной переработки производствам любых других изделий, где прочность и нагрузки не важны - ручки, коробочки и прочая полезная мелочь.

Таким образом, труба нПВХ для обсадных работ, будучи всегда изготовлена из первичного сырья, качественна, но самое главное - безопасна. нПВХ не влияет на органолептические свойства воды в скважине, на ее вкус и запах, не выделяет при взаимодействии с водой никаких вредных веществ - это единственный химически инертный пластик.

В сочетании со стальным кондуктором, защищающим трубу нПВХ от механических повреждений в 2-трубной конструкции, скважина будет полвека нормально работать. Этот вариант на сегодня оптимален по сочетанию цены и качества. Да, по стоимости он обойдется дороже одной трубы ПНД.

Но думайте сами, решайте сами, что дороже для Вас - здоровье и благополучие своей семьи или сомнительная сиюминутная экономия? А нам остается рассказать Вам о том, какую трубу выбрать для кондуктора - что, собственно, собой представляют стальные трубы, предлагаемые сегодня на рынке буровых услуг.