Это не единичный случай. Спрос на огнестойкость в трубной промышленности меняется от «несуществующего» к «обязательному», но многим инженерам по рецептурам еще предстоит это догнать.
В то время как в кабельной промышленности часто обсуждается огнестойкость , в трубной промышленности это делается редко. Это неравенство имеет исторические корни. Традиционно трубы из ПВХ использовались в основном для дренажа, отвода сточных вод и сельскохозяйственного орошения — в тех случаях, когда не предъявляются обязательные требования к огнестойкости. Однако сфера действия стандарта GB 8624-2023 «Классификация огнестойкости строительных материалов и изделий» теперь распространяется на строительные трубы, а класс B1 (огнестойкий) становится де-факто обязательным требованием для высотных зданий, метро, центров обработки данных и других подобных применений.
Огнезащитные растворы, разработанные для кабельных материалов, не могут быть применены непосредственно к трубам из жесткого ПВХ (UPVC).
Трубы из жесткого ПВХ не содержат пластификаторов и более склонны к обугливанию после удаления HCl, чем гибкий ПВХ. Чистый ПВХ имеет предельный кислородный индекс около 45% и обладает самозатухающими свойствами. Однако, полагаясь исключительно на присущие основному материалу огнезащитные свойства, сложно постоянно достигать рейтинга B1 в тесте SBI, указанном GB 8624.
Обычный огнезащитный состав гидроксида алюминия требует добавления 30–40 частей (в расчете на 100 частей ПВХ-смолы), чтобы достичь порогового значения класса B1, что приводит к трем побочным эффектам:
Повышенная плотность. Плотность труб ПВХ увеличилась примерно с 1,4 г/см⊃3; до более 1,6 г/см⊃3;, что привело к увеличению веса труб с одинаковой толщиной стенки примерно на 14%, что, в свою очередь, увеличило затраты на транспортировку и монтаж.
Ударная вязкость снижается. Частицы гидроксида алюминия образуют точки концентрации напряжений в матрице ПВХ, что приводит к значительному увеличению количества отказов при испытании на удар падающим грузом (TIR) при температуре 0°C. Трубы склонны к растрескиванию при зимнем строительстве или транспортировке в северных регионах.
Качество поверхности экструзии ухудшается. Высокое содержание наполнителя вызывает разрушение расплава, что приводит к эффекту «акульей кожи» на внешней поверхности трубы, что нарушает целостность герметичных соединений.
Красный фосфор более эффективен в качестве антипирена в жестком ПВХ, чем в гибком ПВХ. Это связано с тем, что жесткий ПВХ не содержит пластификаторов; после удаления HCl он образует сопряженную полиеновую структуру, которая может далее сшиваться с образованием угля, а каталитический эффект красного фосфора в виде фосфорной кислоты усиливает этот процесс.
В системах труб из жесткого ПВХ состав, состоящий из 100 частей ПВХ (SG-5) + 3 частей CPE (модификатор ударной вязкости) + 1,5 частей ACR (технологическая добавка) + 2 частей стабилизатора Ca/Zn + 8 частей инкапсулированного красного фосфора, может пройти испытание на источник возгорания согласно GB/T 8626 и испытание SBI согласно GB/T 20284, достигнув класса B1. Значение FigRA можно контролировать ниже 100 Вт/с, а значение THR600s составляет менее 6 МДж.
Поскольку норма добавления составляет всего 8 частей, что намного ниже, чем 30–40 частей, необходимых для гидроксида алюминия, увеличение плотности трубы сохраняется в пределах 3%. Как кольцевая жесткость (SN8), так и ударная нагрузка при падающем весе при 0°C (TIR ≤ 5%) соответствуют требованиям GB/T 10002.1. С точки зрения процесса экструзии микропорошок красного фосфора с покрытием равномерно диспергируется при сухом смешивании порошка ПВХ и не засоряет сито экструдера (40 меш), при этом колебания давления расплава составляют менее ±5%.
Конкретные изменения в характеристиках труб до и после добавления 8 частей красного фосфора примерно следующие: кольцевая жесткость немного увеличилась по сравнению со стандартным значением SN8 (≥8 кН/м⊃2;), а значение TIR для испытания на удар падающим грузом снизилось примерно с 8–10 % (без антипирена) до менее 5 %. Ток главного двигателя экструдера увеличился примерно на 5–8%, производительность снизилась примерно на 3–5%, а цикл очистки матрицы увеличился примерно с 72 часов до примерно 48 часов. Эти изменения приемлемы на производстве — большинство производителей труб готовы вносить менее 10% корректировок в свои процессы в обмен на сертификацию класса B1.
Три новых слепых пятна:
Точки прохождения дренажных стояков в высотных зданиях через плиты перекрытия являются критическими местами примыканий для противопожарной герметизации. Обычные дренажные трубы из ПВХ быстро размягчаются и быстро капают под воздействием огня, создавая эффект вертикального дымохода. класса B1 Огнестойкие трубы из ПВХ самозатухают после прекращения огня, выигрывая время для нанесения огнезащитного слоя.
GB 51298-2018, «Стандарты проектирования противопожарной защиты для метро», устанавливает четкие требования к огнестойкости материалов, используемых в туннелях. Если для дренажа туннелей используются гофрированные трубы из ПВХ с двойными стенками, они должны соответствовать как минимум стандартам класса B1.
Подробные требования GB 50174 к противопожарной защите компонентов зданий центров обработки данных устраняют давнюю слепую зону в отношении труб конденсата систем кондиционирования воздуха, которые ранее были исключены из проверок пожарной безопасности. Центры обработки данных чрезвычайно уязвимы к пожару; если открытые конденсатные трубы станут путями распространения огня, последствия будут невообразимыми.
Экспортные возможности: дифференциация инфраструктуры Юго-Восточной Азии
Рынок Юго-Восточной Азии (Вьетнам, Индонезия, Таиланд) в настоящее время переживает крупномасштабный цикл развития инфраструктуры, что приводит к высокому спросу на пластиковые трубы. Однако на местном рынке доминируют стандартные трубы из ПВХ, а рынок огнестойких труб практически отсутствует. Методы испытаний труб на огнестойкость, указанные TISI (Таиланд), SNI (Индонезия) и QCVN (Вьетнам), в целом эквивалентны стандартам IEC или GB. Для некоторых проектов принимаются внутренние отчеты об испытаниях класса B1, но рекомендуется заранее согласовать конкретные требования с клиентами.
Для экспортно-ориентированных производителей труб огнестойкие трубы из ПВХ класса B1 предлагают эффективный способ избежать конкуренции с низкими ценами. Разница в цене между стандартными дренажными трубами ПВХ и огнестойкими трубами класса В1 может достигать 15–20%. Пастообразный композитный огнезащитный состав красного фосфора компании Yinsu подходит для гибких производственных линий, работающих с малыми и средними партиями и частой сменой продукции, что устраняет необходимость дополнительных инвестиций в оборудование для дозирования порошка.
Доля рынка труб из ПВХ в 55% является результатом сохранения статус-кво, в то время как переход на огнестойкую продукцию дает возможность вырваться из конкуренции. Тот, кто первым разработает рецептуру для труб класса B1, получит технические бонусные баллы в следующем раунде торгов по проекту.
