2017/1: közút, geológia, vízépítési műtárgy, töltés, betontechnológia, támfal, korrózióvédelem, csatornahálózat, talajvíz, szigetelés, műanyag cső, vasút, városi vasút
2017. március 21.

Szerző:
Bencze Áron


A műanyag csövek üzemelési élettartama legalább száz év

Bizonyítottan jó

Az idő a műanyagnak dolgozik, hiszen a már több mint fél évszázados múltra visszatekintő műanyag csövekkel kapcsolatos eredeti elvárások hitelességét a laboratóriumi vizsgálatok mellett a használatban szerzett tapasztalatok is alátámasztják. Vajda Lászlóval, a Műanyag Csőgyártók Szövetségének elnökével az iparág fejlődéséről és a hazai szakma előtt álló feladatokról is beszélgettünk.


Mikor fektettek le először műanyag csöveket a földbe?

– A második világháború idején már léteztek PVC-ből gyártott nyomóvezetékek, ebben a technológiában elsősorban Németország járt az élen. A kontinensen újdonságnak számított a műanyag ipari szintű felhasználása, ami számos olyan előnnyel bírt – például korrózióállóság, az előállítás költségének mértéke –, melyeknek köszönhetően rövid időn belül komoly piaci részesedést szerzett több szegmensben is. Az első nemzeti szabványok már az 1970-es években megjelentek Németországban, de ami a legfontosabb, hogy szinte a kezdetektől komoly verseny alakult ki a műanyag csövek és más alapanyagú csövek piaci szereplői között, ami folyamatos fejlesztéseket eredményezett a szektorban az anyagot, a technológiát és a terméket illetően egyaránt.

Jóllehet a műanyagok előállítási módja már az 1800-as években ismert volt, a tömeges felhasználásra egészen a 20. századig kellett várni. A PVC gyártása gyakorlatilag éppen száz évvel a felfedezése után, 1938-ban indult meg – ekkortól voltak képesek valóban kihasználni a műanyag adta lehetőségeket az iparban. A második világháború után megkezdődött a modern műanyag korszak, avagy a műanyag kor. A kőolajból készülő műanyag árucikkek ideális tulajdonságokkal rendelkeznek a gyári előállításhoz: könnyűek, olcsóak, rugalmasak, erősek és tartósak, így nem meglepő, hogy globális termelésük exponenciálisan növe­kedett. 1950 és 2007 között a műanyaggyártás 1,5 millió tonnáról 257 millió tonnára emelkedett éves szinten, lépést tartva az egyidejűleg a Föld 2,7-ről 7 milliárdra növekvő népességével. Csupán 2012-ben 288 millió tonnányi műanyagot állítottak elő, amely megközelítőleg azonos a teljes emberiség súlyával (2015-ben 322 millió tonna).
Magyarországon a mélyépítés területén mikor jelent meg a műanyag?

– Hazánkban sem sokáig váratott magára az áttörés, 1968-ban a Hungária Műanyagfeldolgozó Vállalatnál már gyártottak közműcégeknek is műanyag csöveket, és a rendszerváltásig folyamatosan erősödtek a pozíciói; az 1970–1980-as években fokozatosan szorította ki az öntöttvas és azbesztcement rendszereket. A gyártástechnológiák közötti különbség már a gyártásban szembeötlő volt: míg az utóbbiak egy félmanuális folyamat eredményei, addig a műanyag esetében teljesen automatizált rendszerről beszélünk, az alapanyagot egy gépsor dolgozza fel a por vagy granulátum formától a cső tokozásáig, a végén csupán egy gumigyűrűt kell be-, illetve ráhelyezni, és már kész is a beépíthető termék. (Ma már olyan gépsorok is vannak, amelyek a kész termékbe, a csőbe és a fittingbe is behelyezik a tömítőgyűrűt, és szállításra készre is csomagolják.) A műanyagcsőipart sok más ágazattal szemben nem roppantotta meg a rendszerváltás, bár a tulajdonosi viszonyok jelentősen átalakultak, az ágazat régi szereplői, jogutódjaikon keresztül, a mai napig jelen vannak a hazai piacon. Az elmúlt 20-25 évben az újonnan épített ivóvízvezetékek legalább 80, a kisnyomású gázvezetékek legalább 90, a gravitációs szennyvízcsatornacső-rendszerek legalább 85 százaléka műanyagból készült.

Műanyag csatornacső fektetése
Mielőtt az ágazat jelenlegi kilátásairól beszélnénk, ejtsünk szót arról is, milyen komolyabb mérföldkövei voltak a műanyag csövek fejlődéstörténetének?

– Az 1980-as évek végén még nagyobb forradalomnak számított a PVC-ről való áttérés a polietilénre, mint magának a műanyagnak a piacra lépése. Az első generációs polietilén csövek PE 32, illetve PE 63 típusú polimerből készültek. A polietilén egy komplex anyag, optimalizálható tulajdonságokkal. A tulajdonságok módosíthatók az elérendő célnak megfelelő katalizátor kiválasztásával, és/vagy úgynevezett komonomer(ek) kis mennyiségű és eltérő összetételű alkalmazásával (a komonomer más molekula és nem etilén). Ezekkel az anyagfejlesztésekkel egyre nagyobb szilárdságú, és más szempontból is optimálisabb (nagyobb nyúlás, jobb stresszállóság, jobb kezelhetőség, karctűrés stb.) polimereket fejlesztettek ki. Így a harmadik, illetve negyedik generációs csövek (alapanyagok) a még nagyobb szilárdság mellett már ellenállnak a lassú és a gyors repedésterjedésnek is. Az anyag technikai fejlődése mellett a PVC-re jellemző tokos fektetési megoldással szemben már a jóval biztonságosabb hegesztést használták.
Ezzel párhuzamosan természetesen hasonló fejlődést láthatunk a PVC és a polipropilén (PP) világában is, hogy csak a biorientált kemény PVC vagy a különböző alkalmazási területű homo, random stb. PP csöveket említsem. Az anyagalapú fejlesztések mellett megjelentek a csőipar saját innovációjaként a különböző szerkezeti falú csövek is.

Hegesztéssel csatlakozott cső
A polietilén csövek mely típusai számítanak a legnépszerűbbeknek?

– Hazánkban és még számos országban most történik az átállás a PE 80 típusról a PE 100 típusokra. A helyzet azonban nem egyszerű, mert a hagyományos PE 100 típusok mellett már most megjelentek speciális tulajdonságú anyagok, mint például a megemelt hő- vagy karcolásálló típusok. Ez tovább növeli a műanyag csövek színes, széles választékát. Lehetőséget ad a szándékolt alkalmazási területre testreszabott rendszerek gyártására. Míg az emelt hőbírású típusok az épületgépészet kiváló anyagai, addig a mélyépítésben inkább a javított karc és lassú repedés hajlamú anyagokra van szükség.
A sorozatos fejlesztéseknek köszönhető praktikus változás, hogy a nyomócsöveket jóval kisebb falvastagsággal tudjuk már előállítani. Az első generációs PE 63-ból ugyanarra a névleges nyomásra készült cső például közel kétszer olyan súlyú, mint a PE 100-as. Ennek a fejlődésnek nagyon fontos a környezetterhelést csökkentő hatása is.

Műanyagcső-gyártás
Méretkorlátok léteznek a mai technológia mellett?

– Ebben a tekintetben is hatalmas előrelépést tapasztalhatunk valamennyi szokásos műanyag csőanyag tekintetében: míg korábban a 400–600 milliméteres csövek nagynak számítottak, addig nap­jainkban már az 1000 milliméter felett nem gyártók nem is számítanak komoly szereplőnek a nemzetközi piacon, de a technológiai fejlődésnek köszönhetően akár 2500 milliméteres átmérővel is képesek gyártani nyomóvezetékeket. A poliolefinek (PE, PP) vezetnek ebben a fejlődésben.
Hazánkban azonban a piac mérete nem teszi lehetővé a teljes méretpaletta gyártását. A Műanyag Csőgyártók Szövetségének tagjai DN/OD 400–630 milliméteres felső mérethatárig gyártanak.
Ugyanakkor azt is meg kell említeni, hogy ha nincs speciális beruházói igény (például speciális korrózióállóság, kitakarás nélküli vagy éppen tenger-, tófenéki fektetés stb.), akkor bizonyos méret felett már nem kifejezetten gazdaságos a műanyag csövek használata, ezért például út alatti átfolyásoknál, nagyobb települések csapadékrendszerének gyűjtővezetékeiben a mai napig a betonelemek is használatosak.

A műanyagok élettartamát kezdetektől fogva kritizálták, miközben arra is volt példa, hogy azt rótták fel, hogy környezetvédelmi szempontból aggályos a használatuk, mert túl nehezen bomlanak le. Végeztek már pontos elemzéseket erre vonatkozóan?

– A bevezetés fázisában a különböző, gyorsított élettartam-vizsgálatok voltak porondon. Meg kellett határozni a műanyagból készült csövek várható élettartamát. Ma már abban a szerencsés helyzetben vagyunk, hogy a működő rendszerekből kivett csöveken vizsgálhatjuk, hogy mekkora valóságos élettartamot várhatunk el a csöveinktől, illetve, hogy milyen minőségű munkát végeztek az úttörők a vizsgálatok, az osztályozási módszerek és értékek meghatározásakor. Ezeknek az ellenőrző kutatásoknak a keretében több, 30, 50, 60 éve lefektetett és máig is működő csőrendszert bontottak meg nyugati országokban, hogy pontos méréseket tudjanak végezni az anyag mechanikai, szilárdsági vagy morfológiai jellemzőin.

Csatlakozás gumigyűrűvel

Korábban csak feltételeztük, most azonban a használatból kivett mintadarabok be is bizonyították: az anyag fáradása és átalakulása minimális volt, így az érintett csövek élettartama jóval nagyobb, mint eredetileg gondoltuk. Kimondhatjuk, hogy a PVC, a polipropilén és polietilén gravitációs csatornacsövek üzemelési élettartama egyaránt legalább száz év. Több fontos tényezőt is vizsgáltak a projektek során, és azt állapították meg, hogy azoknak sincs kedvezőtlen hatásuk a várható élettartamra. Ezek kiterjedtek a szennyvíz kémiai összetételére, a szennyvíz hőmérsékleti profiljára és a fektetési gyakorlat változataira is. A nagyobb feszültségkoncentráció hatását, ami bizonyos a szerkezeti falú csövekkel társítható, ugyancsak vizsgálták. A vizsgálatokat a klasszikus tömör falú (egy- és többrétegű) és újabb fejlesztésű, úgynevezett geometrikus (például kívül bordás, belül sima) szerkezeti falú csöveken végezték.

Spirálcsőgyár

A legutóbbi ilyen vizsgálatot a TEPPFA (The European Plastic Pipes and Fittings Association; Műanyag Csővezeték- és Szerelvénygyártók Európai Egyesülete – a szerk.) végeztette, és az eredményt tartalmazó jelentés már magyarul is elérhető szövetségünk honlapján. Az analízis eredménye elengedhetetlenül fontos az alapanyag-szállító, a csőgyártó, a csatornázás területén dolgozó kivitelezők, valamint a rendszert üzemeltetők számára egyaránt. A hosszú távú megbízhatóság és üzembiztonság nyilvánvalóan tovább növeli a poliolefin és egyben a műanyag csatornacsövek elfogadottságát, és elősegíti betervezésüket, hiszen a legtöbb európai országban jelentős az elavult csatornahálózatok aránya. Ezek nemcsak szivárognak és elvesztették teljesítőképességüket, de megértek a modernizációra vagy éppen a cserére. Érdekességként megemlítem, hogy például a kőanyag vezetékek esetében a tömítőelemek műanyagok, míg a ma gyártott nyomóvezetékek belső és külső korrózióvédelmét szintén az „elátkozott” műanyag látja el.
Ha valóban környezetvédelmi szempontot szeretnénk vizsgálni, akkor tényekre és tudományos vizsgálatokra kellene helyezni a hangsúlyt. A TEPPFA, amelyben minden fontos iparági szereplő képviselteti magát, vizsgálati programot indított annak meghatározására, hogy egy adott funkciójú csővezeték előállítása és megépítése, illetve használata mekkora környezeti hatást generál az egész életciklusa folyamán az alapanyag előállításától (a bányászatot is beleértve) az élete végén bekövetkező visszadolgozásáig vagy megsemmisítéséig. A legtöbb műanyag csővezetéktípus a tradicionális anyagokból készült csőrendszereknél jóval kedvezőbb, azaz kisebb a negatív hatása a környezetre. Az is érdekes, hogy a betoncsövekből készült csőrendszerek környezeti hatása szinte teljesen megegyezik a hagyományos tömör falú PVC csőrendszerekével. A műanyag szerkezeti falú csövek azonban már lényegesen kedvezőbb környezeti hatást váltanak ki.

Napjainkban mi jellemzi a műanyag csövek kutatás-fejlesztését?

– Az ipari szinten felhasznált polimerek minőségi fejlesztése folyamatos, rendszeresen jelennek meg új típusok a piacon. Egyre nagyobb teret hódítanak az épületgépészetben a 70-80 ˚C-on üzemelő műanyagcsőrendszerek, ami akár még húsz éve is elképzelhetetlen volt. A csőfejlesztés is nagy lépésekkel halad. A gravitációs alkalmazásokra a szerkezeti falú csövek széles választéka áll már ma is rendelkezésre. Ezek a fejlesztések az anyagfelhasználás optimalizálása mellett a hulladékok (gyártási és használat utáni hulladékok) felhasználására törekednek. A nyomócsövek piacán a cél az anyag „eredetinél nagyobb” szilárdságúvá tétele az extrudátum mechanikai manipulációjával és hőkezelésével. Ennek köszönhetően az eredendően MRS 25 MPa szilárdságú PVC ma már akár MRS 45 MPa szilárdságú is lehet.

Év elején rendezték meg az első Műanyagcső Konferenciát. Milyen sikerrel?

– Ez valójában az „újkor” első konferenciája. A 2000-es években már volt néhány próbálkozásunk, de aztán valahogy hagytuk kárba menni ezt az értékes promóciós eszközt. Tavaly úgy döntött a szövetség közgyűlése, hogy újra el kell indítani egy szakmai nap sorozatot. Első konferenciánkra végül 53 külsős szakember jött el, ami bizakodásra ad okot.

A Műanyagcső Konferencia résztvevői
A konferencián elhangzott az is, hogy kötelezettségszegési eljárás indult hazánk ellen, az emberi fogyasztásra szánt víz minőségére vonatkozó határértékek megsértése miatt. A jelenlegi információk szerint 2018-ig el kell végezni az előírt rendszerek felújítását. Képes lesz megbirkózni a szakma ekkora kihívással ilyen rövid időn belül?

– A vízminőség javítása csak nagyon bonyolult összefüggéseken át kötődik a csőgyártáshoz. Válaszomban tehát csak a csővezeték-építéssel foglalkozom. Az már most látszik: ha a döntéshozók komolyan veszik az Európai Unió elvárását, és el akarják kerülni a büntetést, akkor nagyon rövid időn belül meg kell szervezni a munkálatok pontos menetrendjét. Számottevő az elmaradásunk (csak Budapesten 3000 kilométer azbesztcsővezetéket kellene kicserélni, ha ez a rekonstrukció egyáltalán része lehet a fejlesztési keretprogramnak).

Kötelezettségszegési eljárás indult az emberi fogyasztásra szánt víz minőségéről szóló 98/83/EK tanácsi irányelvben meghatározott határértékek megsértése miatt – erősítette meg az információt megkeresésünkre a Nemzeti Fejlesztési Minisztérium. Magyarország korábban az irányelv teljesítésére biztosított határidő meghosszabbítását kérte, amit az Európai Bizottság 2012. december 25-éig jóváhagyott. 2013-ban a bizottság pilot eljárás keretében kezdett vizsgálatot, majd 2016-ban kötelezettségszegési eljárást kezdeményezett. Ez nem azt jelenti, hogy rossz minőségű az ivóvíz, hanem azt, hogy az irányelvben megállapított határértékeknek nem felelt meg, amit hazánk az uniós csatlakozáskor vállalt.
A tárca tájékoztatása szerint az irányelv az ivóvíz minőségének javítására vonatkozik, nem pedig a hálózat rekonstrukciójára, ezért arra önálló uniós vagy hazai program nem indult. A Környezeti és Energiahatékonysági Operatív Program (KEHOP) terhére megvalósuló projektek esetében az ivóvízminőség-javító projekteknél az elszámolható költségek maximum 20 százaléka, a szennyvízelvezetés és szennyvízkezelés projek­teknél maximum 5 százaléka fordítható rekonstrukcióra. A 2014 és 2020 közötti költségvetési ciklusban a KEHOP keretei között ivóvízminőség-javító intézkedésekre 68 milliárd forint, szennyvízelvezetési és -tisztítási intézkedések megvalósítására 268 milliárd forint támogatás áll rendelkezésre. A projektek mielőbbi megvalósítását segíti az is, hogy mindegyik kiemelt projekt, ezért a kapcsolódó hatósági ügyekben az eljárási határidők rövidebbek.

A realitás azt mondatja velem, hogy ez a feladat komoly kihívást jelent a műanyagcsőipar számára, de ha záros határidőn belül megfelelő információhoz jutunk (mennyiség, méreteloszlás stb.), akkor nem megoldhatatlan. Az igazi problémát a kivitelezői oldalon látom. Az elmúlt évek visszafogottabb munkaintenzitása miatt a nagyobb vállalatok is leépítettek, a mélyépítés területéről az alvállalkozók – akik néhány munkással, egy-egy munkagéppel voltak felszerelve – pedig szinte teljesen eltűntek. Azt kell azonban mondanom, hogy ez csak annyiban érinti szövetségünk tagjait, hogy megfelelő szakértelem nélkül nem lehet hosszú élettartamú berendezéseket építeni.
És ez nemcsak a műanyag, beton, öntöttvas vagy kőagyag csőrendszerekre, de minden emberi alkotásra igaz.•

 
Innotéka Mélyépítés