Трубы: пластик и металлопластик

К. Бондаренко
Несмотря на то, что системы отопления и водоснабжения в наших домах в своем большинстве все еще изготовлены из стальных и чугунных труб, современные системы ориентированы на применение пластиковых и металлопластиковых труб. Из каких материалов они изготавливаются?

Giacomini1 Трубы из полимерных материалов стали самым широким образом применяться в конце XX века; они стали вытеснять традиционные стальные и чугунные трубы из самых разнообразных областей благодаря очевидным достоинствам – долговечности, малому весу при достаточно высокой прочности, высокой коррозионной стойкости, малой теплопроводности. Они имеют существенно большую гладкость внутренней поверхности и уменьшенную склонность к отложениям на стенках, а соответственно, и более высокую пропускную способность. Они удобны и просты для монтажа демонтажа, сварка таких труб пожаробезопасна (в отличие от сваривания металлов).

К недостаткам полимерных труб можно отнести ограничение максимума рабочих температур (обычно – не выше 100°С), большее тепловое расширение (почти в 10 раз выше, чем у стали), зависимость прочности трубы от давления и особенно от температуры жидкости. Они могут быстро «стареть» под воздействием ультрафиолета в солнечном свете. Если не принимать специальных мер, то есть проблемы с ускоренной коррозией незащищенной арматуры и насосов из черных металлов из-за диффузии кислорода через стенку полимерной трубы.

Полимерные материалы для труб

Для пластиковых труб используются различные полимеры со специальными свойствами. Благодаря современным технологиям производства полимерных труб недостатки самих полимеров уменьшены или устранены. Оптимальные результаты от применения полимерных труб могут быть получены только при правильном выборе типа трубы согласно назначению и применительно к конкретным условиям эксплуатации.

В таблице 1 приведены основные виды полимеров, используемых для производства полимерных труб, их некоторые свойства и основные области применения.Tabl_1

Таблица 1. Названия полимерных материалов для трубопроводов

На рынке Украины представлены полимерные трубы как отечественных, так и зарубежных производителей (например, Giacomini (Италия), HERZ (Австрия), Oventrop (Германия), TECE (Германия), Uponor (Финляндия) и др.). Для стандартизации пластиковых труб, фиттингов и арматуры применяются международные стандарты, разработанные Техническим Комитетом ISO/TC 138 Plastics pipes, fittings and valves for the transport of fluids, охватывающих назначение, области применения, допуски и размеры, жесткость, другие технические требования к пластиковым трубам, фиттингам и запорно-распределительной арматуре. Украина пока не присоединилась к этому техническому комитету, у нас действуют и гармонизированные с EN и ISO национальные стандарты, и еще старые ГОСТы. Однако, например, ДСТУ Б В.2.5-32:2007 «Трубы безнапорные из полипропилена, полиэтилена, непластифицируемого поливинилхлорида и фасонные изделия к ним для внешних сетей канализации домов и сооружений и кабельной канализации. Технические условия», ДСТУ Б В.2.7-151: 2008 «Трубы полиэтиленовые для подачи холодной воды», ДСТУ Б В.2.7-73-98 «Трубы полиэтиленовые для подачи горючих газов» и ДСТУ Б В.2.7-143:2007, соответствуют положениям стандартов ISO и EN.

Некоторые характеристики полимерных труб согласно стандарту EN ISO15875-2 приведены в таблице 2.

Tabl_2 Таблица 2. Классы эксплуатации трубы и максимальное рабочее давление по EN ISO15875-2 (Максимальное рабочее давление указано для переменного температурного режима)

Траб. – рабочая температура или комбинация температур транспортируемой воды, определяемая областью применения;
Тмакс. – максимальная рабочая температура, действие которой ограничено по времени;
Тавар. – аварийная температура, возникающая в аварийных ситуациях при нарушении систем регулирования.

Максимальный срок службы трубопровода для каждого класса эксплуатации определяется суммарным временем работы трубопровода при температурах Трабмакс, Тавар и составляет 50 лет.

Пластик и металлопластик

Для устранения влияния высокой термической деформаций полимерных труб, а также для решения проблемы диффузии кислорода через стенку полимерной трубы, появился новый вид труб – композиционные металлополимерные трубы. Они появились на рынке в 80-х годах ХХ века и сочетают достоинства цельнометаллических и цельнополимерных труб, обладая прочностью металлических и коррозионной стойкостью пластиковых. Эти трубы – гибкие, не подвержены каким-либо отложениям на внутренней поверхности, т. е. нет зарастания живого сечения. Другое важнейшее преимущество металлополимерных труб – газонепроницаемость.

Наибольшую часть представленных на рынке металлополимерных труб составляет комбинация сшитого полиэтилена с алюминием по схеме PE-X/AL/PE-X.

Система представляет собой слоеную конструкцию из алюминиевой тонкостенной трубы, сваренной продольным швом встык или внахлестку, и помещенной между двумя слоями сшитого полиэтилена. Алюминий соединяется как с внутренним, так и с наружным слоем полиэтилена специальным клеевым составом. Главная задача алюминиевой прослойки – создание диффузионного барьера, препятствующего проникновению кислорода из атмосферы внутрь трубы.

Различают два вида металлопластиковых труб. В одном случае алюминиевая трубка находится в середине сечения трубы из РЕ-Х, и все слои соединены клеевыми прослойками. В другом случае алюминиевая оболочка находится ближе к наружной поверхности и ее защищает лишь тонкий слой полимера. Такие трубопроводы получили название PE-X Stabi.

Краткое сравнение свойств двух наиболее распространенных труб из сшитого полиэтилена (РЕ-Х) и металлополимерных труб (PE-X/AL/PE-X) представлен в таблице 3.Tabl_3

Таблица 3. Сравнение полиэтиленовых и металлопластиковых труб

Согнутые полимерные трубы (например, из молекулярно сшитого ПЭ) стремятся разогнуться, и их нужно удерживать специальным креплениями или фиксировать форму с помощью термофена, что затрудняет и заметно удорожает монтаж, а металлополимерные трубы хорошо гнутся благодаря внутреннему слою из алюминия и хорошо удерживают при эксплуатации форму, приданную им при монтаже.

Коэффициенты линейного расширения ПЭ и ПП примерно одинаковы и почти в 10 раз больше, чем у стали. Поэтому в местах прокладки пластиковых трубопроводов необходимо применять специальные компенсаторы. У металлопластиковых труб благодаря алюминиевому слою коэффициент температурного расширения примерно в 7 раз меньше, чем у цельнополимерных труб, и соизмерим с аналогичными характеристиками металлических труб, что позволяет уменьшить количество компенсаторов и значительно увеличить расстояние между опорами трубопроводов.

Кроме того, температурная «подвижность» цельнополимерных труб вынуждает защитить их от истирания об фиксаторы, кронштейны или в местах касания к стенам, для чего требуется применять защитную гофрированную оболочку, тогда как для скрытого монтажа металлопласти-ковых труб рекомендовано применять лишь небольшие участки гофры в местах выхода труб из стен.

Металлопластиковые трубы PE-X/AL/PE-X – универсальны, они одинаково пригодны как для ХВС, ГВС и питьевой воды, так и для радиаторного или напольного теплоснабжения и систем снеготаяния, что делает их применение более удобным и практичным для потребителя. Из таких труб хорошо монтируются сложные по конфигурации системы, всевозможные подводки, например, к тепловым приборам (радиаторам,водонагревателям и т. п.).

Металлопластиковые трубы при прочих равных условиях обладают меньшей циклической температурной стойкостью (что сказывается на их долговечности), чем цельнополимерные. Коэффициент линейного теплового расширения у сшитого ПЭ и алюминия очень отличается, поэтому в процессе эксплуатации в различных слоях трубы возникают значительные напряжения, которые могут привести к разрыву. Лучшие производители труб уменьшают этот фактор за счет применения особых «фирменных» клеевых составов. Металлопластиковые трубы менее стойки к замораживанию – при расширении замерзшей воды внутри трубы происходит деформация алюминиевой фольги и появляется опасность разрыва сварного шва, чего нет в трубах цельнополимерных трубах. Среди недостатков металлопластиковых труб PE-X/AL/ PE-X называется очень плохая свариваемость, и, таким образом, эти трубы соединяются механически (обжимными кольцами) при помощи латунных или стальных фиттингов, резьбовых или обжимных. Однако трубы PE-X из «сшитого» полиэтилена тоже не поддаются ни сварке, ни склейке. Для их соединения используют специальный латунный крепеж или неразъемные соединения с помощью развальцовываемых втулок. Например, как это предлагается в трубной системе GX фирмы Giacomini, снабженной 19 видами фиттингов и переходников с монтажными кольцами из полимера с молекулярной памятью. В системе GX используются пять видов труб из сшитого полиэтилена РЕ-ХЬ (см. таблицу 1) в соответствии с DIN 16892 с классами эксплуатации 1, 2, 4 и 5 по EN ISO 15875 (см. таблицу 2), применяемые для ХВС/ГВС и отопления, включая радиаторные системы и «теплые полы».

Металл и полипропилен

Металлополимерные системы также изготавливают и на основе полипропилена (ПП). В этом случае алюминиевая фольга (часто перфорированная) крепится клеем поверх толстостенной полипропиленовой трубы, а поверх алюминия наносится тонкий защитный слой полипропилена. Соединение металлопластиковых ПП-труб производится диффузионной сваркой или механическими креплениями. При этом алюминиевое армирование и защитный ПП-слой при монтаже срезаются специальным зачистным инструментом, и труба калибруется по диаметру на длину соединения до размера неармированной ПП-трубы.

Есть системы ПП-труб, где вместо алюминия применено армирование стекловолокном.

Это не труба, это система!

Трубы из пластика и металлопластика прослужат долго только лишь в том случае, если их назначение соответствует конкретной области применения, а для их соединения используются исключительно фиттинги и инструменты, рекомендованные производителем трубных систем. Следуйте рекомендациям производителя!



Оставьте комментарий