Как минимизировать риски при монтаже систем отопления и водоснабжения?

Р. Витченко

Как подобрать систему трубопроводов, чтобы минимизировать возможность ошибки при монтаже и получить долговечную систему отопления и водоснабжения для внутренних инженерных сетей дома?

Материалы трубопроводов

Современные материалы для внутридомовых систем ХВС, ГВС и отопления имеют ряд специфических технологических и эксплуатационных особенностей, которые следует учитывать еще до этапа монтажа.

Самые популярные материалы для изготовления водопроводных и отопительных систем – это сшитый полиэтилен (PE-X), полиэтилен повышенной термостойкости (PE-RT), полипропилен (PP), металлопластик (MLC).

Рис. 1. Строение полиэтилена

Сшитый полиэтилен (PE-X) — полимер этилена с поперечно сшитыми молекулами (PE — PolyEthylene, X — Cross-linked). От обычного полиэтилена он отличается дополнительными поперечными молекулярными связями в своей структуре.

Существует три основные технологии производства PE-X - две химические и физическая:

1. Пероксидные (химические), из которых основной способ – это «способ Томаса Енгеля» (при высокой температуре, под высоким давлением в присутствии пероксида – вещества с повышенным содержанием активного кислорода) — PE-Xa.

Рис. 2-3. Процесс выпуска PE-Xa

Силановая (химическая) или PE-Xb – обработка экструдированной трубы влагой, в которую предварительно был имплантирован силан + катализатор.

Рис. 4-5. Процесс производства PE-Xb

Электронный (физический) метод, PE-Xc – обработка потоком электронов. Полиэтилен повышенной термостойкости (PE-RT) – это этилен-октеновый сополимер, обладающий молекулярной структурой с контролируемым распределением боковых цепей, что позволяет достичь высоких показателей сопротивления гидростатическому напряжению в широком интервале температур эксплуатации.

Рис. 6. Процесс изготовления PE-Xс обработкой потоком электронов из электронной пушки

Полипропилен (PP) – термопластичный полимер пропилена (пропена). Полипропилен получают полимеризацией пропилена в присутствии металлокомплексных катализаторов, например, катализаторов Циглера–Натта (например, смесь TiCl4 и AlR3).

Рис. 7. Кристаллическая микроструктура компаунда термостойкого полиэтилена PE-RT

Рис. 8. Формула и структура полипропилена

Металлопластик (MLC) – композиционный материал, используемый в производстве водопроводных труб, в котором комбинируются алюминиевый и полиэтиленовые слои.

Рис. 9. Металлопластиковая труба

Имеются разные варианты изготовления металлопластиковых труб:

• PEX/AL/PEX – слой сшитого полиэтилена/ слой алюминия/слой сшитого полиэтилена;
• PE-RT/AL/PE-RT – слой полиэтилена повышенной термостойкости/слой алюминия/ слой полиэтилена повышенной термостойкости;
• PEX/AL/PE – слой сшитого полиэтилена/слой алюминия/слой полиэтилена.

В Таблице 1 показаны основные сравнительные данные материалов.

Таблица 1. Полимерные трубы для воды

На основе данных таблицы 1 можно сделать ряд выводов.

• Полипропилен – жесткие трубы. Полипропиленовые трубы в современных системах из-за отсутствия антидиффузионного барьера применяются только в системах водоснабжения. В случае использования полипропиленовых труб (без антидиффузионного слоя) в закрытых отопительных системах заказчики теряют гарантию на свои стальные элементы системы (например, котлы или радиаторы). Из-за свойств полипропилена – жесткости и высокого коэффициента линейного расширения, система из ПП требует компенсаторов теплового удлинения, что увеличивает количество необходимых фитингов и несколько увеличивает стоимость системы и время на монтирование.

Рис. 10. Тепловое расширение изделий из различных материалов длиной 50 м при Δt = 50 K

В металлопластиковых трубах металлическая основа, скрыта внутри изделия, обеспечивая ее жесткость и сохранение формы, а полиэтиленовые слои закрывают ее снаружи, обеспечивая гладкость поверхности, стойкость к коррозии и привлекательный внешний вид. Также алюминиевая основа выполняет функцию антидиффузионного барьера. Важным фактором является толщина и качество алюминия, а также вид сварного соединения, используемого при изготовлении трубы – в стык или внахлест. Сварка встык требует большей толщины алюминия, что увеличивает стоимость, но в результате получается более качественное изделие. Устойчивость к температурам зависит от типа используемого полиэтилена.

Рис. 12. Виды сварного соединения: в стык (левый), внахлест (правый)

PE-RT трубы из-за своих свойств в основном предназначены для систем напольного отопления (низкотемпературных систем отопления).

Рис. 13. Пример монтирования системы «теплого пола» из PE-RТ

Рис. 14. Пример выполнения стояка из PE-X

Рис. 15. Бухта PE-X

На основе данных таблицы 2 можно сделать следующие выводы.

Таблица 2. Сравнение труб из разных видов PE-X

• Эксплуатация PE-Xb для подачи питьевой воды запрещено в некоторых странах Европы, а применение его для систем отопления связано с определенными рисками. При воздействии высоких температур силан, который остается в трубах, стимулирует процесс старения, в результате чего изделия из PE-Xb постепенно теряет пластичность и становится хрупким. Использование на объекте нескольких видов PE-X (например, PE-Xb для отопления и другой материал для водоснабжения) может привести к ошибке монтажа (трубы могут быть перепутаны между собой). С точки зрения монтажа и эксплуатации на объекте удобнее применять один вид труб и систему соединений.
• Использование PE-Xа, в отличии от PE-Xb, связано с меньшими рисками. Пероксид, находящийся в стенке трубы, в пределах нормы считается безопасным для человека. Поэтому при установке нужно обращать внимание на то, чтобы не перепутать трубы для водоснабжения с трубами для отопления.
• Использование PE-Xc минимизирует риск человеческой ошибки при монтаже, так как труба является универсальной для любой системы. В сравнении с другими видами труб при воз действии высоких температур PE-Xc сохраняет свои свойства дольше, что минимизирует риск досрочного выхода системы из строя.

Монтаж систем трубопроводов

К сожалению, нельзя предупредить все риски только рациональным подбором материала. Трубная система – это трубы, фитинги и соединения. Тип соединения, скорость и простота установки и долговечность играет большую роль в современном строительстве. А учитывая то, что все материалы в той или иной степени взаимозаменяемы, нужно обратить внимание на способ соединения, разработанные для каждого типа трубы. Ниже приведена таблица 3 с типами соединения, обычно применяемыми для монтажа системы отопления и водоснабжения.

Таблица 3. Способы монтажа фитингов

Сварка полипропилена. Этот способ соединения применяется для полипропиленовых труб и требует определенного навыка. С одной стороны, при правильном его исполнении, это соединение можно считать вполне надежным. Но в условиях стройки (в разных температурных условиях) имеется опасность недостаточного прогрева кромок трубы и фитинга перед соединением, в результате чего шов не будет иметь герметичности (будет расслаиваться) или не будет иметь достаточной прочности под нагрузкой. Или, наоборот, в случае перегрева могут возникнуть внутренние наплывы в зоне соединения вплоть до полного перекрытия отверстия в фитинге. Такие наплывы опасны тем, что визуально не обнаруживаются и мешают прохождению воды через соединение (многократно повышают местные потери давления).

Рис. 16. Пример трубопродов из полипропилена

Прессовое соединение – при соединении трубы и фитинга труба не подлежит расширению, что требует меньшего диаметра фитингов, в результате растут местные потери давления. Уплотнение соединения обычно выполняется резиновыми кольцами, а их срок службы ограничен. Также существует риск недостаточного обжима в месте соединения трубы и фитинга, что может со временем привести к потере герметичнгерметичности при эксплуатации.

Рис. 17. Пример систем трубопроводов с радиальной опрессовкой

Цанговое соединение – при соединении трубы и фитинга труба не подлежит расширению, что требует меньшего диаметра фитингов, в результате чего растут местные потери давления. Обычно фитинги делаются из латуни и имеют высокую стоимость. Само же соединение остается разъемным (на резьбе). К таким соединениям всегда должен быть доступ из-за возможности утраты герметичности во время эксплуатации (согласно ДБН их нельзя прятать в стены и полы).

Рис. 18. Пример цангового соединения

Соединение с помощью натяжной гильзы. При данном способе монтажа труба PE-X расширяется (калибруется) и внутренний диаметр фитинга не меньше, чем внутренний диаметр трубы. Это хорошо тем, что местные потери давления увеличиваются минимально. Уплотнение на фитингах обычно без резиновых уплотнительных колец, что гарантирует долгий безаварийный срок эксплуатации. Благодаря монтажу с помощью специальных инструментов, такой вид соединений практически не допускает ошибок монтажника.

Рис. 19. Пример монтажа трубопроводов для отопления и водоснабжения с помощью натяжной гильзы

Совет потребителям – помимо осознанного правильного выбора материалов трубных систем, чтобы избежать ошибок монтажа, последствия которых проявятся со временем, следует использовать услуги профессионалов, обладающих навыками, опытом и необходимым специальным инструментом.

Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі та корисні відео на Youtube-каналі та у TikTok.  Долучайтесь!

Переглянуто: 10 664