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).

Изображение формула строения полиэтилена 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.

Изображение процесс производства трубы PEX-a Рис. 2-3. Процесс выпуска PE-Xa

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

Изображение формула строения PE-Xb для трубРис. 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.

Изображение производства трубы PE-Xс обработкой потоком электронов из электронной пушки 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).

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

Изображение формула и структура полипропилена Рис. 8. Формула и структура полипропилена

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

Изображение металлопластиковой трубы 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 водыИзображение трубопроводов 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.

Изображение теплового расширения труб для отопления и водоснабжения дома Рис. 10. Тепловое расширение изделий из различных материалов длиной 50 м при Δt = 50 K

Изображение выполнения стояка трубопроводов из полипропиленовой системы в доме Рис. 11. Пример выполнения стояка из полипропиленовой системы

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.

Изображение сварного соединения трубопроводов для дома 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).

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

Изделия из PE-X пластичны и не требуют присутствия компенсаторов в смонтированной системе. Имеют хорошие показатели выносливости в широком диапазоне температур (от –100°С до +110°С) и к нагрузкам на протяжении длительного времени. Обладают памятью формы.

Изображение монтаж стояка из трубопроводов в доме из PE-XРис. 14. Пример выполнения стояка из PE-X

Изображение бухты трубы Purmo CLEVERFIT Рис. 15. Бухта PE-X

На основе данных таблицы 2 можно сделать следующие выводы.

Таблица 2. Сравнение труб из разных видов PE-X

Изображение таблицы сравнения 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 фитинговИзображение способы монтажа фитингов систем трубопроводов для дома

Каждый способ соединения имеет определенные преимущества и недостатки.

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).

Изображение соединения полипропиленовых труб 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.

Изображение соединения трубы радиальной опрессовкой 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).

Изображение цангового соединения трубы и фитинга 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.

Изображение монтажа систем трубопроводов при помощи натяжной гильзы 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.

Больше важных статей и новостей в Telegram-канале AW-Therm. Подписывайтесь!



8 комментариев

  • "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

    Не совсем коректно... укажите плз какие производители котлов или радиаторов так делают?

  • Антидифузионный барьер необходимый в закрытых системах отопления. Для систем водоснабжения нет необходимости использования труб с антидифузионным барьером (но он здесь не мешает) - это открытая система и в питевой воде есть кислород (и он полезный).

    Все серёзные производители стальных радиаторов и котлов в условиях гарантии пишут что гарантия применяется только при использовании в закрытых системах отопления. В этих системах не должно быть кислорода, который является причиной ускореного процесса корозии стальных элементов (радиатороы, котлы).

  • Доброго дня.
    Я був здивований цій інформації...
    Тому і попросив вказати конкретні приклади.. які виробники котлів та радіаторів вносять пункт відсутності кисневого бар'єру в трубах як обмеження по гарантії...
    Прошу назвіть будь-ласка такі компаніїї

  • Наприклад Purmo.

    http://www.purmo.kiev.ua/docs/Purmo_tech_catalogue_PR_11_2010_RU_RU.pdf

    В кінці каталога (на сторінці 110) вказана наступна інформація:
    "3. Гарантия распространяется на радиаторы, подсоединённые к водяным сетям центрального отопления замкнутой системы с мембранным расширительным сосудом, оборудованным местными деаэраторами (недопустима система центральной деаэрационной сети), питаемым от теплоцентра с теплообменниками или от местной котельной, выполненным из стальных чёрных, медных или пластмассовых с антидиффузионным барьером труб, и устанавливаемые в жилых, конторских, сервисных и прочих помещениях, в которых отсутствует вредное коррозионное воздействие веществ, содержащихся в воздухе, а в частности, отсутствует постоянное или периодическое увлажнение поверхности радиатора. Допускается монтаж панельных радиаторов «PURMO» в небольших установках мощностью до 25 кВт открытой системы при условии использования в этих установках допущенных к применению ингибиторов коррозии.
    В течение гарантийного срока радиаторы и их элементы, в которых будут обнаружены дефекты, возникшие по вине производителя, о которых будет заявлено не позднее 1 месяца со дня их обнаружения, будут заменены новыми и не имеющими дефектов."

    Якщо у вас ще залишились сумніви, можете переглянуті каталоги інших серьйозних виробників стальних радіаторів.

  • "Эксплуатация PE-Xb для подачи питьевой воды запрещено в некоторых странах Европы..." --
    звучит неправдоподобно, уточните пожалуйста в каких странах и каким документом?

  • Эксплуатация PE-Xb для подачи питьевой воды запрещено например в Германии:

    "Письмо Немецкого Института Стандартизации (DIN) по поводу нератификации стандартов EN 15632-2 и EN 15632-3

    19 декабря 2008 г .

    Настоящим Немецкий институт стандартизации (DIN) призывает не ратифицировать стандарты EN 15632-2 и EN 15632-3 Европейского комитета по стандартизации в соответствии со Статьей 7.1., Части 2 Правил процедуры Европейского комитета по стандартизации и Европейского комитета по электротехниче­ской стандартизации (CEN/CENELEC).

    По мнению DIN, указанные стандарты являются не заслуживающими доверия, опасными и, соответ­ственно, представляют угрозу здоровью, безопасности и окружающей среде по следующим основаниям:

    - Трубы из сшитого полиэтилена РЕХ-b предназначаются для транспортировки больших количеств горячей воды (до 95°С) под давлением до 6 бар и со скоростью до 20 литров в секунду. Они прокладываются под зем­лей, скрыты для визуального осмотра и в течение десятилетий не подвергаются регулярным обследованиям.
    В связи с тем, что, как отражено в Приложении В «Технические требования по сшивке труб в процессе эксплуатации» к стандартам EN 15632-2 и EN 15632-3, основной особенностью указанных труб является их неполная сшивка к моменту укладки (т.е. химическая сшивка полиэтилена, из которого они изготовлены, еще не завершена ко времени укладки и началу эксплуатации трубопровода), а более поздняя проверка конечно­го состояния труб невозможна, Германский институт стандартизации считает, что эти факторы предста­вляют собой значительный и, следовательно, недопустимый риск для безопасности человека и окру­жающей среды. Заинтересованные круги в Германии твердо убеждены в отсутствии достаточных свидетельств того, что трубы из сшитого полиэтилена РЕХ-b в процессе эксплуатации при всех возможных услови­ях отвечают необходимым требованиям. Для DIN неопровержимым требованием является определение стой­кости к внутреннему давлению домовых водопроводных труб на готовом изделии по стандарту ISO 9080 «Пластмассовые трубопроводы - Определение длительной гидростатической прочности термопластичных материалов в форме труб путем экстраполяции». Поскольку такие определения не предусмотрены при испы­тании труб по стандартам EN 15632-2 и EN 15632-3, а иных признанных методик определения не существует,

    DIN придерживается твердого мнения о том, что эксплуатация труб из сшитого полиэтилена РЕХ-b должна быть запрещена ввиду наличия огромного риска для здоровья и безопасности в случае разрушения труб.

    Еще одним источником возможных крупных аварий считаются соединительные муфты. Электро­сварные фитинги из полиэтилена ПЭ-100 определенно не подходят для такого высокотемпературного приме­нения. Вместе с тем, заключение о пригодности механических (компрессионных) фитингов основано на низ­кой остаточной деформации сшитого полиэтилена при сжатии. Если же трубы, материал которых еще полно­стью не сшит, соединяются с помощью механических (компрессионных) фитингов, существует реальная опас­ность того, что в полиэтилене появятся явления ползучести еще до его полной сшивки, что может привести к разрушению соединения в процессе эксплуатации и, соответственно, к крупной протечке.

    При сшивке труб РЕХ-b в процессе эксплуатации в результате реакции силанольного сшивания высво­бождаются опасные вещества, которые диффундируют в трубопровод. Исходя из Регламента по регистра­ции, оценке, разрешению и ограничению химических веществ (REACh), сшиваемый в процессе эксплуатации материал не является пластиком, а представляет собой нестабильное химическое соединение, поэтому потребителям требуется наличие одобрения в соответствии с Европейским регламентом REACh.

    Данных, опровергающих эти опасения, представлено не было."

  • К сожалению, Вы не ответили на вопрос.

    Или в статье действительно голословные утверждения преследующие маркетинговые цели или статья написана без должного внимания к технической и физико-химической стороне вопроса.

    В письме DIN, перевод которого Вы представили, нет и не может быть ни одного слова о том что PEX-b запрещено использовать для подачи питьевой воды, как утверждается в статье.
    Более того, это письмо вообще описывает риски применения недосшитых труб PEX-b (подчеркиваю «недосшитых») большого диаметра (от 110мм до 500мм) в центральном магистральном теплоснабжении микрорайонов.
    В названии письма указаны конкретные стандарты, которые Немецкий институт стандартизации DIN призывает не ратифицировать. Эти стандарты EN 15632-3 District heating pipes-Part 3 и EN 15632-2 District heating pipes-Part 2 -- (перевод - Трубы для централизованного теплоснабжения). И основной смысл данного документа в том, чтобы недосшитые трубы не закапывали в землю в надежде что при помощи теплоносителя они будут доведены до какой-то кондиции что невозможно проконтролировать. А так же о том чтоб их не соединяли в нестабильном виде при помощи сварки с другим материалом. И с этим согласиться любой компетент в этой области.

    Этот вопрос уже давно, еще в 2009 году обсуждался в среде специалистов, с чем Вы можете ознакомиться по ссылке
    http://www.meto.ru/analiz/publ_5/din_1.pdf
    , а еще ранее в Европе и абсолютно не относиться к вопросам которые вы затронули в статье.

    Ваша статья сравнивает применение трубопроводов во внутренних инженерных сетях дома которые регламентируются стандартом EN ISO 15875.

    Поэтому прошу Вас дать ответ на поставленный ранее вопрос.
    "Эксплуатация PE-Xb для подачи питьевой воды запрещено в некоторых странах Европы..." --
    звучит неправдоподобно, уточните пожалуйста в каких странах и каким документом?

    И если не составит труда, то подтвердите хоть чем-то, желательно в цифрах, еще одно неправдоподобное утверждение из Вашей статьи о том что «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.»


    Заранее благодарю Вас!

  • Интересная дискуссия, я тоже хочу услышать ответ на обсуждаемый вопрос.

Оставьте комментарий

Telegram