Меню

Материал труб инженерных систем



Опыт эксплуатации трубопроводов инженерных систем зданий

С. Г. Никитин, начальник отдела главных специалистов службы эксплуатации компании «ДОН-Строй»

Современные строительные технологии предоставляют проектировщикам возможность выбора различных материалов для трубопроводов. В статье приведены особенности применения различных трубопроводов в инженерных системах высотных зданий на основе опыта эксплуатации зданий, проектируемых для компании «Дон-строй».

Во всех проектах компании принято выполнять магистральные трубопроводы систем холодного и горячего водоснабжения оцинкованными трубами. Причем диаметры до 50 мм включительно выполняются с использованием только резьбовых соединений и оцинкованных фитингов, без использования сварки. Разъемные соединения в виде сгонов запрещены и используются только торцевые разъемные соединения («американки»). Магистральные трубопроводы диаметром свыше 50 мм монтируются посредством сварных соединений. Что касается систем отопления и теплоснабжения приточной вентиляции, то все стояки выполнены из стальных труб, причем для поэтажной горизонтальной разводки используется сшитый полиэтилен.

Медные трубы

Медные системы имеют большой плюс для монтажников – этот материал очень хорошо гнется. Однако имеются и недостатки, одним из которых является большая теплоемкость меди. При переходе от стояковой системы водоснабжения в высотных домах на горизонтальную, обеспечивающую возможность максимально локализовать аварию в пределах одной квартиры, появилась проблема, связанная с тем, что жильцам приходится долго ждать, пока сольется холодная вода и пойдет горячая. Поэтому отказались от медных трубопроводов и применили трубы из сшитого полиэтилена. В них не надо тратить теплоту на нагревание стенок, чтобы обеспечить приход воды в квартиру с температурой равной 53 °С, а не 40 или 30 °С, как это было в системах с оцинкованным трубопроводом. Кроме того, применение таких трубопроводов имеет преимущество, потому что трубу из сшитого полиэтилена можно проложить от этажной гребенки до квартиры, не имея ни одного соединения, сводя, тем самым, вероятность возникновения аварии в лифтовом холле к нулю. Что касается меди, то, как уже говорилось выше, она имеет очень большую теплоемкость. Не менее важно и то, что в Москве под маркой хороших флюсов для пайки медных трубопроводов обычно применяют кислотосодержащие флюсы. Ни для кого не секрет, что со временем под воздействием кислоты места пайки теряют герметичность. Это, к сожалению, объективная реальность. Также стоит отметить, что плохо себя зарекомендовали паянные медные приборы отопления, т. к. припой, который широко применяется в Европе, очень плохо переносит нашу щелочную воду (PH 10). Такие приборы со временем начинают течь в местах пайки. Только одна фирма откликнулась на нашу просьбу сертифицировать свои припои на щелочную воду с PH 10,5 – это фирма Kampmann. И приборы этой фирмы стоят на наших объектах и до сих пор по местам паек не текут.

Для сшитого полиэтилена существует два вида фитингов: компрессионные, которые затягиваются гаечным ключом и обжимают кольцо на трубе и неразъемные, с натяжными муфтами. Так вот у нас на объектах для труб из сшитого полиэтилена разрешены только неразъемные фитинги. Поскольку к любому разъемному соединению, согласно СНиП, должен быть обеспечен доступ.

Еще один нюанс применения медных труб в системах отопления касается именно Москвы. В Москве требуется заполнять системы именно водой из ТЭЦ, а вода из ТЭЦ – это «жидкий наждак», в ней огромное количество взвеси. Одним из плюсов медных трубопроводов, как указывают производители, является оксидная пленка, которая защищает их от последующего окисления. Однако если проектировщик или монтажник, желая сэкономить, занижает диаметр трубы, скорость течения воды в трубе повышается, причем достаточно ощутимо. При этом взвесь, содержащаяся в воде, начинает сдирать пленку с внутренней поверхности трубы и повреждает уже трубу. Практика показывает, что медные трубы в системах отопления заниженного сечения, эксплуатирующиеся более 4 лет, механически истираются и толщина стенок уменьшается так, что трубу можно пережать пальцами.

Трубы из полипропилена

На одном из объектов были использованы трубы из полипропилена, при эксплуатации которых выявилось несколько недостатков.

Во-первых, они являются «вандалонеустойчивыми». В качестве примера можно привести следующий случай. На одном из объектов, где для систем отопления использовались трубы из полипропилена, потребовалось опустить подоконники. Для этого пришлось демонтировать приборы отопления, однако трубопроводы для их подключения остались на поверхности пола. Плотники опустили подоконники, а на следующий день обнаружилось, что приборы отопления монтировать невозможно, поскольку отсутствуют выпуски. После долгих выяснений поняли, что они, к сожалению, сбиваются простым ударом ноги.

Во-вторых, велика зависимость системы, собранной из таких трубопроводов от квалификации монтажников. Говоря о монтаже, нельзя забывать о том, что для каждого диаметра трубы характерно свое время нагрева и специалист, собирающий систему трубопровода, должен строго соблюдать это время, т. к. если перегреть муфту и затем немного ее передавить, расплавленный полипропилен затечет внутрь трубы и заузит сечение. Этот случай недавно подтвердился на мастер-классе НП «АВОК» в Казани: начальник ЖКХ города рассказал об отрицательном опыте применения полиэтилена, зарастающего солями. Была показана труба, проходное сечение которой заросло почти полностью за счет внутренних солевых отложений. В этом городе очень большое содержание солей в воде (почти 150 мг/л), но, как оказалось, виновата вовсе не вода и не трубы и даже не проектировщики, а неправильный монтаж трубопровода – труба просто оказалась чуть «схлопнута». Естественно, возле стенок трубы скорость течения воды была очень низкая, поэтому труба и засорилась. Это еще одно подтверждение того, что с трубами из полипропилена нужно обращаться очень осторожно.

Читайте также:  Оголовок трубы дымохода для чего

Третьим минусом труб из полипропилена является то, что замена участков трубопровода при его ремонте достаточно сложна – необходимо вскрывать полтора метра пола, чтобы заменить трубу. И, наконец, эти трубы можно сдавать в эксплуатацию только в открытом виде. Категорически нельзя заливать стяжку пола.

Еще одним нюансом, на который следует обратить внимание – рабочая температура у полипропилена на 10° меньше, чем у сшитого полиэтилена.

Зауженное проходное сечение трубы из полипропилена в результате неграмотного монтажа (участок стояка, вырезанный при капитальном ремонте дома)

Металлополимерные трубы

Этот материал очень удобен для монтажников. Он имеет низкую монтажную стоимость, т. к. для монтажа не нужно иметь дорогое оборудование. Но следует помнить, что среди необходимого оборудования должны обязательно присутствовать и ножницы для резки металлопласта, и специальная развертка, чтобы убрать заусенцы внутри трубы, для того чтобы резиновые уплотнители, стоящие на фитингах, не были прорезаны. Ведь как только на объекте нарушается технология монтажа этих труб, возникает риск возникновения аварии. Через 2 года после монтажа владелец такой квартиры рискует потратить на ремонт залитых нижних квартир огромные суммы, не говоря уже о финансовых затратах на свои апартаменты. Когда эта проблема была озвучена года 4 или 5 лет назад на одном из мастер-классов НП «АВОК», она вызвала возмущение, особенно у производителей данного оборудования. Но уже через год появились официальные публикации, в которых рассматривалась проблема металлополимерных труб, заключающаяся в том, что при маленьких радиусах загиба труба расслаивается по внешнему радиусу, т. е. внешний слой отслаивается от алюминия. Это вызывает «схлопывание» трубы. Когда труба «схлопывается» на холодной и горячей воде, это, хотя, конечно, и нежелательно, но не так страшно – вода идет под давлением и все равно растянет «схлопнувшуюся» стенку и вернет расслоившийся слой на место. В конечном итоге вода дойдет до потребителя. В системе же отопления, где перепад давления всего лишь 1 м вод. ст. это недопустимо, поскольку вызывает большие проблемы. Так, на одном из объектов владелец, нарушив утвержденный проект, переделал систему отопления, выполнив ее из металлопласта. В результате у него «схлопнулась» труба, потому что перепад температуры от 20 °С летом до зимой (75° перепада при смене сезона), приводит к тому, что молекулярный клей не удерживает слои и на сгибах трубы и внутренний слой стремится занять свое первоначальное положение, первоначальную длину – осевую трубы. Следовательно, по внешнему радиусу слой растягивается, труба «схлопывается» и система отопления перестает работать. И самое неприятное, что при открытии системы вода течет как в прямом направлении, так и в обратном. При этом прибор показывает, что батарея остывает. С помощью тепловизора служба эксплуатации выявила участок «схлопнутой» трубы. Поэтому не рекомендуется использовать в системах отопления трубы из металлопласта. Мы допускаем на своих объектах применение металлопласта в системах горячего и холодного водоснабжения, но только с опрессовочными фитингами и только при использовании коллекторной системы разводки. То есть от коллектора до потребителя должна идти одна целая труба без фитингов, т. к. в их составе присутствуют резиновые уплотнительные элементы, которые в случае неправильного монтажа могут быть повреждены заусенцами внутреннего слоя трубы.

Отмечу, что в последнее время несколько фирм-производителей сообщили о разработке нового молекулярного клея, но эти образцы еще проходят испытания.

Полибутиленовые трубы

С этим материалом наша служба эксплуатации впервые столкнулась в 2002 году, когда один из владельцев пентхауса захотел сделать систему отопления и водоснабжения из полибутиленовых труб. Трубы соединяются посредством пайки. Процесс монтажа очень быстрый. А главное, трубопроводные системы из этого материала функционируют много лет и не вызывают нареканий со стороны жильца и, соответственно, со стороны службы эксплуатации. Причем производители указывают, что рабочее давление этих труб, в отличие от полипропилена, на порядок выше. Так как эти трубы не горючие, то они, вероятно, смогут пройти сертификацию во ВНИИПО для применения их в водонаполненных системах пожаротушения. Сейчас нормативные документы требуют оборудование квартир приборами спецпожаротушения. Потому что, как показывает опыт, при пожаре огонь распространяется по внешним фасадам здания снизу вверх и потушить его без систем спецпожаротушения невозможно. Что касается инженерных коммуникаций, то по пластиковой канализации огонь распространяется сверху вниз, именно поэтому для канализационных труб применяется только безраструбные чугунные трубы.

Источник

Современные материалы для монтажа трубопроводов

Времена типовых застроек в России уже закончились – сегодня мы видим реализацию всё более сложных проектов. В жилищном строительстве всё чаще осуществляются смелые современные идеи, воплощение которых невозможно без передовых технологий. Перед проектировщиками и исполнителями заказов ставятся всё более сложные задачи: разнообразные требования заказчиков к решению технических заданий и качества выполняемых работ. Поэтому материал, выбираемый проектировщиком, должен соответствовать требованиям поставленной перед ним задачи. В первую очередь это относится к внутренним инженерно-техническим системам зданий, которые должны отвечать высоким требованиям безопасности, надежности и экологичности.

Сегодня на рынке существует огромное разнообразие материалов для монтажа трубопроводов и уже накоплен достаточно большой опыт по их применению. Наибольшее распространение (ввиду небольшой стоимости, простоты и скорости монтажа, а так же длительного срока службы) получил полипропилен PR-R 80. Высокая химическая стойкость при высоком давлении, а также изначальная однородность материала привели к широкому распространению этого полимера в жилищном строительстве, химической, пищевой и перерабатывающей промышленности. Основное требование к трубам из полипропилена – обязательный расчёт компенсации линейного расширения при нагревании и сжатии при охлаждении и обязательная установка неподвижных опор.

Применение труб из сшитого полиэтилена PE-X и «металлопластика» ( PE-X-AL-PE-X) было бы невозможно без высоких технологий как в производстве, так и при монтаже. Преимущества этих труб состоят в высоких эксплуатационных характеристиках их материала, универсальности (применяются в системах отопления, горячего и холодного водоснабжения), быстроте и технологичности монтажа. Одна из основных областей применения труб PE-X и PE-X-AL-PE-X – Устройство системы «тёплый пол». Использование пресс-соединений при монтаже сводит к минимуму влияние человеческого фактора, что повышает надёжность системы в целом. Возможность получения неразборного пресс-соединения позволяет осуществлять скрытую прокладку в конструкциях стен и потолков.

При использовании труб PE-X и PE-X-AL-PE-X в системах высокотемпературного отопления следует помнить, что для обеспечения компенсации линейных расширений и уменьшения теплопотерь трубы необходимо прокладывать либо в гофрированном шланге, либо в теплоизоляции. При невозможности использовать полимерные трубы (системы отопления свыше 90˚С и давлении свыше 25 бар) применяются медные, которые позволяют транспортировать не только воду и воздух, но и различные виды топлива, газ и масла, используемые в промышленности. В первую очередь это обусловлено высокой химической чистотой чистой меди и специальной антикоррозийной защитой внутренней поверхности. Для соединения медных труб используются бронзовые и медные фитинги под пайку и пресс-фитинги. Возможно также применение фитингов компрессионного типа.

При монтаже систем внутренней канализации обычно используются трубы и фитинги из трудновоспламеняемого полипропилена (PP) или из так называемого серого чугуна с высоким содержанием графита. Полипропиленовая канализация нашла широкое применение при массовых застройках, а чугун нового поколения устанавливается там, где к объектам предъявляются повышенные требования к пожаробезопасности, условиям эксплуатации и сроку службы. При прокладке наружных систем кроме традиционных чугунных труб всё чаще используются полиэтиленовые, а также двухслойные гофрированные трубы из полипропилена. Что касается последних, то двухслойная конструкция позволяет снизить стоимость труб, а полипропилен – обеспечить высокие технические и эксплуатационные показатели трубопровода.

Многообразие трубных систем, с одной стороны , позволяет каждому потребителю найти оптимальный вариант системы, с другой стороны, инвариантность порождает дополнительные трудности, поскольку выбор того или иного материала должен основываться на определённых знаниях и опыте. И поэтому оптимальным является такое решение, которое учитывает, по возможности, все факторы на этапах проектирования, строительства и эксплуатации конкретного объекта.

По материалам компании Эгопласт.

Полиэтилен.

Материал, получаемый посредством полимеризации этилена. По степени плотности и способу производств он делится на

  • Полиэтилен низкой плотности (высокого давления) – ПЭНП/PELD (ПЭВД);
  • Полиэтилен средней плотности (среднего давления – ПЭСП/PEMD (ПЭСД);
  • Полиэтилен высокой плотности (высокого давления) – ПЭВП/PEHD (ПЭНД);

Полиэтилен хорошо сваривается, благодаря чему трубы из этого материала идеально подходят для создания трубопроводных систем любой разветвлённой конфигурации. Достоинством труб из полиэтилена является и высокая морозоустойчивость, позволяющая эксплуатировать их при температуре до – 20 ˚С. Однако воздействие высокой температуры сказывается на снижении их прочности, поэтому основная область применения полиэтиленовых труб – системы холодного водоснабжения. Под действием солнечной радиации полиэтилен теряет ряд своих положительных свойств (например, эластичность), поэтому в материал труб, предназначенных для использования в наружных сетях, добавляют стабилизаторы. Впрочем, в настоящее время благодаря универсальности всё большее распространение получают трубы из сшитого полиэтилена.

Сшитый полиэтилен.

Химическая модификация полиэтилена, производящаяся путём проведения специальных операций, в результате которых линейные звенья макромолекул образуют между собой поперечные связи – «сшиваются».Такие связи обеспечивают материалу PEX, по сравнению по сравнению с обычным полиэтиленом (РЕ), повышенные термическую стойкость и прочность. Отметим, что при изготовлении РЕХ используется полиэтилен высокой плотности (PEHD). Существует три основных способа получения сшитого полиэтилена:

В первом случае процесс сшивки происходит за счёт введения в полиэтилен пероксидов. Степень сшивки зависит от количества пероксидов и может доходить до 85%. Материал, полученный таким способом, именуется PEX-а. При силановом методе сшивки в полиэтилен добавляются органосиланиды (например, винилсилан). Степень сшивки – не менее 65%. Получаемый материал обозначается как PEX-b. И, наконец, третий способ – радиационный. Он заключается в радиационном облучении полиэтиленовой трубы. Степень сшивки при таком методе составляет 60%. Как уже говорилось выше, по сравнению с полиэтиленовыми трубами, трубы из PEX, обладают большой термической стойкостью, что позволяет использовать их не только в системах холодного водоснабжения, но и в системах ГВС и отопления.

Немаловажным достоинством труб из сшитого полиэтилена является так называемый эффект памяти, заключающийся в стремлении материала вернуть свою первоначальную форму. Так, например, если трубу изогнуть, а затем участок изгиба нагреть до определённой температуры, то она восстановит свой первоначальный вид. Это свойство весьма важно при ошибках во время монтажа. Кроме того, «Эффект памяти» сохраняется у сшитого полиэтилена и при комнатной температуре, что важно при работе по соединению труб: развальцованная труба через несколько секунд начинает восстанавливать свою форму и, ещё до того как надвинута гильза, плотно соединяется с фитингом, повышая прочность соединения.

Ещё одно важное достоинство сшитого полиэтилена – способность к самокомпенсации температурного расширения. При повышении температуры стенка трубы утолщается и компенсирует тем самым линейное расширение. Кроме того, трубы их PEX не подвержены коррозии и зарастанию, имеют высокую ударопрочность и морозоустойчивость, стойкость к растрескиванию и химическую стойкость, а благодаря высокой эластичности их монтаж не отличается большими затратами и трудоёмкостью. Отметим, что многие PEX-трубы имеют наружный и внутренний барьерный слой, выполненный, например, из этиленвинилалкоголя (EVON), который препятствует проникновению кислорода в воду. Трубы PEX используются в системах холодного и горячего водоснабжения, отопления (в том числе напольного) и вентиляции, водоподготовки, а также применяются для создания технологических трубопроводов.

Полиэтилен повышенной термостойкости (PERT)

Трубы PERT изготавливаются из материала, называемого Dowlex (сополимер этилена с октеном). Они отличаются, высокой эластичностью, устойчивостью к ультрафиолету, низким коэффициентом линейного расширения и устойчивостью к воздействию высокой температуры. Что касается последнего свойства, то рабочая температура этих труб составляет 95 ˚С, но допускается их работа и при температуре до 110 ˚С. Максимальная температура, при которой трубы могут кратковременно функционировать – 124 ˚С (при этом сокращается срок эксплуатации).

Полипропилен (ПП/РР)

Существует несколько модификаций полипропилена:

  • гомополимер полипропилена, тип 1 (РР-Н);
  • сополимеры пропилена и этилена, тип 2 (РР-В);
  • рандомсополимер, тип 3 (ППР/PPR).

Большинство труб изготавливается из материала третьего типа. Надо сказать, что в 2003 году компания Borealis (крупнейший производитель сырья для пропиленовых труб) выпустила новый материал – Borealis RA – 130 E (PPR-100), который позволяет изготавливать трубы с меньшей толщиной стенок, чем при использовании PPR – 80. Трубы из пропилена используют для устройств систем водоснабжения, отопления и канализации. Для устройства отопительной системы применяют полипропиленовые трубы, армированные алюминием. Алюминиевый слой, в отличие от металлопластика, не соедняется клеем внутренним и наружным слоем полимера. Существуют также полипропиленовые трубы, армированные стекловолокном (продукт компании Aquatherm).

Полипропилен (PP – RCT)

Известный производитель полимерных материалов, компания Borealis, давно выпускает модификацию полипропилена – PP – RCT (торговая марка – Beta-PPR), обладающего более прочной структурой, чем популярный уже несколько лет PP-R/

Полибутен (ПБ/PB)

Полибутен – материал, получаемый полимеризацией бутена. Он отличается стойкостью к растрескиванию под давлением и высокой гибкостью. Кроме того, полибутен достаточно термостоек. Эти качества определили основную область применения труб из полибутена – системы напольного отопления.

Металлопластик

Как следует из названия, металлопластиковые (металлополимерные) трубы представляют собой комбинацию двух материалов – пластика и металла. Их конструкция включает в себя два (внутренний и наружный) полиэтиленовых слоя, между которыми находится алюминиевая трубка, соединенная с пластиковыми оболочками клеем. Алюминиевый слой придаёт трубе механическую прочность, препятствует проникновению кислорода и компенсирует линейное расширение. Наряду с наиболее распространённой комбинацией материалов металлопластиковых труб – сшитый полиэтилен-алюминий-сшитый полиэтилен (PEX-AL-PEX) – существуют и другие варианты. Так, например, пластиковые слои металлоплимерных труб могут быть выполнены из полиэтилена высокой плотности (PEHD-AL-PEHD) или полиэтилена повышенной термостойкости (PERT-AL-PERT). Кроме того, слои бывают неоднородными и состоят из сшитого (внутренний слой) и линейного (внешний слой) полиэтилена, например, PEX-AL-PE или PEX-AL-PEHD. К достоинствам металлополимерных труб можно отнести, малый вес, высокую (больше чему труб из PEX и PEHD) прочность, отсутствие коррозии, небольшой коэффициент линейного расширения, хорошая гибкость, длительный ( до 50 лет) срок службы. Один же из главных недостатков металлополимерных труб заключается в разной величине коэффициента линейного расширения у металла и пластика: по этой причине возможно расслоение трубы.

Медные трубы

В силу ряда существенных недостатков стальных труб в настоящее время в системах водоснабжения и отопления всё чаще используются полимерные трубы. Вместе стем увеличивается и спрос на медные трубопроводы. В ряду достоинств медных труб – устойчивость к коррозии, низкий коэффициент теплового расширения, хорошая гибкость. Немаловажно и то, что медь обладает бактерицидными свойствами. В системах внутренней канализации всё чаще используются безраструбные чугунные трубы. Они отличаются высокой прочностью и износостойкостью, устойчивостью к коррозии, отличными звукоизоляционными свойствами, высокой степенью огнестойкости, низким коэффициентом линейного расширения, экологичностью, лёгкостью монтажа и демонтажа. К тому же, в отличие от полимерных, чугунные трубы при пожаре не выделяют токсичных веществ. Отметим, что трубопроводы из нержавеющей стали не находят широкого применения по причине высокой стоимости и сложности монтажа.

Источник

Все о трубах © 2021
Внимание! Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению.