Тема 1.10 Неметалеві трубопроводи Використання неметалевих трубопроводів, їх типи
Трубопроводи з поліетилену високої щільності(ПВЩ) використовуються для високо агресивних середовищ з температурою середовища, не більше 400С.
Такі труби виготовляють трьох типів:
тип Л на умовний тиск 0,25 МПа;
тип С на умовний тиск 0,6 МПа;
тип Т на умовний тиск 1,0 МПа
умовним діаметром від6 до 300 мм, довжиною 6,8,10,12,м
з допуском
50
мм.
Фасонні частини виготовляють на пласт автоматах шляхом лиття з листових марок поліетилену.
Поєднання труб з ПВЩ виконується способом контактної зварки, яка основана на одночасному оплавленні зварюваних поверхонь за допомогою спеціального нагрівального обладнання з наступним швидким поєднанням їх під тиском.
Вініпластові труби використовують в системі хімводоочищення для транспортування агресивних середовищ при температурах
від – 10 до+ 400С. Вініпластові труби виготовляють з умовним проходом від 6 до 150 мм на умовний тиск 0,25 і 0,6 МПа довжиною від 1б5 до 3 м.
Вініпластові труби повинні зберігатись в сухих складських приміщеннях при температурі не вище 250С. При транспортуванні їх не слідує кидати і необхідно запобігати ударів.
Винипластові труби не повинні прокладатись поблизу трубопроводів з середовищем високої температури. Мінімальна відстань між паропроводом і вини пластовою трубою повинно складати не менше
(3-5)D гарячих труб.
На прямих ділянках труб при температурі середовища 400С повинні бути встановлені сальникові або П – подібні компенсатори.
Експлуатація вини пластових труб повинна відбуватись в приміщенні при температурі не нижче - 100С.
Між опорою і поверхнею труби прокладають м’яку гумову прокладку.
Сучасні полімерні труби, їх властивості, переваги та недоліки
Розмови про принципові достоїнства і деякі недоліки полімерних труб порівняно з металевими на даний час дуже поширені. Розглянемо плюси і мінуси полімерних труб порівняно з традиційними сталевими
Плюси - мала вага при достатньо високій міцності, висока корозійна стійкість, гладкість поверхні і, відповідно, висока пропускна спроможність, низька теплопровідність, відсутність обростання стінок, зручність монтажу мереж, естетичні якості.
Мінуси - залежність міцності труби від тиску і особливо від температури рідини, що транспортується, низький максимум робочих температур
(не вище 100°С), високий коефіцієнт теплового розширення (приблизно у 10 разів вище, ніж у сталі), швидке старіння під впливом прямих сонячних променів, високий коефіцієнт дифузії кисню через стінку труби.
При оцінці переваг і недоліків різних полімерних труб необхідно враховувати наступне :
для виробництва труб використовується цілий ряд полімерів з різними властивостями
сучасні технології виробництва полімерних труб використовують різні методи, що нівелюють недоліки полімерів
оптимальні результати від використання полімерних труб можуть бути отримані при правильному виборі типу труби стосовно заданих умов експлуатації.
Серйозність ролі полімерних труб в загальному балансі труб Європи і США була нами показана в попередньому номері журналу "Будпрофіль". У Росії полімерні труби поки за абсолютним обсягом застосування займають далеко не лідируюче положення, але перспективність їх застосування вже знайшла віддзеркалення в нормативних документах. Так, в Сніп 2.04.01-85 "Внутрішній водопровід і каналізація будівель" внесено зміну 2 в п. 10.1, що рекомендує застосовувати для внутрішніх мереж холодного і гарячого водопостачання полімерні труби і фасонні вироби з поліетилену, поліпропілену, полівінілхлориду, полібутилену і металополімерні композиційні труби.
Різноманіття типів полімерних труб і велике число фірм, що випускають такі труби, повинні народжувати неминучу конкуренцію. У якійсь мірі це так, але при детальному вивченні ситуації можна відмітити, що кожному типу труб відповідає своя область їх раціонального застосування.
Почнемо з порівняльного аналізу властивостей полімерів і труб, що отримуються з них. Першими для виготовлення труб були використані найголовніші термопласти: поліетилен (РЕ) і полівінілхлорид (PVC).
Залежно від режиму синтезу поліетилен отримують: високій щільності (РЕНD) - синтез при низькому тиску з каталізаторами - і низькій щільності (РЕLD). Поліетилен високої щільності має правильнішу будову молекул і великий ступінь кристалічності і, відповідно, велику міцність і теплостійкість. Саме РЕНD раціонально використовувати для виробництва труб.
Поліетилен зберігає пластичність при негативних температурах (до -70°С) і достатньо високу міцність (до +60°С). При вищих температурах міцність поліетилену падає, і він переходить в пластично-в'язкий стан. Поліетилен швидко старіє під дією прямих сонячних променів. Тому при використанні поліетиленових труб в зовнішніх відкритих мережах їх стабілізують, наповнюючи полімер сажа. Поліетиленові труби еластичні і при малому діаметрі поставляються в бухтах.
Полівінілхлорид (PVC) жорсткіший, химічно- і світло- стійкіший полімер, ніж поліетилен, але теплостійкість його так само не висока.
Оптимальна область застосування труб з поліетилену і полівінілхлориду - локальні каналізаційні мережі, що працюють без тиску. Найголовніші переваги полімерних труб в цьому випадку - мала вага, гладкість стінок, корозійна стійкість, простота монтажу. Такі труби можна різати простій ножівкою: мережі з них легко збираються уручну за допомогою розтрубів, муфт і фітінгов, що мають гумові ущільнюючі кільця. Мережі з полівінілхлоридних труб можна збирати також за допомогою клеїв і зварки. Фірми випускають багатий асортимент фітінгов: куточків, трійників, перехідників і т.п. Ще одна раціональна область застосування полівінілхлоридних труб - водовідвідні системи з дахів.
Більшою універсальністю, чим РЕ-труби, відрізняються поліпропіленовиє (РР) труби. Кажучи про поліпропіленових труби, необхідно відзначити, що на якість таких труб істотно впливає якість сировини. Кращою сировиною для поліпропіленових труб служить сополімер поліпропілен-рандом типу 3 (РРR 80), відомий під фірмовою назвою "Фузіолен". Цю сировину використовує найбільша фірма "Акватерм", що здійснює пристрій 35% полімерних трубопроводів в Європі.
Поліпропіленовиє (РР) труби жорсткіші, ніж поліетиленові, і системи з них збираються за допомогою фітінгов: куточків, трійників і т.п. Системи з РР-труб нероз'ємні. Вони вмонтовуються методом дифузійної зварки. Для пристрою тонких відгалужень від магістралі з великим діаметром є спеціальні фітінги. Для зчленування РР-труб з металевими деталями (кранами, змішувачами) виготовляють спеціальні фітінги із запресованими в них латунними елементами.
Поліпропіленовиє труби з успіхом можна використовувати для внутрішніх систем подачі холодної і гарячої води і для опалювальних систем в індивідуальному коттеджном будівництві. У таких випадках довговічність систем досягає 50 років.
В кінці 60 - початку 70 рр. ХХ в. відбулася одна з найголовніших подій в технології полімерів: з'явився поперечний зшитий поліетилен - РЕХ. Зшивання лінійних молекул поліетилену підвищило його теплостійкість і міцність, але при цьому полімер втратив здатність зварюватися. Для зшивання використовують поліетилен високої щільності (РЕНD); зшивання здійснюється декількома методами за допомогою іонізуючого випромінювання, перекисів і кремнійорганічних речовин (силанольная зшивання).
Труби РЕХ в європейських країнах займають перше місце серед полімерних труб. Вони можуть експлуатуватися при температурі до 95°С і при робочому тиску до 2 Мпа (20 атмосфер). При таких параметрах труби РЕХ можна рекомендувати як для систем водопостачання (холодного і гарячого), так і для опалювання в багатоповерхових будинках.
Монтаж систем з труб РЕХ здійснюється в роз'ємних і нероз'ємних варіантах. Роз'ємні з'єднання здійснюються за допомогою латунних фітінгов (муфт, косинців, ніпелів, трійників) з ущільнюючими пристроями у вигляді накидних гайок, цангових пристроїв і т.п.
Нероз'ємні з'єднання здійснюються за допомогою фітінгов і муфт, що обжимаються. З'єднання герметизується за допомогою легких ручних обтискових пресів. Слід враховувати, що надійне і довговічне з'єднання можна забезпечити, використовуючи тільки фітінги, що спеціально рекомендуються виробником труб.
Труби РЕХ через свою пластичність не утримують форму і вимагають кріплення за допомогою хомутів; вони також можуть замонолічиваться в конструкції (в цьому випадку допускається тільки нероз'ємне з'єднання труб).
У разі використання труб РЕХ великої довжини доцільно укладати їх в захисний кожух. У такому разі їх термічне розширення може компенсуватися за рахунок деформацій труби в кожусі.
Для пристрою теплої полови інтерес представляють труби з полібутилену (РВ). Полібутилен - еластичний матеріал і достатньо теплостійкий. РВ-труби поставляються в бухтах і легко укладаються в конструкцію підлоги, приймаючи будь-яку складну конфігурацію.
Проблема високих термічних деформацій полімерних труб, а також можливість дифузії кисню через стінку полімерної труби породила новий вигляд труб - композиційні металлополімерниє труби. Існують два види металлополімерних труб. У одному випадку алюмінієва труба знаходиться в середині перетину труби з РЕХ і всіх шарів сполучені клейовими прошарками. У іншому випадку алюмінієва оболонка знаходиться близько до зовнішньої поверхні і її захищає лише тонкий шар полімеру.
Металлополімерниє труби мають в п'ять разів нижчий коефіцієнт лінійного розширення і добре захищають від дифузії кисню. Крім того, металлополімерниє труби добре гнуться і утримують надану ним форму. З таких труб добре вмонтовуються складні по конфігурації системи, всілякі підведення, наприклад до теплових приладів. Металлополімерниє труби ефективні у відкритій проводці, особливо для підключення різних приладів (радіаторів, водонагрівачів і т.п.).
Спірним моментом в оцінці металлополімерних труб є монолітність зв'язку "полімер - алюміній". Кардинально, на наш погляд, вона вирішена тільки у труб "Фузіотерм - Штабі" за допомогою перфорації в алюмінієвій фользі.
Ще один варіант захисту трубопроводу від дифузії кисню - покриття поверхні труби лаковою плівкою на основі полівініл-алкоголя. Недоліком такого рішення є низька опірність плівки царапанью і удару.