Учебное пособие 1167

dн,мм

108.0

88.9

76.1

q,л/c G,кг/ч

Рис. 2.2. Номограмма на выровненных точках для гидравлического расчета медных трубопроводов:

dн – наружный диаметр трубы, мм; q, G – расход воды в трубах, л/с и кг/ч;

W – скорость движения воды в трубах, м/с;

1000i и Rl – удельные потери давления на трение в мм рт. ст. и Па/м

3.Пластиковые трубы

Внастоящее время на рынках России продается большое количество пластиковых трубопроводов. Единой систематизированной информационной базы, содержащей объективные данные по всем поступающим на наш рынок пластиковым трубопроводам и технологиям, до сих пор не создано. Данное обстоятельство усложняет задачу выбора наилучших из них.

Внастоящее время на Российском рынке предлагаются пластиковые трубы следующих видов:

трубы из поливинилхлорида; трубы из полиэтилена;

-трубы из полипропилена;

-трубы из металлопластика;

-трубы из стеклопластика.

21

Стандартные сокращения обозначения материалов пластиковых труб следующие:

РЕ – полиэтилен; РЕ-х – сшитый полиэтилен; РВ – полибутен;

PVC-U – непластифицированный поливинилхлорид; PVC-С – хлорированный поливинилхлорид;

РР-Н (тип 1) – полипропилен гомополимер; РР-В (тип 2) – полипропилен боксополимер; РР-R (тип 3) – полипропилен рандомсополимер.

3.1. Трубы из поливинилхлорида («PVC»)

Пластиковые трубы из поливинилхлорида появились еще в середине прошлого века. Наиболее известны трубы американской компании «Genova Systems». Они изначально предназначались только для индивидуального малоэтажного строительства и имеют ограниченные диаметры. Соединения фитингов осуществляется с помощью клея.

Внастоящее время в европейских странах практически отказались от применения данных трубопроводов даже в системах холодного водоснабжения. Причин здесь несколько. Во-первых, с течением времени активизируется процесс выделения токсинов, в том числе хлорэтилена, представляющий собой канцероген широкого спектра действия; во-вторых, поливинилхлорид не выдерживает возросших требований по устойчивости к возможным чрезвычайным ситуациям и пожару, т.к. является горючим материалом, который

при горении выделяет ядовитые газы – оксиды (CO) и диоксиды (CO2). Сегодня трубы из поливинилхлорида используются в Европе лишь в системах канализации, причем в самых дешевых домах.

Внашей стране напорные трубы из поливинилхлорида, главным образом, применяются для подземных водопроводных сетей вне зданий. Без оглядное их использование в многоэтажном строительстве, к сожалению, имеет отрицательный опыт: они не выдерживают срока гарантии даже в один год. В Россию значительная часть таких труб поступает в виде гуманитарной помощи, остальные производятся непосредственно на отечественных заводах.

Всистемах горячего водоснабжения ввиду вышеприведенных ограничений по их использованию они не применяются и, поэтому в данном издании не рассматриваются.

3.2. Трубы из полиэтилена

Трубы, изготовленные из полиэтилена, появились в середине 50-х г.г. Одним из достоинств этих труб является то, что они устойчивы к отрицательным температурам, вплоть до -20 °С. Это позволяет эксплуатировать та-

22

кие трубы и проводить их прокладку даже в зимних условиях. Полиэтиленовые трубы соединяются механическим способом – латунными или пропиленными фитингами. Область их применения – в основном холодное водоснабжение. При более высоких температурах прочность полиэтилена падает, и он приходит в пластично-вязкое состояние. Полиэтилен быстро стареет под действием прямых солнечных лучей. Поэтому при использовании полиэтиленовых труб в наружных открытых сетях их стабилизируют, наполняя полимер сажей.

В начале 70-х годов появились трубы из «сшитого» полиэтилена. Всего имеется три способа «сшивания» полиэтилена:

-химический способ пероксидом (РЕ-Ха);

-химический способ силаном (РЕ-Хв);

-физический способ – электронным облучением (РЕ-Хс).

«Сшивание» полиэтилена высокой плотности представляет собой процесс образования поперечных и продольных связей между длинными молекулами полимера под воздействием интенсивной бомбардировки электронами.

Изготовленные таким образом трубы, используемые для сантехнических нужд, не требуют промывки и могут применяться в контакте с питьевой водой. Более того, после процедуры «сшивания» трубы приобретают дополнительные свойства:

-высокую прочность;

-термостойкость;

-устойчивостькмногократным, резкимперепадамдавленияитемператур;

-абсолютную неподверженность коррозии;

-исключительную пластичность;

-стойкое сохранение формы при изгибе;

-стопроцентную кислородо-водонепроницаемость.

3.2.1.Трубы «Sanext PEX//EVON//PEX» (Россия)

Ссентября 2004 года компания ООО «Санекст» производит современные полимерные трубы для внутренних и наружных инженерных систем водоснабжения.

ООО «Санекст» − единственный производитель пятислойных полимерных труб из полиэтилена PEX//EVON//PEX, а также труб «SANEXT» «теплый» пол для инженерных систем отопления, горячего и холодного водоснабжения.

Производство пластиковых труб «SANEXT» осуществляется на европейском экструзионном оборудовании последнего поколения, компьютеризированном и обеспечивающем европейский уровень качества труб.

Трубы «Sanext PEX//EVON//PEX» представляют собой новейшее поколение полимерных труб РЕХ с многослойной структурой (рис. 3.1), специально разработанных для горячего и холодного водоснабжения, отопления и т.д.

23

4

2

1

3

Рис. 3.1. Труба из полиэтилена “Sanext PEX//EVON//PEX”:

1 - внутренний слой; 2 - адгезивный (склеивающий) слой; 3 - антидиффузионный слой EVON;

4 - наружный слой из полиэтилена PEX

При производстве труб «Sanext PEX//EVON//PEX» в качестве базового материала для внутреннего (1) и наружного слоев (4) используется модифицированный органосиланами полиэтилен (РЕХ-в), являющийся поперечно сшитым. Антидиффузионный слой (3) представляет собой сополимер этилена и поливинилового спирта, чаще называемый этиленвинилалкоголем или этиленвиниловым спиртом (EVON).

Соединение слоев РЕХ-в и EVON между собой осуществляется с помощью адгезива (2), обеспечивающего образование химических связей между слоями. Прочность такого соединения практически не отличается от прочности монолитной структуры, как если бы труба была однослойной.

Трубы рассчитаны на максимальную рабочую температуру +90 °С и рабочее давление 1,0 МПа с возможностью кратковременного (не более сутки) повышения температуры до +110 °С.

Антидиффузионный слой из материала «EVON» обеспечивает отличный кислородный барьер, а также защищает от углекислого газа и многих органических паров.

Трубы «Sanext PEX//EVON//PEX» соответствуют СП 41-109-2005. По-

ставляется в бухтах 50, 100, 200 метров и в отрезках 6, 12 м. Сортамент выпускаемых труб представлен в табл. 3.1.

24

Преимущества труб «Sanext PEX//EVON//PEX» по сравнению с металлическими, металлопластиковыми и полимерными трубами из других пластмасс:

-данный тип труб специально разработан для применения в системах центрального отопления, горячего и холодного напорного водоснабжения с учетом опыта эксплуатации полимерных труб;

-трубы «SANEXT РЕХ // ЕVОН // РЕХ», снабженные антидиффузионым барьером «ЕVОН», отвечают требованиям [4], предписывающим при-

менять в системах отопления полимерные трубы с показателем кислородопроницаемости не более 0,1 г/м3 в сутки ;

-барьерный слой «ЕVОН» расположен между слоями «РЕХ», что защищает его от механического повреждения в процессе монтажа и разрушительного воздействия влаги в отличие от труб «РЕХ» с наружным слоем

«ЕVAL ( ЕVAL РЕХ)»;

-идеально подходят для скрытого монтажа, что улучшает внешний вид помещений и создает дополнительные возможности для дизайна, эластичность материала труб «SANEXT» снижает гидравлический удар в три раза по сравнению со стальными трубами;

-в отличие от металлопластиковых труб, трубы «SANEXT РЕХ//ЕVОН//РЕХ» не расслаиваются вследствие знакопеременных температурных нагрузок, так как все 5 слоев трубы «SANEXT» являются полимерами, имеющими равные коэффициенты линейного температурного расширения;

-трубы «SANEXT РЕХ//ЕVОН//РЕХ» более эластичны по сравнению с металлопластиковыми трубами и особенно трубами из стали. Благодаря этому существенно облегчается монтаж системы, снижается количество фасонных изделий и стоимость системы в целом;

-трубы «SANEXT РЕХ//ЕVОН//РЕХ» намного легче металлических, а способы монтажа просты и удобны даже в ограниченном пространстве - установка системы не требует больших усилий и временных затрат;

-трубы не зарастают со временем вследствие коррозии - напор не ослабевает и вода поступает в достаточном количестве во все точки системы.

25

3.2.2. Труба «COBRA-PEX» (Италия)

Полиэтиленовая труба «Cobra-PEX» производиться ведущим итальян-

ским концерном «Tiemme Raccorderie».

Используемая технология производства труб из молекулярно сшитого полиэтилена основана на пероксидносшиваемом полиэтилене средней плотности. При этом процессе «сшивки», т.е. процесс образования трехмерных молекулярных связей, происходит после экструдирования трубы в специальной соленой (пероксидной) ванне при температуре около 200 °С. При этом достигается степень сшивки не менее 80 %.

Сортамент труб приведен в табл. 3.2

Достоинство труб:

-высокая рабочая температура +95 °С при высоком давлении;

-длительный срок службы при максимальных рабочих параметрах;

-«молекулярная память» − способность к восстановлению первоначальной формы после деформации вследствие чрезмерного изгиба-надлома или замораживания системы;

-простота монтажа – гибкость трубы в сочетании с большой длиной намотки значительно сокращает число соединений, особенно при применении коллекторной схемы разводки;

-устойчивость к воздействию агрессивных сред;

-не корродируют внутри и снаружи, не нуждаются в покраске;

-не происходит оседания накипи;

-экологически чистые;

-отсутствие шумовых эффектов при прохождении воды.

26

- отсутствиеэлектрическойпроводимости(непроводитблуждающиетоки); отсутствие химической коррозии (отсутствуют гальванические пары), что позволяет избежать заужения внутреннего диаметра трубы и пропускная

способность трубы не уменьшается с течением времени;

-простота установки–монтаж полипропиленовой трубы в 2-4 раза быстрее, чем стальной, а это больше объектов, больше заказов;

-не подвержены известковому отложению вследствие гладкой внутренней поверхности;

-не подвержены воздействию кислот, растворителей и других химических реагентов;

отсутствие бактериальной флоры. Полипропилен химически стоек и совершенно не влияет на качество транспортируемой воды;

акустическая изоляция (не возникает резонанса в связи с протеканием воды и шума от гидравлических ударов);

-уменьшениесопротивленияпотокуиз-загладкойвнутреннейповерхности.

Рис. 3.3 Полипропиленовая труба

Лучшим сырьем для полипропиленовых труб служит сополимер полипропилена − рандом типа 3 (PPR 80). Это легкий и прочный сополимер, относящийся к разряду термопластов. Он химически стоек к большинству растворителей как кислотного, так и щелочного типа. Особый интерес представляет тепловая универсальность полипропилена: трубы из него эксплуатируются при температурах от -10 °С до +90 °С. Кратковременно трубы выдерживают повышение температуры до 100 °С. Благодаря эластичности материала, вода в полипропиленовых трубах может замерзать, не разрушая их.

Этот сополимер получен путем модификации структуры полипропилена, т.е. добавления в его молекулярную цепь молекулы этилена, что улучшает механические свойства полипропилена (вязкость, эластичность, высокотемпературная прочность).

На сегодня в мире признано, что этот статистический сополимер про-

28

пилена наиболее ценен. Он характеризуется наибольшей прочностью и долговечностью при повышенных температурах, что обусловило широкое применение их в бытовых инженерных сетях. Этому способствует и низкая теплопроводность PPR. Его коэффициент теплопроводности равняется

0,23 Вт/м * °С.

«PPR» не наносит вреда окружающей среде. При его обработке и утилизации отходов не образуются экологически вредные вещества. Кроме того, полипропилен пригоден для утилизации без добавления экологически вредных веществ.

3.3.1. Трубопроводы из полипропилена «Рандом сополимер» (Россия)

Трубы и соединительные детали из полипропилена "Рандом сополимер" применяются в системах холодного и горячего водоснабжения административных и промышленных зданий, в системах отопления, в пневмопроводах и технологических трубопроводах. Трубы из пропилена применяются при возведении новых и при реконструкции существующих, а также замене старых трубопроводов [5].

Полипропилен, получаемый в результате реакции полимеризации пропилена в определенных пропорциях, определяет основные физические и химические свойства труб и фитингов, изготовленных из данного материала. Трубопроводы, смонтированные из данного материала, не ржавеют, не гниют, не меняют вкус и химические свойства протекающей жидкости. Расчетная продолжительность срока службы составляет не менее 50 лет, а температура теплоносителя может достигать 95 °С.

Трубы из полипропилена PPR-C (Тип 3) выпускаются трех основных типов:

-РН10 - длятрубопроводовхолодноговодоснабжениясдавлением1 МПа;

-РН 20 - для трубопроводов горячего и холодного водоснабжения

(t=20 °С - 2,0 МПа, при t=75 °С - 0,6 МПа).

-РН 25 (армированные) - для трубопроводов холодного и горячего водоснабжения отопления с давлением при t=20 °С - 2,5 МПа,

при t=90 °С - 1,0 МПа.

Основные преимущества:

-длительный срок службы трубопроводов;

низкая стоимость материала;

-полное отсутствие коррозии и зарастания в процессе эксплуатации;

-простота и увеличение скорости монтажа трубопровода в 5-7 раз по сравнению с металлическим;

-отсутствие расходных материалов и необходимости предварительных заготовок;

-не требуется покраска;

-полная герметичность сварных соединений;

29

- высокая химическая стойкость трубопроводов; меньший (по сравнению с металлическими трубами) уровень шума по-

тока жидкости;

-система выдерживает несколько циклов замерзания;

-материал экологически абсолютно безвреден и не выделяет вредных веществ при монтаже трубопровода, ни при его эксплуатации;

-низкая стоимость монтажа и эксплуатационных расходов.

Системы трубопроводов из полипропилена пригодны для всех известных типов прокладки: открытая прокладка, под штукатуркой, в шахтах и каналах, прокладка в грунте и другие виды. Соединение пластмассовых деталей производится с помощью специального оборудования методом термической сварки. Соединение пластмассовых деталей с металлическими производится с помощью комбинированных и фланцевых деталей. Специальные комбинированные детали, запорная арматура и крепеж позволяют комбинировать полипропиленовые трубы с другими системами и собирать практически любые схемы.

При замерзании воды в трубах PPRC они не разрушаются, а только увеличиваются в диаметре, а при нагреве вновь приобретают нужный размер. Типоразмеры труб приведены в табл 3.4. Они поставляются в отрезках длинной 4 м.

Условное обозначение труб из трех слов: труба «PPRC», размер наружного диаметра и тип трубы. Пример условного обозначения трубы из PPRC наружным диаметром 50 мм и марки PN20: труба PPRC 50 PN20.

Основные физико-механические свойства труб и соединительных деталей из «PPRC» приведены в табл. 3.3

Таблица 3.3

Основные физико-механические свойства труб из «PPRC»

30