Трубы и фитинги из полипропилена: типы и особенности монтажа

При организации инженерных систем всё чаще стали применяться различные виды полимерных труб и фитингов, частично заменив собой трубы из черных/цветных металлов и их сплавов. Одно из первых мест в этом списке занимают трубы и фитинги, выполненные из полипропилена. В этой статье мы рассмотрим типы и особенности монтажа таких изделий, а также разберем плюсы и минусы полипропилена.

Что из себя представляет полипропилен?

Полипропилен – легкий кристаллизующийся материал, выпускаемый в виде окрашенных или неокрашенных гранул. Для придания ему оттенка применяют пигменты или специальные органические красители.

Полипропилен представляет собой термопластичный неполярный полимер синтетической природы, относящийся к классу полиолефинов. Это твердое белое вещество, получаемое в процессе полимеризации пропилена. Реакция идет с использованием катализаторов.

Впервые полипропилен был получен методом полимеризации немецким химиком Карлом Реном и итальянским химиком Джулио Натта. Эти ученые в 1954 году получили кристаллический изотактический полипропилен. После этого открытия совсем скоро, в 1957 году, полипропилен начали синтезировать в промышленных масштабах.

Преимущества и недостатки труб и фитингов из полипропилена

Продукция из полипропилена может применяться в системах подачи технической и питьевой воды, транспортировки теплоносителей, агрессивных сред, сжатого воздуха, полива, дренажа, в агропромышленном комплексе и на различных производствах. Полипропилен является вторым по важности пластиком в мире (после полиэтилена).

Преимущества:

– Малый вес
Полипропилен является одним из наиболее легких полимеров из всех стандартных пластмасс.

– Износостойкость
Полипропилен стоек к истиранию.

– Низкая стоимость изделий

– Экологичность
Изделия не токсичны и отлично утилизируется.

– Полипропилен сохраняет механические и диэлектрические характеристики даже при повышенных температурах, в условиях повышенной влажности и при погружении в воду.

– Низкий коэффициент шероховатости поверхности препятствует образованию отложений на внутренних стенках ПП труб в процессе эксплуатации.

– Высокая стойкость к растрескиванию от напряжений под воздействием окружающей среды.

– Низкая чувствительность полипропилена к воздействию микроорганизмов (бактерии, грибы).

– Изделия из полипропилена обладают хорошей стойкостью при стерилизации паром.

Отдельное внимание следует уделить стойкости данного материала к химическому воздействию:

- очень высокая стойкость к действию разбавленных и концентрированных кислот, спиртов и оснований;
- хорошая стойкость к действию альдегидов, сложных эфиров, алифатических углеводородов, кетонов;
- ограниченная стойкость к действию ароматических и галогенсодержащих углеводородов и окислителей.

Недостатки:

– низкая стойкость к действию УФ-излучения, ударной нагрузке и образованию трещин
– высокая хрупкость при температурах ниже —20 °C
– низкая максимальная температура эксплуатации (90–120 °C)
– полипропилен является высокогорючим материалом
– высокие значения коэффициента линейного расширения
– между молекулами полипропилена свободно проходит молекула кислорода, поэтому вода, находящаяся в такой трубе, свободно насыщается кислородом, который, реагируя с металлическими деталями, их окисляет. Справиться с данной проблемой позволяет применение армирующих слоев из алюминия.

При проведении монтажных работах эти свойства полипропилена необходимо учитывать, иначе может произойти деформация и нарушение герметичности магистрали в процессе эксплуатации.

Маркировка полипропиленовых труб - что она означает?

Для того чтобы оценить пригодность трубы для той или иной задачи, необходимо разобраться, что именно означают и на что влияют характеристики, указанные производителем в маркировке на её поверхности. Маркировка трубопроводов определена в ГОСТ 32415-2013 (Трубы напорные из термопластов и соединительные детали к ним для систем водоснабжения и отопления. Общие технические условия) и ГОСТ 53630-2015 (Трубы напорные многослойные для систем водоснабжения и отопления. Общие технические условия).

Пример маркировки:

PP-R/AL/PP-R SDR6/S2, 5   25х4, 2   Class 1/1.0 МПа

1) Сочетание PP означает, что труба изготовлена из полипропилена. К этим буквам могут добавлять другие обозначения в зависимости от состава:

- R – труба сделана из рандомсополимера. Изделия с данной маркировкой наиболее универсальны, благодаря повышенной термостойкости могут применяться в системах отопления любого вида, а также в системах горячего и холодного водоснабжения.
- H – труба сделана из гомополимера. Данная разновидность полипропилена может применяться только для систем холодного водоснабжения.
- B – труба выполнена из блоксополимера. Может применяться в системах холодного водоснабжения, а также в системах изкотемпературного отопления.

2) S (PN) – максимальное допустимое рабочее давление (Бар), с которым система может эксплуатироваться при температуре 20°C в течение срока службы 50 лет. Толщина стенки изделия напрямую влияет на данный показатель. В таблице ниже отмечены значения «PN» при указанном в маркировке значении «S». В данном случае, для S2,5 , PN=20 бар.

Значения PN для труб с маркировкой S.jpg 
Таблица 1 – Значения PN для труб с маркировкой «S».

3) SDR – стандартное размерное отношение, которое приблизительно соответствует D/t, где D... - наружный диаметр трубы, а t... - толщина стенок трубы.

4) 25х4,2 - несколькими цифрами указаны наружный диаметр и толщина стенки в мм.

5) AL, ALUM – внутренний армирующий слой, выполненный из алюминиевой фольги. Армирующий слой также выполняется из стекловолокна (GF,FB,FIBER) и базальтового (BF) волокна.

6) Класс эксплуатации по ГОСТ
Области применения конкретного образца трубопровода из сшитого полипропилена зависят от класса эксплуатации по ГОСТ 32415-2013 и ГОСТ 53630-2015. Таблица классификаций эксплуатационных характеристик приведена ниже:

классификация эксплуатационных характеристик трубопроводов из полипропилена согласно ГОСТ 32415-2013 и ГОСТ 53630-2015..jpg


Таблица 2 – классификация эксплуатационных характеристик трубопроводов из полипропилена согласно ГОСТ 32415-2013 и ГОСТ 53630-2015

Пояснения к таблице 2:

1. Максимальный срок службы трубопровода для каждого класса эксплуатации определяется суммарным временем работы трубопровода при рабочей, максимальной и аварийной температурах и составляет 50 лет.

2. При сроке службы менее 50 лет все временные характеристики, кроме аварийной температуры, следует пропорционально уменьшать.

3. Для классов эксплуатации 1, 2, 4 и/или 5 рабочее давление выбирают из ряда 0,4; 0,6; 0,8 и 1,0 Мпа.

4. Могут устанавливаться другие классы эксплуатации, но настоящий стандарт распространяется на значения температур, не превышающих нормы для конкретного класса.

5. Трубы и фитинги для классов эксплуатации 1, 2, 4 и/или 5 должны быть пригодными для транспортирования холодной воды в течение 50 лет при температуре 20 °C и рабочем давлении 1,0 Мпа.

Однослойные и многослойные трубы из полипропилена: для чего применяют армирование, его виды и функции?

Наряду с однослойными трубами из полипропилена все более широкое распространение получают армированные (многослойные) варианты. Чаще всего их используют при монтаже водопроводов горячего водоснабжения и систем отопления.

Однослойные трубы из полипропилена - 02.jpg




Однослойная труба из полипропилена

В этой части статьи мы разберемся в видах армированного полипропилена и их особенностях, а также расскажем, по каким признакам они различаются и на каком из вариантов следует остановить свой выбор при покупке.

Ранее, перечисляя недостатки полипропилена, мы узнали, что данный материал имеет высокие значения коэффициента линейного расширения при нагреве, что может привести к деформациям и нарушении герметичности магистрали в процессе эксплуатации.

Вторым важным фактом является его высокая кислородопроницаемость. Армирующий слой образует жесткий каркас и не дает трубе удлиняться и деформироваться при нагреве, а также препятствует прохождению кислорода к теплоносителю в случае применения алюминия.

Существуют следующие виды армирования:

1)     Армирование слоем алюминиевой фольги с внешней стороны трубы (под декоративным слоем полипропилена).
Для производства труб с таким типом армирования применяется цельная или перфорированная алюминиевая фольга толщиной 0,1 - 0,5 мм. Соединение слоев происходит с помощью специального клея. Так как фольга находится снаружи трубы, перед сваркой с соединительным фитингом её предварительно зачищают от слоя алюминия. Сплошной слой алюминиевой фольги не позволяет кислороду проникать через стенку трубы и попадать в теплоноситель, избыточное количество которого может привести к коррозии приборов отопления. Однако для фольги, обладающей гладкой поверхностью, достаточно трудно обеспечить прочное соединение с полипропиленом. Чтобы избежать таких последствий, производители стали применять фольгу с перфорацией. В ней имеются равномерно расположенные отверстия, благодаря которым слои полипропилена очень хорошо скрепляются между собой. Кислородопроницаемость такой конструкции выше, но остаётся в пределах допустимой нормы.

600х400(2).jpg


Сверху - труба из полипропилена, армированная слоем алюминия посередине.
Снизу - труба из полипропилена, армированная слоем алюминия с внешней стороны трубы.


2) Армирование слоем алюминия посередине, между двух слоёв полипропилена.
Такие трубы, в отличие от первого варианта, не требуют зачистки верхнего слоя трубы для обеспечения хорошего качества сварочного соединения, но их необходимо торцевать, для того чтобы слой алюминия не находился в контакте с водой. Осуществить это можно либо с помощью ручного торцевателя, либо с помощью торцующей насадки для электроинструмента. Данный вид армирования обеспечивает низкий коэффициент расширения и низкую кислородопроницаемость, является самым универсальным и доступным из всех перечисленных.

Труба из полипропилена, армированная слоем алюминия посередине..jpg


Труба из полипропилена, армированная слоем алюминия посередине

3) Труба, армированная стекловолокном.
Стекловолокно является более современным видом армирования. Слой смешанного с полипропиленом стекловолокна расположен между двумя слоями полипропилена (с внешней и внутренней стороны трубы). В данной конструкции слои надёжно скреплены между собой и являются монолитным веществом. Труба не требует зачистки для обеспечения хорошего качества сварочного соединения. Торцевать их также не требуется. Коэффициент линейного расширения у этих видов труб немного выше, чем у вариантов, армированных алюминием, но при этом ниже теплопроводность. Трубы с армированием из стекловолокна менее чувствительны к скачкам температуры и давления.
Основные отличия заключаются в том, что они способны выдерживать меньшую температуру, чем при армировании алюминием, и почти не препятствуют проникновению кислорода к теплоносителю.

Трубы из полипропилена, армированные стекловолокном - 01.jpg


Трубы из полипропилена, армированные стекловолокном



4)     Полипропиленовая труба, армированная базальтовым волокном.
Данный вид труб имеет такой же коэффициент линейного расширения, как и у труб, армированных стекловолокном, и аналогичный способ монтажа. Преимущества заключаются в высокой термостойкости и устойчивости к перепадам давлений. За счет применения базальтового волокна труба имеет более высокие прочностные характеристики и большее внутреннее (проходное) сечение при схожих характеристиках.



Советы по подбору и монтажу труб и фитингов из полипропилена


1. Все типы трубопроводов из полипропилена будут служить вам на протяжении 50 лет, если соблюдать условия эксплуатации не превышать допустимое рабочее давление и поддерживать температуру рабочей среды 20°C.

2. В процессе подбора трубопровода для системы с известными параметрами следует руководствоваться ГОСТ 32415-2013 и ГОСТ 53630-2015 . Они устанавливают 4 класса эксплуатации для трубопроводов из полипропилена.

Нельзя устанавливать трубы в те системы, на которые они не рассчитаны. Перед покупкой обязательно убедитесь в наличии соответствующей маркировки на корпусе и в паспорте завода-изготовителя.

3. Используйте трубы и фитинги строго по их назначению. Соединительные фитинги должны быть того же производителя и выполнены из того же вида полипропилена, что и прокладываемые трубы. Только в таком случае производитель может гарантировать надежность и качество конструкции.

4. Помимо класса эксплуатации трубопровода следует обратить внимание на рабочее давление системы. Если оно окажется выше того, на которое рассчитан трубопровод, это приведет к аварийным ситуациям и сокращению срока его службы.

Рабочее давление (при соответствующем классе эксплуатации) указывается в паспорте и на корпусе трубопровода, например: Class 2/10 bar. Это значит, что при максимальной рабочей температуре, соответствующей 2 классу эксплуатации (70°C), максимальное рабочее давление не должно превышать 1,0 Мпа. Рабочее давление системы напрямую зависит от температуры теплоносителя. Чем выше температура, тем оно меньше.


5. Полипропиленовые трубы могут применяться в системах с максимальным рабочим давлением до 2,5 МПа и температурой до 90°C.

На протяжении 100 часов за весь период эксплуатации возможны кратковременные скачки температуры вплоть до 95°C (для 1 и 2 класса) и 100°C (для 4 и 5 класса).

6. На длинных участках трассы обязательно устанавливайте компенсаторы, так как полипропилен имеет довольно высокий коэффициент линейных расширений.

7. Важно беречь трубы от прямых солнечных лучей. Контакт полипропилена с ультрафиолетовым излучением разрушает его структуру, вследствие чего он становится более хрупким.

8. Для установки в системе холодного водоснабжения подойдет любой вид полипропиленовой трубы. Следует обратить внимание на значение номинального давления. Оно не должно быть меньше, чем давление в системе.

9.Труба, применяемая в системе горячего водоснабжения, должна быть армированной. Классы эксплуатации данной трубы - Class 1, Class 2. Для транспортировки горячей воды температурой до 60°C подойдет первый и второй класс эксплуатации. Для горячего водоснабжения с температурой до 70°C применяется труба второго класса эксплуатации.

10. Для установки в системах отопления применяются только армированные трубы с классами эксплуатации Class 3 и Class 4 . Класс 3 применяется в системах с рабочей температурой теплоносителя до 60°C. Трубы класса 4 применяют в системах с рабочей температурой теплоносителя до 80°C. Лучше всего подойдет труба, армированная алюминиевой фольгой, так как она практически не пропускает кислород через стенки к теплоносителю и обладает достаточной жесткостью для работы в условиях высоких температур.

11. Остерегайтесь подделок! Покупайте материал только у официальных дилеров.