Jakou teplotu vydrží plastové trubky?

Mrazuvzdornost je klíčovým faktorem při použití polymerových trubek při použití v externích vodovodních sítích. V tomto případě se dostává do popředí takový parametr polymerních trubek, jako je křehkost, která při nízkých teplotách může vést k úplnému zničení vodovodního systému. Křehkost přímo souvisí s krystalizací molekulární struktury materiálu při nízkých teplotách, což je třeba vzít v úvahu při výběru trubek.

Za mrazuvzdornost se považuje schopnost polymeru odolat mnoha cyklům zmrazování a rozmrazování, aniž by došlo ke ztrátě životnosti a stanovených technických parametrů potrubí. Obvykle se bere spodní teplotní limit mínus 20°С, což v klimatických podmínkách severních oblastí Ruské federace a Arktidy již není zcela oprávněnou hodnotou. Někteří výrobci vytvářejí speciální polymerové trubky pro pouliční zásobování vodou pro severní oblasti Ruska. Konkrétním příkladem takové realizace je nemrznoucí trubka Isoproflex Arctic, kterou vyrábí skupina společností Polimerteplo.

Typy polymerních trubek pro pouliční zásobování vodou

Vnější potrubí používají tři typy polymerových trubek, které splňují požadavky na vysokou mrazuvzdornost. Potrubí vyrobená z polyvinylchloridu (PVC) jsou z tohoto seznamu vyloučena, protože tento materiál má téměř nulovou odolnost vůči negativním teplotám. Ze zbývajících typů stojí za vyzdvihnutí polypropylen, nízkohustotní polyethylen a zesíťovaný polyethylen se zesíťováním molekul polymeru.

polypropylen

Hlavním rozdílem mezi tlakovými trubkami vyrobenými z polypropylenu je jejich relativní tuhost, díky které jsou tyto trubky dodávány ve formě měřených úseků. Polypropylenové trubky se dobře svařují, jsou vysoce odolné vůči chemikáliím a mají velmi dlouhou životnost.

Charakteristickým znakem polypropylenových potrubí je skutečnost, že základní struktura PP polymeru nemá příliš vysokou mrazuvzdornost a spolehlivě funguje pouze do minus 20°C. Pro uliční vodovody byly vyvinuty modifikace polypropylenového materiálu pod značkami PP-RP a P-RCT, což jsou běžné a tepelně stabilizované statistické kopolymery polypropylenu.

Síťovaný polyetylén – PEX

Síťovaný polyetylen pod značkou PEX je typem konvenčního polyetylenu, jehož molekuly jsou spojeny horizontálními vazbami. Tato struktura zvýšila odolnost potrubí vůči vysokým teplotám, ale pro pouliční zásobování vodou tato funkce není zahrnuta v seznamu výhod.

Charakteristickým znakem potrubí ze zesíťovaného polyetylénu jsou mechanické způsoby spojování trubek, z nichž hlavní jsou lisovací a lisovací tvarovky. Svařovaný spoj ničí vodorovné spoje a není vhodný pro tento typ potrubí.

Potrubí PEX má poměrně vysokou cenu, která je dána nákladným způsobem jejich výroby. Z tohoto důvodu se pouliční vodovodní potrubí z tohoto materiálu v praxi používá velmi zřídka.

Nízkotlaký polyetylén – HDPE

Konvenční nízkohustotní polyethylen je široce používán v systémech zásobování vodou v ulicích díky své nízké ceně, dobré flexibilitě a snadnému připojení pomocí termoplastického svařování nebo závitových tvarovek.

Vysoká mrazuvzdornost nízkohustotního polyetylenu prakticky není omezena rozsahem vnějších teplot a dobrá termoplasticita materiálu prakticky eliminuje poškození potrubí i při zamrzání vody uvnitř potrubí.

Mezi další vlastnosti nízkohustotního polyethylenu patří jeho nízká odolnost vůči ultrafialovým paprskům, což vyžaduje umístění pouličních vodovodních potrubí pod zem nebo do ochranného pouzdra.

Výhody a nevýhody polymerních materiálů

Z širokého seznamu výhod polymerních potrubí s vysokou mrazuvzdorností zdůrazňujeme několik hlavních faktorů, které určují široké použití těchto potrubí ve velmi blízké budoucnosti:

• hladké stěny polymerního potrubí zabraňují hromadění usazenin, což má pozitivní vliv na stálost technických a provozních parametrů vodovodního systému;
• Polymerové trubky mají výjimečně vysokou odolnost proti korozi. Tato funkce eliminuje pravidelnou údržbu potrubí a jejich oprava nevyžaduje vysoce kvalifikovanou práci;
• nízká hmotnost a plasticita snižují náklady na dodávku a instalaci potrubí pro pouliční vodovodní systémy;
• polymerové trubky nevypouštějí škodlivé látky a jejich ekologická bezpečnost je potvrzena četnými vědeckými studiemi;
• Životnost polymerových trubek je několikanásobně delší než jejich ocelové nebo litinové protějšky a průměry 50 a další roky.

Mezi nevýhody nezamrzajících venkovních vodovodních potrubí stojí za zmínku jejich omezená mechanická pevnost a nižší maximální tlak uvnitř potrubí než u ocelových protějšků.

Isoproflex Arctic – nemrznoucí trubky nové generace

Předizolované trubky Isoproflex Arctic jsou speciálně navrženy pro náročné teplotní podmínky a jejich vysoká odolnost vůči negativním teplotám na ulici je charakteristickým znakem těchto produktů. Potrubí Isoproflex Arctic je nízkotlaká polyetylenová trubka (PE-80), která je uložena v tepelně izolačním plášti z polyuretanové pěny. Výrobek je shora chráněn vlnitým polyetylenovým obalem.

Důležitým prvkem konstrukce Isoproflex Arctic je speciální kabelový kanál pro instalaci topného kabelu. V tovární dodávce potrubí Isoproflex Arctic je uvnitř kabelového kanálu speciální kabel, pomocí kterého je topný kabel tažen na místě. Parametry a charakteristiky samotného topného kabelu jsou stanoveny ve fázi návrhu uličního vodovodního systému a jeho dodávka na místo instalace se provádí bez ohledu na dodávku potrubí.

Mezi důležité vlastnosti Isoproflex Arctic stojí za zmínku možnost položení potrubí nad bodem mrazu půdy, což odlišuje tento produkt od jiných analogů vyrobených z polymerních materiálů. K tomu se vyplatí připočíst přítomnost topného kabelu, který zabrání zamrzání vody i ve velkých mrazech a navíc umožní rozmrazení zamrzlé vody v případě havárie nebo technické poruchy na dodávce vody. Mechanická pevnost a technické parametry HDPE trubky se v případě zamrznutí a rozmrznutí vodovodního systému nemění.

Z důležitých výhod potrubí Isoproflex Arctic si všimneme některých faktorů, které tyto trubky odlišují od produktů konkurenčních společností:

• maximální tlak vody v nosném potrubí je 1,6 MPa (16 atmosfér), která zajišťuje realizaci téměř všech typů uličních vodovodů;
• dosáhne spodní hranice přípustné venkovní teploty až do mínus 70°C, což umožňuje zcela odstranit omezení oblasti použití této trubky;
• dodávka potrubí ve svitcích umožňuje vytvářet úseky požadované délky a kvalitativně snižuje počet armatur pro spoje;
• vnitřní průměr dodávaných trubek je v rozmezí od 25 do 110 mm, který umožňuje položit pouliční vodovod v širokém rozsahu výkonu a tlaku.

Samostatně stojí za zmínku široká škála levných spojovacích armatur, které se vyrábějí průmyslově a jsou dostupné téměř v každém regionu naší země.

Doporučení pro pokládku pouličního vodovodu

Nemrznoucí vodovodní potrubí na bázi Isoproflex Arctic má několik vlastností při přepravě, skladování a způsobu instalace, z nichž hlavní jsou následující faktory:

• odvíjení svitků potrubím Isoproflex Arctic v zimě se provádí POUZE po uložení těchto svitků v teplé místnosti po dobu 8 až 10 hodin;
• Dalším způsobem, jak odvíjet cívky v zimě, je použití speciálního stanu s horkovzdušnými pistolemi, které nahřívají cívky nebo bubny vně i uvnitř potrubí;
• tenkostěnný vnější plášť Isoproflex Arctic eliminuje vážné mechanické zatížení, které ovlivňuje mechanismus pokládání podzemních vodovodních potrubí. Potrubí je umístěno v profilovém výkopu s povinným zásypem pískového polštáře;
• Potrubí Isoproflex Arctic se nesmí pokládat přímo na betonové podpěry nebo plochy;
• při zásypu uličního vodovodu je nutné vytvořit ochrannou vrstvu písku nebo měkké zeminy o tloušťce nejméně 15 cm nad horním povrchem potrubí;
• při instalaci vodovodního systému v zimě je nutné přijmout opatření k ochraně dna příkopu před zamrznutím;
• Potrubí se pokládá do výkopu nejdříve tři hodiny po izolaci spojů a spojů polyuretanovou pěnou. V tomto případě musí být na volných koncích potrubí a kabelových kanálů instalovány zátky;
• Veškeré instalační práce při pokládce Isoproflex Arctic do výkopu s vnějším pláštěm z polyetylenu se doporučuje provádět při venkovní teplotě minimálně -20°C. V tomto případě je nutné dodržet přípustné poloměry ohybu, jejichž hodnota nepřesahuje 200 vnějších průměrů trubky.

Podrobnější doporučení pro pokládku uličních potrubí Isoproflex Arctic jsou uvedena v metodických doporučeních pro projektování a montáž nezámrzných arktických vodovodních potrubí, která byla vyvinuta výrobcem.

Závěr

Vznik moderních polymerních materiálů s potřebnou pevností a mrazuvzdorností otevřel cestu k úplné výměně ocelových nebo litinových pouličních vodovodních potrubí za jejich polymerní analogy. Nízká hmotnost, rozumná cena a výjimečná životnost určují široké použití polymerových trubek a snadnost a jednoduchost instalace snižuje požadavky na kvalifikaci instalačních týmů.

Dobrým doplňkem řady polymerových trubek pro pouliční vodovody vyráběné v Rusku je inovativní trubka Isoproflex Arctic, jejíž technické a klimatické parametry umožňují její provoz při vnějších teplotách až do minus 70°C. K tomu se sluší přidat výborné parametry pro maximální tlak ve vodovodním systému, díky čemuž je potrubí Isoproflex Arctic nepochybným lídrem v tomto segmentu trhu. Objednejte potrubí od oficiálního prodejce – společnosti TK Flex v Moskvě.

Datum: 30.05.2022. Aktuální 15.02.2024

Přečtěte si také:

K výrobě vícevrstvého výrobku se používá hliník a plast, takže trubky spojují výhody těchto dvou materiálů. Navíc při porovnání nákladů na jeden lineární metr kovoplastových a polypropylenových trubek není žádný znatelný rozdíl. Tvarovky pro kov-plast jsou však dražší ve srovnání s tvarovkami pro polypropylenové trubky.

Kovoplastová trubka je vícevrstvá struktura, která se skládá ze dvou vrstev zesíťovaného polyethylenu a výztužné hliníkové vrstvy, které jsou vzájemně spojeny adhezivní kompozicí. K výrobě síťovaného polyethylenu se používá jedna z technologií: PEX-A, PEX-B a PEX-C. Pro spotřebitele nemá způsob výroby velký význam, důležitější je dbát na jmenovitý tlak (PN) a tloušťku stěny, na kterých závisí účel výrobku a jeho provozní parametry. Hliníková vrstva umístěná mezi vrstvami zesíťovaného polyethylenu plní následující funkce:

• Kompenzace tepelné roztažnosti. Polyetylen se při zahřátí mírně roztahuje, takže je opatřena hliníkovou vrstvou, která kompenzuje vzniklá napětí. Tím se eliminuje deformace plastu a je zajištěn konstantní tvar.
• Tvorba difúzní bariéry. Kov se stává bariérou pro kyslík, jehož pronikání do topného systému je nežádoucí, protože vyvolává korozi.

Popularita kovoplastových trubek je vysvětlena řadou výhod:

• výskyt bludných proudů je vyloučen;
• odolnost vůči korozi a agresivnímu prostředí;
• je zajištěna konstantní průtoková plocha;
• nehlučnost;
• tvarová stálost;
• hladký vnitřní povrch nepřispívá k hromadění nečistot;
• snadnost instalace.

Provozní teplota kovoplastového potrubí je +95 ℃. Díky vícevrstvé struktuře je umožněno krátkodobé zvýšení teploty až na +115℃. Díky výkonnostním charakteristikám je kov-plast ideálním řešením pro topné systémy, podlahové vytápění a zásobování teplou vodou.

Nevýhody kovoplastových trubek zahrnují:

• stárnutí polymeru při vystavení přímému slunečnímu záření;
• při použití závitových spojů se zmenší průtoková plocha;
• utažení armatur je nutné pro kompenzaci teplotních deformací;
• zničení potrubí při teplotách pod nulou.

Na rozdíl od kovoplastových trubek jsou polypropylenové trubky monolitický výrobek. Výjimkou jsou varianty vyztužené fólií, která je zatavena do plastu.

Polypropylenové trubky jsou nabízeny v následujících možnostech:

• PN10. Určeno pro přívod studené vody a vytápěné podlahy. Určeno pro tlak 1 MPa.
• PN16. Univerzální varianta pro zásobování studenou a teplou vodou s teplotou vody až +60℃. Odolává tlaku 1,6 MPa.
• PN20. Určeno pro dodávku teplé vody s teplotou vody do +80℃ a tlakem 2 MPa.
• PN25. Používá se pro horkovodní potrubí a topné systémy s teplotou chladicí kapaliny do +95℃ a tlakem 2,5 MPa.

U polypropylenových trubek PN25 je hliníková vrstva umístěna blíže k vnější straně, na rozdíl od kovoplastových trubek, ve kterých je umístěna uprostřed. Kovová vrstva je určena výhradně ke zpevnění výrobku. Někteří výrobci jej nahrazují sklolaminátem, který svou funkci plní neméně efektivně.

Spojení kovoplastových trubek se provádí pájením. K tomu se používá speciální páječka, která se snadno používá. Při spojování prvků plastového potrubí je důležité sledovat teplotu, protože na tom závisí pevnost spojení.

Při spojování úseků polypropylenových trubek je velmi důležitá okolní teplota, protože nedostatečné zahřátí materiálu zvyšuje riziko netěsností. Teplota v místnosti by neměla být nižší než +10 ℃. Práce při teplotách pod bodem mrazu nejsou povoleny.

Výhody polypropylenových trubek:

• Antikorozní odolnost.
• Bez sklonu k tvorbě usazenin na stěnách.
• Vysoká tuhost a pevnost.
• Odolává mechanickému namáhání a vysokému tlaku.
• Při konstantním průtoku kapaliny nevzniká žádný hluk.
• Absolutní těsnost spojů při dodržení instalační technologie.
• Trvanlivost.
• Nízká tepelná vodivost.
• Možná skrytá instalace.
• Udržitelnost.

Polypropylenové trubky nejsou bez určitých nevýhod:

• Nelze vyloučit deformaci při zvýšených teplotách.
• Citlivost na ultrafialové světlo.
• Hořlavost.
• Složitá instalace.
• Použití při teplotách pod nulou není povoleno.

Je třeba si uvědomit, že univerzální a ideální trubky neexistují: každá z nich je navržena pro specifické provozní podmínky. Srovnávací analýza charakteristik obou materiálů pomůže určit, který z nich je v konkrétním případě lepší.

Polypropylenové trubky jsou tužší než kovoplastové trubky. Ty jsou vysoce flexibilní, proto se tato kvalita využívá při pokládání a přepravě výrobků. Tuhost trubek je dána tvrdostí plastu a tloušťkou stěny, která je větší u polypropylenových trubek. Tato okolnost si vynucuje použití výrobků s větším vnějším průměrem než jejich kovoplastový protějšek.

Flexibilita trubek PEX-AL-PEX umožňuje jejich použití pro pokládku vytápěných podlah. Výsledkem je souvislý obrys bez spojů v zatáčkách, což zvyšuje bezpečnost konstrukce. Použití polypropylenu k vytvoření takového systému by vyžadovalo použití rohových tvarovek v každém ohybu, což by dramaticky snížilo spolehlivost.

Obě možnosti potrubí mají hladký vnitřní povrch, který nevytváří podmínky pro ucpání, což vede ke snížení vůle. Polypropylen a kov-plast lze tedy použít s jakoukoli tvrdostí vody a nekvalitní chladicí kapalinou.

Při teplotě vody do +20 ℃ mohou obě varianty potrubí odolat tlaku až 25 atm. Když však teplota stoupne na 80-90 ℃, pracovní tlak polypropylenové trubky se sníží na 7 atm, zatímco kov-plastová trubka pokračuje v provozu při 10 atm.

Přítomnost kyslíku v topném systému vede k rozvoji korozních procesů, proto je důležitá plynopropustnost materiálů. Polypropylen je schopen propouštět kyslík a hliníková fólie v kovoplastových výrobcích se stává překážkou pro plyn.

Při srovnání ukazatelů lineární roztažnosti během ohřevu vítězí kov-plast, protože odchylka osy od normy je 1,8 mm na metr při 90 ° C oproti 2,5 mm u polypropylenu. Kromě toho není možné vizuálně vidět změny v geometrii kompozitní trubky, zatímco vlnovité zakřivení plastové trubky je jasně patrné. Chcete-li problém odstranit, použijte upevňovací prvky, které jsou umístěny v malých krocích.

Maximální teplota, kterou kovoplastové trubky vydrží, je +115℃. Polypropylenové jsou v tomto ukazateli, který je v rozmezí 95-100 ℃, horší než oni.

Kovoplastové trubky mohou v topných systémech fungovat po dlouhou dobu. Srovnat se s nimi může pouze polypropylenová trubka PN25, která při vystavení horké chladicí kapalině vydrží minimálně 50 let. Jiné varianty polypropylenu nejsou vhodné pro použití v topných systémech.

Mrazuvzdornost obou variant potrubí je nízká, takže jejich provoz při teplotách okolí pod nulou není povolen. Polypropylen je schopen vydržet krátkodobé vystavení ledu zevnitř a kov-plast se zničí, když voda zamrzne uvnitř potrubí.

Chování kovoplastových výrobků při různých teplotách se vysvětluje jejich vícevrstvou strukturou. Díky tomu jsou trubky schopny provozu při zvýšených teplotách. Ostré teplotní výkyvy vedou k delaminaci konstrukčních součástí v důsledku skutečnosti, že materiály mají různé koeficienty lineární roztažnosti. V důsledku teplotního skoku produkt praskne.

Plastové potrubí patří k jednodílným systémům, k jejichž instalaci se používá speciální řezačka trubek. Pro každý materiál se používá specifická technologie.

Pro připojení kov-plastových trubek se používají následující:

• lisovací tvarovky;
• kompresní armatury;
• tlačné armatury;
• kleštiny.

Polypropylenové trubky se spojují pájením, což má za následek mimořádně spolehlivé spojení. Při zahřátí tvoří tvarovka a trubka chemicky homogenní spoj, díky kterému jsou díly monolitické. Takové spojení nelze přerušit ani mechanickým vlivem zvenčí, ani tlakem vody uvnitř.

Pro získání vysoce kvalitního spojení polypropylenových trubek je třeba dodržovat technologii pájení. Pevnost spoje prudce klesá, když se spojované plochy přehřívají nebo nedohřívají, proto by měla být zajištěna optimální teplota, aby nedocházelo k netěsnostem.

Vysoká tuhost polypropylenových trubek poskytuje výhody během provozu, ale komplikuje proces montáže systému. To je způsobeno skutečností, že konstrukce se skládá z mnoha spojovacích prvků, které zajišťují rotaci trajektorie potrubí v požadovaném směru. Složitost instalace plastových trubek je kompenzována dostupnou cenou armatur, které jsou několikrát levnější než podobné výrobky pro kov-plast.

Je třeba poznamenat, že na spojích kov-plastových trubek se lumen zužuje, což způsobuje vodní ráz. V autonomních topných systémech je tlak v potrubí malý a konstantní, takže zmenšení průřezu potrubí nemá na rozdíl od centralizovaného vytápění v bytových domech žádné následky.

Při správné volbě tvarovek při spojování polypropylenových trubek je zachován konstantní průřez ve všech úsecích potrubí. Důvodem zúžení lumenu jsou chyby ve výběru dílů nebo experimenty při instalaci systému.

Účel potrubí je hlavním parametrem, který se bere v úvahu při výběru materiálu potrubí. Pro organizaci dodávky studené vody stačí nainstalovat levné plastové výrobky PN10 a dodávat horkou vodu – PN16 a vyšší.

Pro kompaktní vodovodní systémy si můžete vybrat kovoplastové trubky ve středním cenovém segmentu. Stejný materiál je ideální pro instalaci vyhřívaných podlah a topných systémů v soukromém domě. Vícevrstvá struktura chrání radiátory před korozí a zajišťuje konstantní geometrii i při vysokých teplotách chladicí kapaliny.

Kovoplastové materiály by měly být opuštěny v chatách a domech, které jsou v zimě prázdné. Odmrazování topného systému povede ke zničení potrubí, což si vyžádá značné náklady na obnovu.

Pro topné systémy v bytových domech je nejlepším řešením polypropylen PN25. Konstrukce se rychle a snadno instaluje a cena je levnější než kov-plastová verze.