nowoczesne systemy instalacyjne z tworzyw sztucznych

W budowach wodnych, kanalizacyjnych i grzewczych dostosowuje się dwa rodzaje materiałów: metal (miedź oraz stal) oraz tworzywa sztuczne. Te nowe zdobyły przebojem technikę instalacyjną. Obejmują następujące grupy materiałów: polichlorek winylu (PVC), polietylen (PE), polibutylen (PB), polipropylen (PP) dodatkowo ich udoskonalone pochodne (np. rury warstwowe).

Cechy rur z ciał sztucznych

Tworzywa sztuczne są bardzo wygodne, dostępne w montażu (oraz ewentualnym demontażu) i tanie. Ich wewnętrzne ścianki są gładkie – straty ciśnienia hydraulicznego są niewielkie (można zatem stosować mniejsze średnice) także nie pojawiają się osady. Sam produkt nie wchodzi na sytuacja wody – nie zwiększa się błona biologiczna (wyjątkiem mogą stanowić związania klejone wykorzystywane w rurach PVC) także nie zachodzi korozja elektrochemiczna. Rury z ciał sztucznych słabo przewodzą ciepło, dzięki czemu w zastosowaniach do wódki i kanalizacji nie ma potrzebie ich izolowania. Rury z ciał sztucznych pamiętają zawsze znaczny współczynnik rozszerzalności cieplnej (zależnie z tworzywa 0,08-0,18 mm/(m•K)). Oznacza to, że odcinek rury o długości 1 m rozszerzy się nawet o 4 – 9 mm – jeśli założymy, że rury tworzone ubiegły w temperaturze 10ºC, a płynąca woda jest temperaturę 60ºC. Znaczy to, że rury „rozwijają” oraz potrafią w nich pochodzić naprężenia – niezbędna jest kompensacja: zmiany kierunku rur, stosowanie kompensatorów U-kształtnych oraz kielichów kompensacyjnych pozwalających na ludzką pracę rur, odpowiednie sytuowanie uchwytów mocujących (podpór spokojnych również przesuwnych).

Wśród wad tworzyw sztucznych należy wskazać podatność na starzenie również delikatną wytrzymałość na małe temperatury. Pod wpływem promieni UV rury niekorzystnie doskonalą swoje zalet: pogarsza się ich moc, a za to zwiększa wrażliwość na uszkodzenia. Uważa się też, że są przepuszczalne dla gazów z środowiska zewnętrznego. Niskie temperatury sprawiają, że rury zatrzymują się słabe i kilka wytrzymałe mechanicznie. Więc nie należy składować rur bez zabezpieczenia na powietrzu, należy chronić rury już zamontowane przed bezpośrednim wpływem światła słonecznego i unikać montażu w temperaturze ujemnej (konieczne dla szczególnie wrażliwego PVC!).

Tworzywa sztuczne w instalacjach wodociągowych

Polichlorek winylu (PVC) jest wysoce odporny, ale same dużo słaby na duże temperatury – zakres produkcji jest ciemny od 0 do 60°C, zatem przydaje się wyłącznie do przewodów wody ciężkiej zaś wtedy właśnie w instalacjach nie narażonych na zamarzanie. Częściowo górną granicę stosowalności można przesunąć, stosując polichlorek winylu chlorowany (CPVC) – zakres temperaturowy wynosi 100ºC.

Sprzedawane są rury cienko- i grubościenne (do dalekich zakresów ciśnień), o wielkości od 1/2 do 6 cali. Rury są łatwe w sztangach, czyli odcinkach prostych o długości 3 lub 5m. W sklep systemu instalacyjnego wchodzą także równo- i różnoprzelotowe (redukcyjne) złączki, kolanka 90° i 45°, trójniki, czwórniki, zawory.

Podstawowym sposobem łączenia elementów z PVC w instalacji jest klejenie. Ważne jest dobre wykonanie połączenia klejonego. Kojarzone są i połączenia gwintowane (złączki fabryczne), jeszcze w polach, gdzie PVC należy wymieszać z metalem (np. pójście do baterii).

Polietylen (PE) dla instalacji wodnych jest jako niskociśnieniowej (PELD) i jak polietylen usieciowany (PE-X) – ten pierwszy jest wrażliwy na skok temperatury powyżej 20°C, ten inny jest charakter stosowania 95°C. Polietylen jest elastyczny, dzięki czemu dla niektórego zakresu średnic łuki, podejścia również pętle potrafią być spełniane przez gięcie rur, bez potrzeb stosowania kształtek, a drgania są wytłumione oraz instalacja pracuje cicho.

Do budowania rur PE wykorzystuje się złączki zaciskowe i samozaciskowe, elektrozłączki, zgrzewanie doczołowe oraz połączenia gwintowane i kołnierzowe. Ponieważ PE-X nie prawdopodobnie być klejony ani zgrzewany, do połączeń rur z bieżącego artykułu dostosowuje się złączki zaciskowe: skręcane ręcznie z pierścieniem, zaprasowywane zaciskarką lub zaciskane praską hydrauliczną. Odmianą połączeń zaciskowych są połączenia samozaciskowe – na rurę podaje się pierścień zaciskowy, a potem poprawia ją ekspanderem. W tak przygotowaną rurę stawia się kształtkę metalową, rura powraca do starego kształtu (tzw. pamięć kształtu) a taż się zaciska. Z zmiany dla PE-LD dopasowuje się głównie zgrzewanie. Zgrzewanie doczołowe (średnice powyżej 90mm) liczy na rozgrzaniu końców łączonych rur i porwaniu ich aż do zastygnięcia zgrzewu. Ważne jest współśrodkowe połączenie rur oraz brak wypływki zgrzewu do środka. W sukcesu elektrozłączek (średnice do 90mm) końce łączonych rur stawia się do złączki, jaka jest pasowana działaniu prądu elektrycznego. Stosując odpowiednie adaptery (złączki przejściowe) można połączyć rury z polietylenu z rurami stalowymi.

Polibutylen charakteryzuje się znaczną elastycznością. Można wykonywać przewody stosując tzw. system kablowy – przewód uczy się ze zwoju, wyginając go zgodnie z stanem pomieszczania bez utraty dla jakości materiału. Ogranicza to zaczynanie liczby kolan – ręcznie z rury PB można stworzyć łuk odpowiadający ośmiu średnicom zewnętrznym. Ograniczeniem tego rozwiązania jest konieczność wykonania specjalnych podpór. Rura jest stała na zmiany prędkości – w obecnym na wielki wzrost prędkości; wykazuje oraz wysoką udarność – te wartości sprawiają, że przyznaje się do instalacji zagrożonych uderzeniem hydraulicznym. Polibutylen jest stały na temperatury do -15ºC, dzięki czemu nie ma zastrzeżeń co do warunków montażu.

Rury polibutylenowe zbliża się poprzez zgrzewanie elektrooporowe lub polidyfuzyjne. Zgrzewanie polidyfuzyjne liczy na podgrzaniu górnej części rury i środkowej części kształtki, którą następnie nakłada się na rurę. W planach instalacyjnych producenci proponują specjalne złączki wciskowe (rozbieralne) z pierścieniem uszczelniającym, dzięki jakim nie jest wskazane stosowanie specjalistycznych narzędzi.

Polipropylen wyróżnia się wysoką sztywnością oraz podobnie jak PVC realizowany jest metodami tradycyjnymi. Jest szeroki zakres pracy: wykazuje kruchość tylko w temperaturach poniżej -40ºC, oraz odpowiednie odmiany (PP-3) zezwalają na stosowanie tworzywa w temperaturach nawet do 120ºC. Przedstawia się i wielką opornością na budowa żrących substancji chemicznych.

Rury polipropylenowe styka się przez zgrzewanie (kielichowe – do 40mm średnicy i elektrooporowe) pożądaj przez łączniki gwintowane i kołnierzowe.

Tworzywa sztuczne do kanalizacji

W kanalizacji uzyskuje się polichlorek winylu, polietylen wysokiej gęstości oraz poliproylen. Polichlorek winylu jest podziwiany ze względu na złą cenę, wytrzymałość, siłę na niepowodzenia i na zgniecenia. Polietylen wysokiej gęstości (HDPE) wykazuje wysoką wytrzymałość na ścieranie. Polipropylen (koopolimer blokowy PP-HT) ma pewne jakości mechaniczne w umiarkowanym stopniu zależne od temperatury – m. in. zachowuje wysoką udarność w niskiej temperaturze i siła na działanie ścieków wysoce korozyjnych (np. przemysł chemiczny).

W budów kanalizacyjnej powstają uciążliwe dźwięki, które dostarczane są przez ścianki (drgania wywołane przepływem ścieków), kształtki i łączniki (miejsca zmniejszenia średnic również zmian kierunki), odsadzki (połączenie dwóch wymienionych źródeł) i przejścia przez szachty. Rowiązaniem jest kanalizacja niskoszumowa (cicha). Bazą do sprawienia takich sposobów najczęściej jest polipropylen lub polietylen, których skład uzupełniony jest o minerały czyli o różne tworzywa sztuczne (np. ABS – głównie w powiązaniu z PVC). Istnieją ostatnie rury trójwarstwowe – gładka powierzchnia wewnętrzna płaci za zachowanie warunków przepływu, środkowa pochłania drgania (tu podaje się udoskonalony materiał), zewnętrzna odpowiada za parametry wytrzymałościowe całej rury. Uzupełnieniem są odpowiednie techniki połączeń (np. kielichy z uszczelką tłumiącą).

Tworzywa sztuczne w instalacjach grzewczych

Miejsce jest tutaj przede wszystkim odporność rur na rozszerzalność temperaturową. Do budów grzewczych należy więc dobierać rury, których temperatura pracy ciągłej istnieje nie gorsza niż (dla danego ciśnienia w budów) temperatura zasilania czynnika grzewczego. Poszukuje się i rozwiązań technicznych, które pozwolą ograniczyć rozszerzalność temperaturową – np. podczas produkcji rur do materiału wprowadza się cząsteczki innych substancji poprawiających właściwości materiałowe lub tworzywa wiąże się z różnymi środkami (aluminium, włókno szklane): powstają rury zespolone oraz rury warstwowe („sandwich”).

Materiał, z jakiego sprawiono ściankę rury nie jest jednorodny – między dwiema warstwami tworzywa (najczęściej polietylen lub polipropylen) kieruje się warstwę, która ułatwia właściwości cieplne (zmniejsza rozszerzalność) – aluminium lub stabilizowane tworzywo sztuczne (np. Stabi Glass®– polipropylen wzmocniony włóknem szklanym). Przy montażu powinien zwrócić uwagę na zdrowe łączenie rur warstwowych: przycinając je, należy „obrać” warstwy zewnętrzne tak, aby pozostała tylko wewnętrzna warstwa tworzywa sztucznego – technologie przewidziane do stosowania rur warstwowych to technologie właściwe dla łączenia rur z tworzyw sztucznych. https://najlepszekotly.pl

Rury z ciał sztucznych nadają się też do wodnego ogrzewania podłogowego – dzięki elastyczności, rury można szybko pisać w pętle. Najciekawszy jest tu polibutylen, który że istnieć rozwijany z dużego zwoju i nadawany ręcznie, bez stosowania kształtek i łączników. Dzięki temu silna układać pętle ogrzewania podłogowego z pojedynczych odcinków (maksymalna długość jednej pętli to ok. 120 m). Ze względu na niebezpieczeństwo przenikania tlenu, rury muszą być pokryte zewnętrzną warstewką antydyfuzyjną (najczęściej stanowi to napylone aluminium). Zwraca się także rury warstwowe oraz rury z polietylenu sieciowanego, sprzedawane w walcach. Zastosowane rury muszą być dostrojone do lekturze w temperaturze wody grzewczej (najczęściej stanowi więc 55ºC) dodatkowo przy odpowiednim ciśnieniu.