Световното производство и потребление на пластмасови тръби всяка година нараства с около 20%. Това се дължи на очевидни ползи за монтиране и експлоатация на пластмасови тръби в сравнение със стоманени.
Полипропилен (PPR) по-трайни, по-устойчиви към въздействието на висока температура и химикали, в сравнение с други традиционни материали, използвани за производство на тръби. Въпреки липсата на ръжда, корозия, гниене, загниване, мръсотия, бактерии, варовикови отлагания вътрешен диаметър на полипропиленови тръби в процеса на експлоатация не се намалява, а неравностите по повърхността не се развива - и така пропусквателната способност остава стабилна.
Благодарение на своя безспорен параметри,
тръбите от полипропилен са широко използвани за системи за отопление и водоснабдяване в областта на строителство и комунални услуги.
В сравнение с метали, полимери като цяло и полипропилен в частност притежават голямо топлинно линейно разширение и кислородопроницаемость.
За намаляване на топлинно линейно разширение и предотвратяване на дифузия на кислород в охлаждащата течност полипропиленови тръби армируют алуминиево фолио.
Ето някои от характеристиките, актуални във връзка с темата на тази статия:
- за температурное разширяване на полипропиленови тръби Cr = 0, 15 mm / mk;
- линейно разширение алуминий Cr = 0, 022 mm / mk;
- линейно разширение полипропиленови тръби, подсилена с алуминиеви Cr = 0, 03-0, 05 мм / мК;
- кислородопроницаемость полипропиленови тръби - около 2 g / m 3 * дневно. (Вж. статия "Към въпроса за кислородопроницаемости пластмасови тръбопроводи на отоплителни системи"; списание "Вик", № 3/2003);
- полимерни тръби, използвани в системите за отопление съвместно с метални тръби (включително и към външни системи за топлоснабдяване) или с прибори и оборудване, които имат ограничения по отношение на съдържанието на разтворен кислород в охлаждащата, трябва да има кислородопроницаемость не повече от 0,1 g / m 3 ∙ ден. (Парченце 41-01-2003 sp 6. 4. 1).
Маркиране подсилена с алуминиеви тръби
По-рано армировка се е осъществило по следния начин: в стандартната основна тръба PN20 наносился лепило, а върху него накладывался слой от алуминиево фолио, краищата на които влизат един в друг на "припокриване". От своя страна, върху алуминиево фолио отново наносился слой лепило и към него крепился тънък слой от полипропилен, че е работил декоративна функция. Получени по този начин, тръби позиционировались производителите за монтаж на системи низкотемпературного и высокотемпературного отопление (клас експлоатация 3-5) и маркировались индекс PN20, тъй като същата е имала номинална стойност базова тръба, в която накладывался слой алуминий.
Необходимата операция при диффузионном заваряване усилени алуминиеви тръби с фитинги има процедура за почистване, в процеса на която от тръбите в мястото на заваряване се отстранява част от фолио
Тъй като при монтажа се използват, обикновено, фитинги, деноминирани PN20, а на мястото на заваряване зачищать до размера на основната тръба, съвсем логично е, че армированная тръба маркировались като PN20 (СПТ = 6).
Въпреки това, в резултат на дълги теоретични спорове, подкрепена с практически тестове, тръбата, армированную алуминий, стомана, етикетират, деноминирани PN25 (СПТ = 5). Тази промяна изглежда логично (и е в съответствие с ГОСТ Р 52134-2003 ап 5. 2. 7) поради увеличаване на сумарната дебелина на стената, подсилена с алуминиеви тръби и промяна на параметри като:
СПТ = DN / S, където DN - външен диаметър на тръбата, S - дебелина на стената на тръбата,
и серия тръби:
S = (СПТ-1) / 2.
Използването на дан noi тръби маркировка PN25 важи и в случай, ако здравината на фолио заедно с най-декоративен слой от полипропилен е подобен на материала на основната тръба PN20, че не е съвсем ясно, тъй като, според ГОСТ Р 52134-2003, устойчивост на тръби (тестово налягане) се изчислява по формулата:
Р = 2Smin х sigma / (Dср-Smin),
където сигма - начално напрежение в стената
Smin - минимална дебелина на стената,
Dср - среден външен диаметър на тръбата.
Изчисляване на изпитвателно налягане, според ГОСТ, се произвежда по размер на основната тръба, т.е. без да се отчита дебелината на алуминиево фолио и защитен слой полипропилен. Така че при изпитванията на якост на тръбата, подсилена с алуминиеви, няма значение коя маркировка на него правоотношение - PN20 или PN25.
В момента е изработена на базата на тръба PN20, армированная алуминий, най-често е обозначен като PN25, и това не води до проблеми при потребителите. Въпреки това, редица производители все продължават да етикетират такава тръба индекс PN20.
Вярвам, че маркировката PN25 по-удобен и интуитивен. Факт е, че етикетирането на PN20 при различните производители може да има армированная алуминиеви тръби, произведени като на базата на основната тръба PN16, така и на базата на основната тръба PN20. Тези тръби са коренно различни, имат различно работно и изпитване на налягането. За да се избегне объркване, трябва да армированную тръбата, произведени на базата на PN20, етикетират като PN25, а тръбата, произведени на базата на PN16, - като PN20.
От само себе си е ясно, че всеки производител е пряко отговорен пред потребителя за качеството на продуктите и спазването на неговата маркировка реални характеристики. Така че, посочва тръбата като PN25, производителят определя редица важни за 5 клас на експлоатация параметри ("Высокотемпературное отопление отопительными уреди", ГОСТ Р 52134-2003 n 5. 2, таблица Д. 3):
СПТ = 5, и, съответно, серия от тръби S = 2; максимално работно налягане - 8 атм.
За тръба с отбелязване PN20: СПТ = 6; S = 2, 5; максимално работно налягане - 6 атм. (Вж. таблица. 1).
Таблица 1. Максимално налягане на охлаждащата течност в зависимост от серията тръби PPR (80) за 5 клас експлоатация
Максимално работно налягане Rm, Mpa | Клас 5 |
0,4 | по-малко от 4, 8 |
0,6 | по-малко от 3, 2 |
0,8 | по-малко от 2, 4 |
1,0 | по-малко от 1, 9 |
Особености на технологията укрепване на PPR-тръби
При армировании полипропиленови тръби с алуминиево фолио, на ръба на фолио, обикновено, закрепляются на газопровода "припокриване". Тази технология се прилага за тръби PPR от повечето производители, въпреки че в последно време се развива технология за лазерно заваряване краища алуминиево фолио "встык". Възможност за полагане на фолио "припокриване" са движени от необходимостта неговото източване, преди заварени с фитингом: по този начин, фолио, да не се свържете с охладител и не се отразява на качеството на заваряване на тръби и монтаж. Заваряване на фолио "встык" се прилага широко за тръби Pex / Al / Pex - е определено конструкция на този тип тръби (армиращ слой се намира в центъра) и технологията на монтаж.
В ранните етапи от развитието на технологията укрепване на PPR-тръби използва плътна алуминиево фолио. Тя не пропуска кислород към охлаждащата течност, осигурява гладка външна повърхност на тръбата. Въпреки това, самото фолио има абсолютно гладка повърхност, и я надеждна връзка с пласта полипропилен трудно. Тази функция фолио, поставя определени изисквания към свойства на лепилото, както и на температура и влажност в производството. Нарушения на технологии и отстъпление от стандартите за качество на суровини при производството на усилени тръби водят до това, че молекулата на водата проникват през стената на тръбата (полипропилен гидроскопичен), обаче алуминиево фолио-не ги пропуска, и водата се натрупва под слой от алуминий, като допринася за образуването на мехурчета по повърхността на тръбите, в следствие на което е нарушен нейния естетичен външен вид.
За да се избегне образуването на мехурчета на повърхността на тръбата и унищожаване си на най-горния слой, PPR-тръби в момента армируют перфорирана алуминиево фолио, на която има равномерно разположени кръгли дупки. При производството на тръби с перфорирана пластина, полипропилен горния декоративен слой и основния полипропилен здраво се проведе заедно с помежду си по цялата повърхност на пробиване, като нитове.
Тъй като перфорирани фолиа има дупки, потребителите често възниква основателен въпрос: "Коя кислородопроницаемость тръби, подсилена перфорирана пластина? "
За полипропиленови тръби ТЕВО техника. размер на пробиване е малък и е 2, 8%.
Както споменахме по-рано, кислородопроницаемость неармированных полипропиленови тръби приблизително равен на 2 (г / г 3 * дневно), а допустимият пропускливост е 0, 1 (г / м 3 * дневно).
Съответно, армированная перфорирана фолио PPR тръба е индикативната кислородопроницаемость 0, 056 (г / г 3 * дневно), което е допустимо по Парченце 41-01-2003 sp 6. 4. 1.
Тръби централно подсилени
Тръби тип Stabi, за които говорих по-горе, притежава, от гледна точка на удобство за монтаж, един недостатък: преди заварени се изисква почистване на тръби, в процеса на която са заснети най-горния слой алуминий и декоративен слой на PPR. За опростяване на процеса на монтаж на много производители произвеждат тръби с централна армировкой алуминиево фолио PPR AL-PPR (фиг. 1). При този метод на укрепване на напълно се запазват достойнството усилени тръби: нисък коефициент на температурно линейно разширение и ниска кислородопроницаемость.
 Фигура. 1 |
В зависимост от съотношението на външния диаметър на тръбата и дебелина на стените му (СПТ), тръба PPR-AL-PPR може да има маркировка PN20 или PN25. Ако това съотношение е равно на 5, тръбата ще имат етикети PN25; ако СПТ = 6 - етикет PN20.
Недостатък на дизайна на данни тръби е необходимо торцевания краищата на тръби с цел избягване на контакт алуминиево фолио с охладител. В резултат на недобросъвестно монтаж е показан на пример тръби с централна армировкой алуминиево фолио на "припокриване" и илюстрирани на фиг. 2, 3, 4. Монтаж тръби се проведе обикновена дюза, торцовка не е било проведено. В такъв случай на охлаждащата течност в процеса на експлоатация под налягане прониква в причинено пространство между слой армирующего алуминий и полипропиленом (фиг. 2), което води до образуването на мехурчета по повърхността на тръбите. Тъй като най-горния слой от полипропилен тръби PPR-AL-PPR тънък, не разполага с достатъчна якост и не е изчислена за такива натоварвания - неизбежно неговото постепенно разрушаване. Чрез образувана дупка се случва протечка на охлаждащата течност, което води до катастрофа само на тръбопровода (фиг. 3 и 4).
 |
 Фигура. 2. Фиг. 3 |
Фигура. 4 |
По този начин, при монтаж на тръби с централна армировкой торцевания тръба е задължителна операция. За съжаление, провери дали е извършена тази операция, вече монтира системата на газопровода на базата на тръби в централната армированием невъзможно - трябва да се надяваме само на воля от монтажника. Често очаквания не са изпълнени, тъй като повечето монтажници, които повярваха некоректни рекламен лозунгам доставчици и търговци на продукти, искрено убедени, че тази тръба не изисква източване. Имайте предвид, че при използване на тръба тип Stabi я прилагат, заваряване с фитингом без източване на практика е невъзможно - поне, качествен монтаж, лесно се контролира визуално. При монтаж на тръби с централна армировкой проблем може да бъде решен чрез прилагане в процеса на заваряване на специални заваръчни дюзи - тогава торцевания край на тръбата не е задължително. Освен това специална приставка може да се прилага и при заваряване на обикновени неармированных PPR-тръби - съответно, няма нужда да се в стандартни заваръчни насадках. А имайки при себе си само специални заваръчни глави, монтажник няма да може, да направи грешен монтаж на тръби с централно армированным слой.
На фигура. 5 са показани външен вид специална заваръчна дюза и я н рінціпіальное изображения в кройката. Дизайн на глави, проектирани по такъв начин, че прогреваются външна и вътрешна повърхност на тръбата. Без загряване на вътрешната повърхност на тръбата полипропилен може да затвори алуминиев слой, но с предната повърхност на тръбата диффузионно той не свари. За да бъде успешна работата на специалната приставка в нея проекти е предвидено отвор за отвеждане на въздуха е между тръба и дюза при отопление на тръби. Тази дупка също така служи за визуален контрол на процеса на загряване на тръби.
  Фигура. 5 |
В резултат на прекарани в ООД "Альтерпласт" изчисления и изследвания, както и тестове тестове с различни варианти на вътрешната геометрия на повърхността и формата на заваръчни дюзи може да се създаде оптимална конструкция на специална дюза. На фигура. 6 е показан разрез на заваръчния свързване на тръби с централна армировкой Master pipe и монтаж ТЕВО техника. Заваряване се проведе специална заваръчна дюза, патентована от компанията "Альтерпласт" (патент № 96523 от 10. 08. 2010 г. е "Преносим нагревател). Както се вижда от фиг. 6, алуминиево фолио напълно затворен полипропиленом. Фитинг сигурно се намира в непосредствена близост до тръбата по цялата свариваемой повърхността. Важно е да се отбележи, че торцевания или остъргване край на тръбата, при това не са правени.
 Фигура. 6 |
Предимствата на тази дюза са очевидни. Недостатъци може да се смята за незначително увеличаване времето за подгряване на полипропиленови тръби, както и необходимостта от точна (с отклонение не повече от 3-5 градуса) хоризонтално позициониране на тръбата вътре съвети в процеса на заваряване.
Характеристики на тръби с централна армировкой
За монтаж на тръби с централна армировкой се използват типови инсталации, които се прилагат за монтаж на PPR-тръби и се предлагат от всички производители. Но, поради факта, че тръбата с централно армированием преди заварени не зачищается, при един параметър СПТ проходное сечение на тръбата с централна армировкой ще бъде по-малко от удвоенную дебелина на един слой почистване. Този спад може да бъде принципен тръби за малки диаметри (DN 20, 25, 32). Например, за тръба DN20 PN25 зауженные е 20%. В тази връзка може да се препоръча на проектировщикам и потребителите да използват тръбата с централно армированием, деноминирани PN20, т.е. СПТ = 6, и да го използвате по съответната серия s = 2, 5, запазвайки за тази тръба обичайно хидравлични характеристики на традиционно подсилена тръби PN25.
Топлинно линейно разширение
Показателите на линейно разширение традиционно и централна подсилени тръби не са на принципна разлика. Тръби, подсилени перфорирана алуминиево фолио, в зависимост от дебелината на фолиото, тип перфорация както и параметрите на ЯХТАТА на DN (независимо от дълбочината на алуминиевия слой), като различните стойности на коефициента на линейно разширение (Cr), които варират в диапазона 0, 03-0, 05мм/mk.
Кислородопроницаемость тръби с централна армировкой
Както видяхме, при неправилен монтаж унищожаване на тръби с централна армировкой се случва на алуминиевия слой, като с най-голяма вероятност в това място, където край алуминиево фолио свързани "припокриване". За да се избегнат подобни дефекти, добре е да използвате тръбата, при производството на която край алуминиево фолио не са наложени един върху друг и между краищата остава ивица тръби, не е затворено с алуминиево фолио (фиг. 7).
Съответно, при изчисляване на кислородопроницаемости до посчитано нас площад перфорация се добавя размер на тази ивици. Нейната ширина (при позволена кислородопроницаемости 0, 1 g / m 3 * дневно) може да бъде за DN20 - 1, 5 мм, DN25 - 1, 8 мм.
Кислородопроницаемость и диаметър на тръбата
Както вече бе казано, количеството на іслородопроніцаемості полипропиленови тръби, приет от нас за 2 г / м 3 * ден.. Интересно да се проучи зависимостта на този показател от диаметъра на тръбите, като се използва концепцията на СПТ.
Да вземем един типичен уравнение на пренасяне. Нека приемем, че малките времеви период, дължина на тръбата е достатъчно малък, дифузия на кислород във водата от тръбата до центъра на значително по-висока дифузия през стената, разтворен във водата кислород няма. Тогава
Q = D 0 S 0 dc / dR = D 0 3. 14 0 L 0 Δ c 0 ln (СПТ / (СПТ-2)),
където, Q - поток на диффузионного кислород,
D - кислородопроницаемость,
DC - стойността на нарастване на концентрацията на кислород,
L-дължина на тръбата,
S - площ на повърхността на тръбата.
Отнеся диффузионный кислород поток през стената към обема на водата в тръбата (това означава, че в този обем, в който този кислород разтвори), ще получим:
V = 3. 14 / 4 0 (DN-2 0 DN / СПТ) 2 0 L = 3. 14 / 4 0 DN 2 0 (1-2/СПТ) 2 0 L
Q / V = 4 0 D 0 Δ / DN 2 0 ln (СПТ / (СПТ-2)) / (1-2/СПТ) 2
Преобразуя полученото уравнение и замяна на СПТ = 6, ще получим зависимостта на дифузия на кислород отнесенной обем неармированных тръба PN20 в зависимост от външния диаметър на тръбата DN:
Q / V = 3. 6 0 D 0 Δ / DN 2
Очевидно е, че колкото повече диаметър на тръбата, толкова по-ниска концентрация добавя кислород във водата и тази концентрация е обратно пропорционална на диметру тръби във втора степен.
Този резултат още веднъж потвърждава разпространена заблуда одобрение: "Тръби малки диаметри не е задължително да се засили или да се защити охлаждащата течност, от попадане в нея на кислород, тъй като потока на кислород през стената на такива тръби не могат да бъдат пренебрегнати". Защитниците на тази гледна точка призовават да не се засили алуминиеви и не покриват със слой от AVOH (Антидиффузионного слой за тръби PEX) и PPR тръби с малък диаметър. Но именно такива тръби, стойка, например, преди стоманени панельными радиатори (стомана с дебелина на стената - 1, 2 мм). Затова се засили алуминиеви тръби малък и голям диаметър за отоплителни системи е необходимо. А за тръби с малък диаметър, и това правило е по-важно, отколкото за тръби с голям диаметър, където е необходимо изчисляване и се свързва към определена схема на приложение.
Например, при D = 2х10 -11 м 2 / с (кислородопроницаемость полипропилен) и Δ O2 MAX = 270 g / m 3 (прогнозната съдържанието на кослорода в атмосферата)
Q / V = 1, 9 0 10 -8 / DN 2 (г / сек 0 м 3) или 1 6 0 10 -3 / DN 2 (г / ден 0 м 3)
за DN20мм, получаваме на ден 4 гр / м 3 кислород - или иначе казано, е възможно образуването на 30 г ръжда. В един метър тръба DN20 PN20 (СПТ = 6) съдържа 2, 2 х10 -4 м 3; съответно, през този линеен метър тръба в охлаждащата течност, ще се проведе на максимум 8, 8 х10 -4 г / ден. на кислород.
Например, ако системата за отопление е направена от полипропиленова тръба PN20 (неармированной или подсилена със стъклени влакна), обемът на системи за отопление, 100 л, е стенен котел с алюминиево-меден топлообменник и температура на загряване на 80 С ° и стоманени панелни радиатори, както и капацитетът на тръби равна на 50 л, то в един ден, за един типичен набор от тръби с различни диаметри с СПТ = 6 ще се проведе в охлаждащата течност около 0, 1 грам на кислород; в срок от една година той е 37 ч кислород, или 250 г ръжда, получена в сглобяемите стоманени радиатори (което е много вероятно, ще започне да тече през година-две работа).
В задачата на тази статия не е включена точен количествен анализ кислородопроницаемости, но горният пример ви позволява да решите често задаваният въпрос е: "Колко кислород пропуска пластмасова тръба? Много или малко? "Изглежда, ни е дал съвсем конкретен отговор. Накрая, имайте предвид, че в тази тема е писано много-сериозните работи, но изводи читатели или компании, предоставящи подобни продукти на пазара, не винаги отговарят на проучванията в тези статии на анализ.
Немає коментарів:
Дописати коментар