Tag Archives: rury z tworzyw sztucznych

Ogólne informacje o tworzywach sztucznych stosowanych w branży sanitarnej

Tworzywami sztucznymi nazywamy materiały, których podstawowym składnikiem są wielkocząsteczkowe związki organiczne, zwane polimerami. Tworzywa te mają wiele zalet, m.in. gładkość ścianek wewnętrznych, brak korozji i osadzania się kamienia (co umożliwia stosowanie rur o mniejszych średnicach). Rury z tworzyw sztucznych są lekkie, łatwe w montażu, nie przewodzą ciepła (co ogranicza roszenie rur do zimnej wody). Mają większą wytrzymałość na zamarzanie wody niż rury ocynkowane, nie przenoszą drgań, a tym samym eliminują hałas, jaki często występuje przy zakłóconym przepływie wody w instalacjach ze stali. Mimo tak wielu zalet należy jednak pamiętać, że rury z tworzyw sztucznych w niskich temperaturach stają się kruche. Są też mniej wytrzymałe na wysoką temperaturę. Maksymalna temperatura wody zimnej nie powinna przekraczać +20°C (krótkotrwale dopuszcza się +40°C), zaś ciepłej nie może przekraczać +60°C (krótkotrwale +80°C). Rury eksploatowane w wysokich temperaturach szybciej ulegają starzeniu. 

Wraz ze wzrostem temperatury ulegają rozszerzalności cieplnej (ich długość się zwiększa). Rury z polietylenu sieciowanego są dużo odporniejsze na wysoką temperaturę i starzenie materiału. Ich struktura zachowuje pamięć kształtu, dlatego rury wygięte lub wyprofilowane wymagają odpowiednich zamocowań i prowadnic. Tworzywa sztuczne są bardziej podatne na rozwój bakterii, szczególnie na końcówkach w rozległych instalacjach wodociągowych (w wielokondygnacyjnych budynkach) lub rzadko eksploatowanych ujęciach, gdzie zalega woda. Aby temu zapobiec, należy zagwarantować stałą cyrkulację przede wszystkim ciepłej wody (w tym celu należy przy każdym pionie wody ciepłej poprowadzić dodatkowy, współpracujący z nim pion cyrkulacyjny) i wyeliminować źródła zanieczyszczenia produktami korozji z instalacji zewnętrznej poprzez stosowanie filtrów mechanicznych. Lekkie i elastyczne rury dostępne są w odcinkach prostych lub zwojach. Poszczególne odcinki łączy się za pomocą kształtek spajanych ze sobą specjalnym klejem, zgrzewa lub łączy za pomocą złączek zaciskowych. Przy połączeniach z armaturą stosuje się również kształtki tworzywowo-metalowe (gwintowane). Ze względu na rozszerzalność cieplną rur konieczne jest stosowanie kompensacji (w postaci obejść i załamań lub przy wykorzystaniu gotowych kształtek) oraz odpowiednich zamocowań, dlatego też instalacja z tworzyw sztucznych każdorazowo musi być wykonana zgodnie z projektem przez wykwalifikowanych wykonawców.

Z tworzyw termoplastycznych na instalacje rurowe stosowane są tworzywa należące do dwóch grup:

poliwinylowepoli(chlorek winylu) nieplastyfikowanyPVC-U
 chlorowany poli(chlorek winylu)PVC-C
poliolefinypolietylen niskiej gęstości PE-LD
 polietylen średniej gęstości PE-MD
 polietylen wysokiej gęstościPE-HD
 polietylen wysokiej gęstości sieciowanyPEX
 polipropylenPP
 homopolmer polipropylenuPP-H
 kopolimer polipropylenuPP-Co
 polibutylenPB

Firmy produkujące rury z tworzyw sztucznych często łączą różne rodzaje tworzywa lub dodają inne materiały, np. metalowe wkładki. Są to rury wielowarstwowe, składają się z warstw tworzywa sztucznego przedzielonych warstwą aluminium, najczęściej w układzie: PE-X/AL./PE-X, PP-R/AL./PP, PE-X/AL./PE. W rurach tego typu wykorzystuje się najlepsze właściwości poszczególnych materiałów. PE-X zapewnia dużą odporność termiczną i chemiczną, aluminium zapobiega dyfuzji tlenu do wnętrza rury i likwiduje pamięć kształtu, pozwalając na wyginanie i dowolne kształtowanie przewodu w sposób trwały. Unika się dzięki temu stosowania wielu kształtek i połączeń, znacznie zmniejsza wydłużenia termiczne, a więc i trudności kompensacyjne oraz ogranicza liczbę zamocowań. Elastyczne rury dostępne są w zwojach. Do wykonywania instalacji można trwale wyginać przewody (za pomocą sprężyny wkładanej do środka), bez zniekształcenia przekroju poprzecznego rury. Stosuje się również specjalne kształtki tworzywowe z osłoną aluminiową do łączenia zaciskowego. Liczba narzędzi do montażu ogranicza się do przecinarki, zestawu bolców do kalibrowania oraz szczęk zaciskających.

Wybrane własności poszczególnych tworzyw sztucznych

 PVCPEXPEPBPP-CoPP-H
Gęstość [g/cm3]1,3-1,450,93-0,960,920,930,89-0,920,90
Temperatura mięknienia (Vicat)[°C]80608580
Moduł sprężystości [N/mm2]2400-4100>60060034018001200-1650
Wytrzymałość na granicy plastyczności [MPa]422510-202232
Współczynnik rozszerzalności liniowej 1/K 10-41,81,41,41,31,61,8
Współczynnik przewodnictwa cieplnego [W/mK]0,160,40,350,230,130,13

Podane w tablicy wartości są orientacyjne. Własności tych samych tworzyw różnych producentów mogą się znacznie różnić.

Metody łączenia rur

Instalacje z PCV zwykle łączy się poprzez klejenie. Technologia ta nie wymaga specjalistycznych narzędzi, wymaga jednak poza rurą i kształtką specjalnego kleju i bezwzględnej czystości – stąd substancja odtłuszczająca. Kleje stosowane go łączenia muszą być odpowiednie do łączonych materiałów, zgodnie z zaleceniem producenta. Należy zwrócić uwagę na korekty czasów klejenia związanych z temperaturą otoczenia w jakiej wykonywane są połączenia (skracać przy podwyższonej temperaturze, a wydłużać przy obniżonych). Połączenia klejone nie powinny być wykonywane w temperaturze poniżej +5°C. W przypadku poddanie zgrzewu działaniu zbyt wysokiej temperatury może wystąpić jego termiczne uszkodzenie, natomiast zbyt mała temperatura obniża stopień dyfuzji (przenikania) co osłabia połączenie.

Rury polipropylenowe łączy się zwykle poprzez zgrzewanie. Ta czynność wymaga użycia odpowiedniej zgrzewarki – w zależności od wymogów systemu. Połączenia zgrzewane wykonane są przez połączenie rozgrzanych i nadtopionych powierzchni łączonych elementów, w wyniku czego następuje polidyfuzyjne połączenie materiałów (fuzjo termicznie). Powierzchnie łączone muszą być czyste, odtłuszczone i bez wad powierzchniowych, lub pozostałości warstw zewnętrznych, które powinny być dokładnie usunięte. Należy dotrzymać przewidzianych parametrów zgrzewania : temperatura i czas nagrzewania.
        

Rury PEX łączy się kształtkami zaciskowymi. Zasada połączenia polega na tym, że rura zaciskana jest w określony sposób na łączniku. Może to być element zaciśnięty na rurze. Ten typ łączenia wymaga stosowania specjalnego urządzenia do zaciskania. Rzadziej zaciskanie odbywa się przy użyciu odpowiedniej nakrętki. Wtedy połączenie odbywa się przy użyciu zwykłego klucza. Ta sama technologia może być stosowana przy łączeniu rur polibutylenowych PB, jednak coraz większą popularnością cieszą się tak zwane kształtki samozaciskowe. Prawidłowe połączenie rury z kształtką uzyskuje się w tej sytuacji poprzez sam wcisk rury w kształtkę na właściwą głębokość. Ten sposób nie wymaga stosowania żadnych narzędzi ani spoiw, a wykonanie połączenia minimalizuje możliwość popełnienia błędu montażowego.

Orientacyjne warunki temperaturowe stosowania rur i kształtek z tworzyw sztucznych w kontakcie z wodą.

Temperatura °CPVC-UPVC-CPPPBPEPex
20++++++
60++++++
80++++
1000+0+

+   odporność zadawalająca
–   brak odporości
0   odporność ograniczona
Podane w tablicy warunki są orientacyjne i nie są równoważne z temperaturami dopuszczalnymi dla pracy instalacji.

Zalecany zakres stosowania tworzyw sztucznych w instalacjach i sieciach

InstalacjaPVC-UPVC-CPPPEPEXPB
Sieci kanalizacyjne zewnętrzne bezciśnieniowe+ ++  
Sieci kanalizacyjne zewnętrzne ciśnieniowe+  +  
Sieci wodociągowe zewnętrzne+ ++  
Sieci gazowe zewnętrzne   +  
Sieci ciepłownicze    ++
Instalacje kanalizacyjne wewnętrzne++++  
Przewody zewnętrzne kanalizacji deszczowej+     
Instalacje wodociągowe wody zimnej++++++
Instalacje wodociągowe wody ciepłej ++ ++
Instalacje centralnego ogrzewania ++ ++
Ogrzewanie podłogowe  + ++

Definicje dotyczące wymiarów geometrycznych

Szereg rur S:
bezwymiarowa liczba ściśle związana z geometrią rur. Oblicza się ją z zależności

S = (Dz-en)/(2*en)

Gdzie :
Dz – średnica zewnętrzna rury
en – grubość ścianki ( minimalna dopuszczalna grubość ścianki)

Znormalizowany współczynnik wymiarów (SDR)

Liczbowe oznaczenia szeregu rur, które jest zaokrągloną liczbą w przybliżeniu równą stosunkowi średnicy zewnętrznej i grubości ścianki.

SDR = Dz/en

Gdzie :
Dz – średnica zewnętrzna rury
en – grubość ścianki ( minimalna dopuszczalna grubość ścianki)

Relacja miedzy S i SDR jest następująca: SDR = 2S+1

Polichlorek winylu PVC-C

Poli(chlorek winylu) -[-CH2-CHCl-]n-, PCV, produkt polimeryzacji chlorku winylu, termoplastyczny. Właściwości: Czysty polichlorek winylu jest białym proszkiem o temperaturze mięknięcia 70°C, odpornym na działanie kwasu solnego, siarkowego i azotowego (rozcieńczonego), rozcieńczonych wodorotlenków sodu i potasu, olejów, wody, amoniaku, alkoholu i benzyny. W zależności od użytych dodatków rozróżnia się … więcej

Polietylen PE-LD

Polietylen PE-LD Polietylen o małej gęstości otrzymywany jest w procesie wysokociśnieniowej polimeryzacji (1000-3000 bar, 150-300°C) w obecności inicjatorów nadtlenkowych. Uzyskany polimer jest granulowany w stanie stopionym i poddawany uśrednianiu w procesie mieszania. Właściwości: Polietylen małej gęstości, jest bezbarwną lub białą substancją o powierzchni woskowatej, w dotyku przypominającą twardą … Więcej

Polipropylen – PP

Polipropylen [-CH2-CH(CH3)-]n-, produkt polimeryzacji propylenu, termoplastyczny o barwie białożółtej. Rozróżnia się: polipropylen izotaktyczny, który zawiera do 95% fazy krystalicznej, jest lżejszy od wody, wykazuje doskonałą odporność na działanie kwasów, zasad, soli nieorganicznych,polipropylen syndiotaktyczny o własnościach pośrednich,polipropylen ataktyczny – zawierający wyłącznie fazę bezpostaciową, o konsystencji plasteliny. Właściwości W temperaturze do 120 … Więcej

Rodzaje tworzyw sztucznych stosowanych do produkcji rur

Polimery syntetyczne można podzielić na trzy podstawowe grupy: 1. polimery termoplastyczne – charakteryzujące się możliwością odwracalnego przechodzenia ze stanu stałego w stan plastyczny ; 2. polimery termo- i chemoutwardzalne (tzw. duroplasty), które pod wpływem wysokiej temperatury bądź reakcji chemicznych ulegają trwałemu ukształtowaniu (np. bakelit, żywice epoksydowe) … więcej

Właściwości rur z tworzyw sztucznych

1. Podatność na modyfikację Tworzywa sztuczne w przeciwieństwie do metali można niemal dowolnie zaprogramować zmieniając nie tylko ich barwę czy stan powierzchni, ale także podstawowe właściwości fizyko-chemiczne, jak: gęstość; twardość; sztywność; odporność na promieniowanie UV; odporność na temperaturę i ciśnienie. Polimery w czystej postaci mają w technice bardzo ograniczone zastosowanie. O wiele częściej … więcej