ما هو الضغط ودرجة الحرارة اللذان يمكن أن يتحملهما أنبوب البولي بروبيلين؟ جدول قيم درجات الحرارة.

تُستخدم أنابيب البولي بروبيلين بشكل متزايد في صناعة أنظمة السباكة والتدفئة بدلاً من الأنابيب الفولاذية. ولكن بما أن أنابيب البولي بروبيلين مصنوعة من البلاستيك، يبرز التساؤل التالي: ما هي أقصى درجة حرارة يمكن أن تتحملها هذه الأنابيب؟

دعونا نتناول هذه المسألة بمزيد من التفصيل. سندرس خصائص مادة البولي بروبيلين، ونتعرف على أنواع أنابيب البولي بروبيلين وخصائصها، كما سنناقش درجات الحرارة التي يتحملها هذا الأنبوب وتفاصيل استخدامه في شبكات المياه الساخنة.

خصائص البولي بروبيلين

البولي بروبيلين هو منتج بوليمر صناعي على شكل مسحوق أبيض، يُستخدم في إنتاج الأشكال عن طريق الصهر أو الضغط. وهو أكثر أنواع البلاستيك صلابة ومتانة، ومقاوم للتآكل.

تتميز مادة البولي بروبيلين بخصائص فيزيائية رئيسية هي المتانة والموثوقية ومقاومة التآكل ومقاومة درجات الحرارة العالية. وهي غير منفذة للمواد الكيميائية والأملاح والمحاليل القلوية، لذا فإن هذه المواد الموجودة في الماء لا تشكل أي خطر على هذا الأنبوب.

منتجات البولي بروبيلين:

• وزنها أقل من وزن الفولاذ؛
• لا تنبعث منها مواد ضارة بالصحة - مناسبة للتركيب في المباني السكنية؛
• السطح الداخلي أملس، مما يمنع ترسبات القشور؛
• مستوى التوصيل الحراري منخفض؛
• عزل صوتي جيد؛
• عزل كهربائي عالي؛
• مؤشر السعة الحرارية 2.0 كيلو جول / (كجم.°م)؛
• مستوى درجة الحرارة المسموح به -15 إلى +120؛
• قيمة الكثافة هي 0.92 كجم/سم³.

يلين البولي بروبيلين عند درجة حرارة +140 درجة، ونقطة انصهاره هي +175 - وهي درجة حرارة البخار.

هذا العامل يجعل خط أنابيب البولي بروبيلين مناسب لإمدادات المياه الباردة أو الساخنة (خاصة المقواة)، حيث يتم الحفاظ على درجة حرارة تسخين سائل التبريد ضمن نطاق +95، ولكن لا يمكن استخدامه كأنبوب بخار.

عند تسخين البولي بروبيلين، يصبح ليناً، وعند تبريده، يستعيد جميع خصائصه الفيزيائية ويعود إلى حالته الصلبة. لذلك، يُعدّ تجميع أنابيب المياه الرئيسية من هذه المنتجات أمراً سهلاً، وعملية توصيل عناصر الأنابيب بسيطة للغاية. يكفي تسخين الأطراف وتوصيلها ببعضها؛ كما يُمكن استخدام وصلات خاصة.

تتمثل العيوب الرئيسية لمادة البولي بروبيلين في ليونتها. فعند تسخينها، تصبح المادة لينة ويمكن ثنيها بسهولة. ومع ذلك، عند ثني هذا النوع من المواد، ينخفض ​​القطر الداخلي بشكل ملحوظ، مما يقلل من إنتاجيتها.

علاوة على ذلك، فإن هذه المادة حساسة للضوء، مما يتسبب في فقدان المنتج لمعانه وتشققه وبهتانه. ولمنع ذلك، تُضاف مكونات مختلفة إلى البولي بروبيلين.

تجدر الإشارة إلى أن البولي بروبيلين لا يتحمل الصقيع جيدًا، إذ يصبح هشًا عند درجات حرارة تتراوح بين -5 و -15 درجة مئوية. ويمكن التغلب على هذه المشكلة بإضافة مطاط الإيثيلين أو مطاط إيثيل بروبيلين.

يبلغ معدل الضغط القياسي لمنتجات البولي بروبيلين 30 كجم لكل 1 سم². ومع ذلك، ووفقًا لتوصيات الشركة المصنعة، يجب ألا يتجاوز 10 كجم.

أنواع أنابيب البولي بروبيلين

تنقسم أنابيب البولي بروبيلين إلى نوعين رئيسيين: مدعم أو غير مدعمكما تُصنّف هذه المنتجات حسب التصميم والمادة. فإذا كان المنتج يحمل شريطًا أزرق، يُنصح باستخدامه مع الماء البارد؛ وإذا كان يحمل شريطًا أحمر، يُنصح باستخدامه مع الماء الساخن.

تُعلّم منتجات البولي بروبيلين من أي نوع بالحرفين PN. ويؤثر الرقم المجاور لاختصار PN على السعر؛ فكلما زاد الرقم، زاد السعر.

البولي بروبيلين والتسخين؟ هل هذا منطقي؟

غير مُدعّم

تُستخدم الأنابيب غير المُدعّمة لشبكات المياه الباردة، وهي غير مناسبة لتزويد المياه الساخنة، إذ قد يتمدد الأنبوب عند تسخينه بمقدار 150 ملم لكل 10 أمتار، مما قد يُسبب تمزقه. مع ذلك، يُمكن تركيب هذه الأنابيب في المنشآت ذات درجات الحرارة المنخفضة، شريطة ألا يكون الضغط مرتفعًا.

تتميز هذه الأنواع بمرونة أكبر، وقابلية للتشكيل، وتكلفة منخفضة. كما أن تركيب المقاطع القياسية سهل، حيث تكون مناطق التوصيل بالتركيبات خالية من العوائق.

تُوضع العلامات التالية على منتجات البولي بروبيلين، والتي تشير إلى أقصى درجة حرارة مسموح بها:

1. PN 10 — درجة الحرارة المسموح بها +45 (للتدفئة الأرضية) و+20 (لإمدادات المياه)، الضغط 1 ميجا باسكال. سمك الجدار — 10 مم، القطر — من 20 إلى 110 مم.
2. PN 16 — الضغط المسموح به 1.6 ميجا باسكال، قيمة درجة الحرارة + 60. سمك الجدار من 3.4 مم.
3. PN 20 — ضغط مسموح به 2 ميجا باسكال عند درجة حرارة +80 درجة مئوية. سمك الجدار 16-18.4 مم.

يصل العمر الافتراضي لأنابيب المياه غير المقواة عند استخدامها في إمدادات المياه الباردة إلى 50 عامًا، و30 عامًا إذا تدفق سائل التبريد الساخن من خلالها.

معزز

التعزيز هو إضافة طبقة إضافية من الألومنيوم أو الألياف الزجاجية. هذه المادة تجعل المنتج أقوى وتزيد من عمره الافتراضي، حتى في وجود سوائل نقل الحرارة الساخنة؛ سيدوم المنتج حتى 50 عامًا.

بالإضافة إلى ذلك، يسمح التعزيز باستخدام هذا الأنبوب مع الماء المسخن إلى +120 درجة مئوية، دون أي خطر. سيحدث تمدد خطيمع وجود انقطاع آخر في الطريق السريع.

صُممت الطرازات المُعززة لتوفير المياه الساخنة بضغط عالٍ. هذا النوع:

• أكثر مقاومة للمواد الكيميائية؛
• معامل تمدده أقل بخمس مرات من معامل تمدد المقطع العرضي التقليدي؛
• القدرة على تحمل درجات الحرارة العالية والأحمال القصوى.

وفقًا لمادة التسليح، فإن المقاطع هي:

1. بفضل طبقة الألومنيوم، تتمتع هذه الطرازات بضغوط تشغيل عالية، مما يجعلها مناسبة لأنظمة التدفئة المركزية وأنظمة المياه الساخنة. تعمل طبقة الألومنيوم على تقليل التشوه الحراري وانتشار الأكسجين.

يُعدّ تركيب القطاعات المُدعّمة بالألمنيوم عمليةً صعبةً لأنّ طبقة الألمنيوم البينية يجب ألا تتلامس مع الماء. لذلك، يجب إزالة عدة سنتيمترات من مادة التدعيم من الوصلات.

2. تتميز النماذج المقواة بالألياف الزجاجية بانخفاض تمددها الحراري، حيث تقلل الألياف الزجاجية من التشوه عند التسخين. وبالمقارنة مع نماذج الألومنيوم، فإن هذه المنتجات تتميز بانخفاض إجهاد التمدد الحراري، مما يجعلها أقل شيوعًا.

تتميز عملية تركيب هذا النوع بالبساطة لعدم الحاجة إلى إزالة الطبقات. يتم ربط الألياف معًا باستخدام البولي إيثيلين المنصهر، مما يمنع انفصال المواد.

3. أنابيب مُقوّاة بألياف البازلت. يتميز هذا النوع بمزايا عديدة تفوق ليس فقط أي نوع آخر من الأنابيب المُقوّاة، بل أيضاً الأنابيب البلاستيكية والمعدنية. تركيبه أسهل من الأنابيب المطلية بالألمنيوم، إذ لا يتطلب إزالة الطبقة العازلة. تتصل منتجات البازلت بسهولة بأي نوع من وصلات البولي بروبيلين.

الأنابيب المقواة تحمل علامة PN 20 و PN 25. يمكنها تحمل درجات حرارة تصل إلى +95 وضغوط تصل إلى 2.5 ميجا باسكال.

مع ذلك، لا تستطيع جميع المنتجات المقواة تحمل درجات حرارة أعلى. على سبيل المثال، لا تستطيع أنابيب الألومنيوم تحمل درجات حرارة تصل إلى درجة حرارة أنابيب البولي بروبيلين المقواة بالألياف الزجاجية، والتي تبلغ +120 درجة مئوية (وإن لم يكن ذلك لفترات طويلة).

وضع العلامات

بالإضافة إلى علامة PN التي تشير إلى درجة الحرارة والضغط، تحتوي جميع الأنابيب البلاستيكية على ما يلي:

• كلمة "أنبوب"؛
• الاسم المختصر للمادة؛
• SDR — نسبة الحجم الخارجي إلى سمك الجدار؛
• أبعاد المظهر الخارجي؛
• الفئة التشغيلية؛
• حد ضغط التشغيل؛
• غرفة قياسية.

على سبيل المثال:

أنبوب PP-R SDR 11-20´ 1.9 فئة 1/1.0 ميجا باسكال GOST R 52134-2003، حيث:

• ملف تعريف مصنوع من البولي بروبيلين العشوائي - كوبوليمر SDR 11؛
• القطر الخارجي 20 مم؛
• سمك الجدار 1.9؛
• الفئة 1؛
• الضغط المسموح به 1 ميجا باسكال.

وفقًا لهيكلها، تنقسم الملفات الشخصية إلى:

• S — طبقة واحدة؛
• م - متعدد الطبقات؛
• TI — مع طبقة عازلة حرارية؛
• PP - قياسي؛
• PP-RP - مقاوم للضغط العالي.

توجد الأنواع التالية من المواد:

• PPB - تتميز بقوة عالية، وغرضها هو التدفئة الأرضية باستخدام سائل تبريد ساخن؛
• PPH - لها قطر داخلي متزايد، ويتم تركيبها على أنظمة التهوية والمياه الباردة؛
• يُعدّ PPR نوعًا عالميًا يمكنه تحمّل درجات الحرارة العالية.

يتم تقسيمهم حسب الفئة إلى:

• الفئة 1 - حتى +60 درجة مئوية، مخصصة لإمدادات المياه؛
• 2 — حتى +70 (خطوط الأنابيب)؛
• 3 — + 60 (أرضيات دافئة)؛
• 4 — +70 درجة مئوية، يستخدم في التدفئة؛
• 5 - + 90 (تسخين)؛
• الفئة XB - لإمدادات المياه الباردة.

يضع بعض المصنّعين علامة تجارية على منتجاتهم.

جدول درجات الحرارة

ولتوضيح الأمر، قمنا بتوفير جدول بدرجات الحرارة التي يمكن أن تتحملها أنابيب البولي بروبيلين.

منظر	غاية	أعلى مستوى لدرجة الحرارة	ضغط التشغيل (جوي)
PN 10	إمدادات المياه الباردة	+40 درجة مئوية	10.2
رقم 16	نموذج عالمي	+60	16.3
PN 20	عالمي	+80 — 95	20.4
الرقم التسلسلي 25	ماء ساخن	+95 — 120	25.5

ميزات الاستخدام في نظام التدفئة

درجة حرارة تدمير أنابيب البولي بروبيلين.

تُستخدم اليوم قطاعات البولي بروبيلين بشكل متزايد في أنظمة التدفئة المركزية والمنازل الخاصة. فهي غير قابلة للتشوه، وغير منفذة للأكسجين، ويمكنها تحمل درجات حرارة تحت الصفر، مما يعني أن تجمد الماء في الشبكة الرئيسية لا يُلحق الضرر بالنظام ككل.

الإجابة على سؤال أي أنبوب تدفئة من البولي بروبيلين هو الأفضل بسيطة: اختر أنبوبًا يتحمل درجة حرارة قصوى تتراوح بين 60 و95 درجة مئوية. أفضل الخيارات هي PN 20 بقدرة تدفئة تصل إلى 60 درجة مئوية، أو PN 25 بقدرة تدفئة تصل إلى 95 درجة مئوية.

عند اختيار قطاعات البولي بروبيلين للتدفئة، بالإضافة إلى درجة الحرارة، يجب مراعاة ما يلي:

1. المنتجات البلاستيكية صلبة ويصعب ثنيها. ولتغيير اتجاه الخط الرئيسي، يجب تركيب زاوية، وهو أمر غير مريح.
2. يجب أن يتوافق المقطع العرضي للأنابيب مع حجم أنابيب الرفع التي ستتصل بها. في المنازل الخاصة، يتكون نظام التوزيع المركزي من مقطع عرضي 32 مم، ويتم توصيل المشعات بأنابيب قطرها 20-25 مم.
3. تتميز وصلات أنابيب البولي بروبيلين بمقطع عرضي كبير، مما يؤدي إلى تدهور مظهر النظام.
4. يتمدد البولي بروبيلين عند تسخينه، مما يؤدي إلى ترقق الجدران وترهل الأنابيب، وهو ما يبدو قبيحًا عند تركيبه في الهواء الطلق.

عند تركيب الأنابيب البلاستيكية، من المهم عدم تسخينها بشكل مفرط، لأن ذلك سيقلل من تدفق الماء عند إدخالها في الوصلة. هذا الخطأ يقلل بشكل كبير من كفاءة النظام.

علاوة على ذلك، لا يُنصح باستخدام منتجات البولي بروبيلين في أنابيب الغلايات. إذ تتعرض غرف الغلايات لتغيرات متكررة في درجات الحرارة، مما يجعل هذا النوع من الأنابيب غير مناسب.

إذا أخذنا في الاعتبار جميع النقاط المذكورة أعلاه، فإن أنواع البولي بروبيلين التي تصل درجة حرارتها القصوى إلى +95 درجة مئوية مناسبة تمامًا لتركيبات التدفئة.

استخدام أنابيب البولي بروبيلين في إمدادات المياه الساخنة

عند تركيب خط أنابيب الماء الساخن، تذكر أن أنابيب البولي بروبيلين تتميز بمعامل تمدد حراري عالٍ عند تسخينها. فإذا ارتفعت درجة حرارة سائل التبريد بمقدار 10 درجات، يتمدد أنبوب البولي بروبيلين بمقدار 1.25 ملم لكل متر. أما عند استخدام أنابيب البولي بروبيلين المقواة، فيكون معدل التمدد 0.32 ملم/متر.

تتراوح درجة حرارة تسخين سائل التبريد المُزوَّد للمستهلكين الأفراد بين 45 و75 درجة مئوية. لذا، ولضمان استمرار الإمداد لهذه الأنظمة، يُوصى بتركيب أنابيب بولي بروبيلين مُقوَّاة من الدرجة PN 20 أو 25، بضغط يتراوح بين 2 و2.5 ميجا باسكال.

البولي بروبيلين مادة شائعة الاستخدام في أنابيب المياه. إذا اخترت الطراز المناسب واتبعت جميع تعليمات التشغيل الموصى بها، فستدوم أنابيب البولي إيثيلين لعقود.

اختبار البولي بروبيلين - الجزء الأول