La realizzazione di impianti idraulici con materiali plastici sta diventando ormai una tradizione. Il tipo di tubo per riscaldamento più diffuso è quello in polipropilene rinforzato con alluminio.
Il polipropilene è un prodotto ottenuto dalla polimerizzazione dei prodotti di cracking del petrolio. La sua molecola è composta da due atomi di carbonio legati a un atomo di idrogeno.
Il legame carbonio-carbonio è costituito da due legami, uno dei quali è più debole. Ad alte temperature e pressioni, questo legame si rompe e la molecola diventa chimicamente attiva.
Poiché nello spazio, in queste condizioni, esistono numerose formazioni di questo tipo, esse si legano tra loro, formando catene molecolari che costituiscono la base del polipropilene. Il processo avviene in presenza di catalizzatori.
Il materiale risultante è una sostanza solida e plastica che fonde ad alte temperature. Questa proprietà della sostanza viene sfruttata per produrre diversi prodotti, tra cui tubi, mediante estrusione.
Tuttavia, le proprietà fisiche dei tubi in polipropilene lasciano molto a desiderare. Il loro principale svantaggio è l'elevato coefficiente di dilatazione termica lineare.
Di conseguenza, le condotte la temperatura di esercizio del refrigerante ha subito un allungamento significativo, che ha provocato la loro deformazioneInoltre, il fatto che il materiale sia termoplastico ha causato il rigonfiamento dei tubi sotto l'effetto combinato di temperatura e pressione.
- Perché si utilizza il rinforzo in alluminio?
- Proprietà e caratteristiche del polipropilene rinforzato con alluminio
- Svantaggi delle condotte in PPR rinforzate con alluminio
- Ambito di applicazione
- Confronto tra rinforzi in fibra di vetro e in alluminio
- Marcature e designazioni
- Diamo un'occhiata ai produttori
- Caratteristiche dell'installazione in polipropilene
Perché si utilizza il rinforzo in alluminio?
Una soluzione a questi problemi è stata trovata nel campo della progettazione. La massa di polipropilene all'interno del tubo è rinforzata con inserti di rinforzo. Sono stati selezionati materiali con proprietà meccaniche opposte: fibra di vetro e metallo.
Il rinforzo del polipropilene si è rivelato un'idea vincente: le proprietà meccaniche delle tubazioni sono migliorate significativamente: il coefficiente di dilatazione termica lineare si è ridotto del 75% e il suo valore residuo è paragonabile a quello dei materiali metallici analoghi.
E gli indicatori di forza sono aumentati più del doppio – I tubi rinforzati possono resistere a pressioni dell'acqua calda fino a 20 atmosfere. Questo metodo ha permesso la diffusione dell'utilizzo di tubi in polipropilene rinforzato con alluminio negli impianti di riscaldamento e acqua calda.
Il rinforzo del polipropilene con fogli di alluminio merita un'attenzione particolare. Innanzitutto, perché è stato scelto l'alluminio? Una caratteristica di questo metallo è la protezione affidabile della superficie dei prodotti realizzati con esso mediante una pellicola di ossido. Patina di alluminio (Al)2O3) è molto resistente agli effetti di qualsiasi agente ossidante e sostanza chimicamente attiva.
Solo i sali di mercurio possono distruggerlo. Pertanto, offre una protezione chimica affidabile per il rinforzo delle tubazioni. Allo stesso tempo, la resistenza meccanica dei prodotti è sufficiente a sopportare la pressione eccessiva del liquido trasportato al loro interno, anche con uno spessore di 0,1-0,5 millimetri.
Altri metalli, come l'oro, l'argento e il platino, possiedono proprietà simili. Tuttavia, per ovvie ragioni, non prenderemo seriamente in considerazione il loro utilizzo nella produzione di tubi.
Proprietà e caratteristiche del polipropilene rinforzato con alluminio
Le condotte rinforzate con fibra di vetro offrono una serie di proprietà notevoli. Uno dei pochi svantaggi di questi prodotti è la permeabilità delle pareti all'ossigeno molecolare atmosferico, uno dei più potenti ossidanti naturali. Ciò comporta una corrosione accelerata delle parti metalliche delle condotte.
- Negli impianti di riscaldamento, si tratta della superficie interna di caldaie, scaldasalviette e radiatori metallici, nonché delle valvole di intercettazione metalliche.
- Negli impianti di acqua calda, filtri, contatori, adattatori metallo-plastica e qualsiasi altro componente soggetto a ossidazione si danneggiano.
Sfrutta le elevate proprietà protettive dell'alluminio e la sua alta densità metallica. Il polipropilene rinforzato con alluminio offre una protezione superiore dall'ossigeno e può essere utilizzato negli impianti idraulici fino a 50 anni.
Polipropilene, contrassegnato PPRÈ un materiale più durevole per le tubature dell'acqua calda, poiché resiste meglio alle alte temperature e pressioni presenti nell'impianto rispetto ad altri prodotti tradizionali.
La superficie interna dei tubi è rappresentata da una superficie stabile, che:
- non si corrode;
- non soggetto a contaminazione batteriologica;
- non deposita i depositi di calcare tipici delle tubature dell'acqua;
- praticamente non soggetto a usura fisica.
Ciò consente l'utilizzo di tubi in PPR per lungo tempo senza modificare i parametri fisici del sistema.
Svantaggi delle condotte in PPR rinforzate con alluminio
In questo caso, abbiamo a che fare con un materiale piuttosto avanzato in grado di fornire un servizio duraturo e affidabile. Tuttavia, presenta anche degli svantaggi significativi.
Tra queste operazioni rientra la necessità di pulire le estremità di accoppiamento, rimuovendo lo strato di rinforzo. Si tratta di un'operazione complessa e un errore nella sua esecuzione può compromettere l'integrità del sistema.
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Un altro svantaggio è la vulnerabilità del materiale alle intense radiazioni ultraviolette. Con un'esposizione prolungata alla luce solare, diventa fragile e può rompersi facilmente.
Per migliorare la resistenza ai raggi UV, al composto viene aggiunto nerofumo in una percentuale fino al 2% del peso totale. Tuttavia, è più sicuro evitare del tutto l'utilizzo di tubi in PP per le condotte in aree esposte.
Ambito di applicazione
Nel valutare l'applicabilità di tali prodotti, occorre tenere conto della loro origine e delle loro proprietà fondamentali.
Il fatto che il materiale sia termoplastico implica direttamente che non può essere utilizzato ad alte temperature. Pertanto, per le condotte a flusso per gravità, come ad esempio le reti fognarie, si utilizzano materiali per tubi laminati non rinforzati.
Tuttavia, anche in questo caso, occorre tenere conto della possibilità di un riscaldamento massimo. fino a una temperatura di 95 gradiI consumatori evitano il surriscaldamento mescolando l'acqua bollente con acqua fredda del rubinetto quando la versano.
Il secondo possibile utilizzo è nei condotti di ventilazione. Non ci sono problemi con questa applicazione, poiché questi elementi sono sempre situati all'interno e protetti dalla luce solare e dalle alte temperature.
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Tutti gli svantaggi del materiale originale vengono eliminati grazie al rinforzo. La creazione di uno strato protettivo di fibra di vetro compensa le sue proprietà di flusso e l'elevata capacità di dilatazione termica.
Di conseguenza, i prodotti possono resistere a pressioni fino a 25 atmosfere senza deformarsi. Questa capacità si mantiene anche a temperature di 95 gradi Celsius. Tuttavia, si tratta di una raccomandazione prudente del produttore; in realtà, questi prodotti possono resistere a temperature fino a 135 gradi Celsius.
I produttori di tubi rinforzati in alluminio affermano che la resistente barriera all'ossigeno dello strato di alluminio previene la corrosione dei componenti metallici negli impianti di riscaldamento o di produzione di acqua calda. Sebbene ciò sia teoricamente vero, non esistono statistiche attendibili sull'aumento dell'usura di tali sistemi.
Confronto tra rinforzi in fibra di vetro e in alluminio
Proponiamo di esaminare questo problema in dettaglio, partendo dal processo produttivo.
In entrambi i casi si utilizzano presse identiche e, in alcuni casi, anche in configurazione doppia. La differenza sostanziale risiede nel metodo di applicazione dello strato di rinforzo.
Per l'alluminio, ciò richiede l'applicazione di strati adesivi, che sono altamente tossici. Se si utilizzano barre di armatura in alluminio massiccio, è necessaria una testa di saldatura laser ad alta precisione. Questo complica un po' l'attrezzatura, con conseguente aumento dei costi di produzione per i tubi rinforzati in alluminio.
Le caratteristiche prestazionali di entrambi i tipi sono pressoché identiche. quando utilizzato sia per acqua calda che fredda.
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In sostanza, i prodotti in questione sono realizzati con lo stesso materiale, quindi la tecnologia di installazione per gli impianti idraulici è praticamente identica. L'unica piccola differenza consiste nella necessità di pulire il rivestimento in alluminio prima della saldatura durante l'installazione.
È logico concludere che abbiamo a che fare con lo stesso materiale, con proprietà e applicazioni praticamente identiche. Il vantaggio dichiarato dei tubi a barriera all'ossigeno è giustificato solo a livello teorico.
È ovvio che le differenze tra tubi rinforzati con fibra di vetro e tubi in alluminio sono, in linea di principio, minime.
Marcature e designazioni
La denominazione riportata su questi campioni di prodotto è l'abbreviazione PPR-AL-PPR, che spiega in dettaglio la struttura del materiale. Questi tubi sono disponibili in diverse varianti:
- La prima opzione è pensata per i prodotti con alluminio perforato all'interno;
- La seconda opzione è realizzata con uno strato di metallo solido, che offre una protezione affidabile contro la penetrazione dell'ossigeno;
- Il terzo tipo è un tubo a cinque strati, in cui il polipropilene è presente sia all'esterno che all'interno, uno strato di alluminio al centro e due strati di adesivo termofusibile sopra e sotto.
Alcuni produttori sostituiscono la sigla PPR con l'abbreviazione PEX, che in linea di principio è la stessa cosa.
Tutti i tubi in plastica sono contrassegnati sulla superficie esterna. Per i tubi in polipropilene rinforzato con alluminio, la marcatura include le seguenti informazioni:
- Logo o marchio del produttore.
- Designazione del tipo di tubo.
- Il valore della pressione nominale di esercizio.
- Dimensioni del tubo con indicazione del diametro esterno e dello spessore della parete.
- Classe delle condizioni operative.
- Pressione massima di esercizio consentita.
- Indicazione di conformità alla documentazione tecnica – GOST o specifiche tecniche.
Diamo un'occhiata ai produttori
Si può affermare con certezza che i tubi di plastica vengono prodotti in tutto il mondo. I seguenti sono i più diffusi sui mercati globali e russi:
- L'azienda ceca FV Plast è presente sul mercato europeo. Non è passato poi molto tempo: 15 anni. Ma in questo periodo, l'azienda si è guadagnata una meritata reputazione per l'alta qualità dei suoi prodotti e l'affidabilità delle consegne. Il portafoglio ordini dell'azienda comprende 30 clienti abituali in Europa.
La nostra gamma di tubi prodotti copre una gamma completa di dimensioni da 20 a 115 millimetri per tutte le tipologie di prodotto, inclusi sia prodotti in plastica pura che rinforzati. Forniamo anche il mercato russo.
L'azienda russa Metak LLC, produttrice di materie plastiche, è specializzata nella produzione di tubi in polipropilene di dimensioni comprese tra 16 e 100 millimetri e di una gamma completa di raccordi. L'azienda produce un totale di 250 tipologie di prodotti. Un ruolo fondamentale nel successo dell'azienda è svolto dal suo team di ingegneri, che si impegna costantemente nel miglioramento della tecnologia e nello sviluppo di nuovi prodotti. L'elevata qualità dei suoi prodotti ha permesso all'azienda di conquistare una meritata reputazione e un ampio riconoscimento sul mercato.- Uno dei fornitori più famosi di prodotti in plastica per condotte Banninger, azienda tedesca con sede in Assia, è un produttore leader di prodotti di alta qualità. L'azienda pone particolare enfasi sulla qualità delle materie prime, garantendo così che i suoi prodotti siano sempre affidabili e durevoli. Tuttavia, la sua attività più importante è il laboratorio dedicato allo sviluppo di prodotti innovativi. Pertanto, non si limita a produrre prodotti standardizzati, ma è anche all'avanguardia nella creazione di soluzioni originali.
L'azienda russa Metak LLC, produttrice di materie plastiche, è specializzata nella produzione di tubi in polipropilene di dimensioni comprese tra 16 e 100 millimetri e di una gamma completa di raccordi. L'azienda produce un totale di 250 tipologie di prodotti. Un ruolo fondamentale nel successo dell'azienda è svolto dal suo team di ingegneri, che si impegna costantemente nel miglioramento della tecnologia e nello sviluppo di nuovi prodotti. L'elevata qualità dei suoi prodotti ha permesso all'azienda di conquistare una meritata reputazione e un ampio riconoscimento sul mercato.
Banninger, azienda tedesca con sede in Assia, è un produttore leader di prodotti di alta qualità. L'azienda pone particolare enfasi sulla qualità delle materie prime, garantendo così che i suoi prodotti siano sempre affidabili e durevoli. Tuttavia, la sua attività più importante è il laboratorio dedicato allo sviluppo di prodotti innovativi. Pertanto, non si limita a produrre prodotti standardizzati, ma è anche all'avanguardia nella creazione di soluzioni originali.La gamma di prodotti dell'azienda copre interamente tutte le esigenze relative ai materiali per l'edilizia residenziale. Qui vengono prodotte anche attrezzature e utensili per l'installazione di condotte.
Caratteristiche dell'installazione in polipropilene
Rispetto ad altre materie plastiche, il polipropilene possiede un'importante caratteristica distintiva: la durezza. Per questo motivo, non è possibile piegare i tubi durante l'installazione. Pertanto, tutti i componenti della tubazione vengono collegati mediante raccordi saldati per diffusione.
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Il processo prevede la fusione delle superfici di accoppiamento fino a una profondità di circa 1 millimetro, seguita dalla compressione. Questo processo miscela i materiali delle parti, formando una massa monolitica in corrispondenza del giunto. L'indurimento avviene in uno o due minuti, garantendo un collegamento sicuro. L'assemblaggio delle sezioni del tubo dell'acqua viene eseguito su un banco da lavoro.
Le sezioni sono collegate tra loro mentre sono sospese, il che non è molto pratico e richiede l'aiuto di un assistente.
Quando si lavora con polipropilene rinforzato con alluminio, l'estremità del pezzo deve essere pulita, liberandola dal rivestimento metallico, poiché il metallo non può aderire alla plastica per diffusione. A tale scopo si utilizzano utensili speciali.
Le tubature dell'acqua in polipropilene-alluminio, se installate correttamente, possono durare fino a 50 anni. Buona fortuna!
