오늘날 배관 및 난방 시스템은 강철 파이프 대신 폴리프로필렌 파이프를 사용하는 경우가 점점 늘어나고 있습니다. 하지만 폴리프로필렌 파이프는 플라스틱 재질이기 때문에 다음과 같은 질문이 제기됩니다. 폴리프로필렌 파이프가 견딜 수 있는 최대 온도는 얼마일까요?
이 문제를 좀 더 자세히 살펴보겠습니다. 폴리프로필렌 소재의 특성을 알아보고, 폴리프로필렌 파이프의 종류와 특징에 대해 알아보겠습니다. 또한 이 파이프가 견딜 수 있는 온도와 온수 배관에서의 사용에 대한 구체적인 내용도 논의해 보겠습니다.
폴리프로필렌의 특성
폴리프로필렌은 흰색 분말 형태의 합성 고분자 제품으로, 용융 또는 압착하여 다양한 형태의 제품을 생산하는 데 사용됩니다. 가장 단단하고 내구성이 뛰어난 플라스틱이며, 부식에 대한 저항성도 우수합니다.
폴리프로필렌의 주요 물리적 특성은 내구성, 신뢰성, 내마모성 및 고온 저항성입니다. 또한 화학 물질, 염분 및 알칼리 용액에 대한 내성이 뛰어나므로 물에 존재하는 이러한 물질들은 파이프라인에 위협이 되지 않습니다.
폴리프로필렌 제품:
- 강철보다 무게가 덜 나갑니다.
- 건강에 해로운 물질을 배출하지 않으므로 가정집에 설치하기에 적합합니다.
- 내부 표면이 매끄러워 스케일 침전이 방지됩니다.
- 열전도율이 낮습니다.
- 우수한 방음 성능;
- 높은 전기 절연성;
- 열용량 지수 2.0 kJ/(kg·°C);
- 허용 온도 범위: -15°C ~ +120°C;
- 밀도 값은 0.92 kg/cm³입니다.
폴리프로필렌은 섭씨 140도에서 연화되고, 녹는점은 섭씨 175도로 증기 온도와 같습니다.
이 요인으로 인해 폴리프로필렌 파이프라인이 만들어집니다. 냉수 또는 온수 공급에 적합 (특히 강화형)냉각수의 가열 온도가 +95도 범위 내로 유지되지만 증기 배관으로는 사용할 수 없습니다.
폴리프로필렌은 가열하면 부드러워지고, 냉각되면 원래의 물리적 성질을 되찾아 다시 단단해집니다. 따라서 이 소재로 상수도관을 조립하는 것이 편리하며, 배관 요소들을 연결하는 과정도 매우 간단합니다. 끝부분을 가열한 후 접합하거나, 커플링을 사용하면 됩니다.
폴리프로필렌의 주요 단점은 가소성입니다. 가열하면 제품이 부드러워져 쉽게 구부릴 수 있습니다. 그러나 이러한 프로파일을 구부릴 때 내부 직경이 크게 줄어들어 생산량이 감소합니다.
또한, 이 소재는 빛에 민감하여 제품의 광택이 사라지고, 갈라지고, 변색될 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 폴리프로필렌에 다양한 첨가제가 사용됩니다.
폴리프로필렌은 영하 5도에서 15도 사이의 온도에서 부서지기 쉬워 내한성이 약하다는 점에 유의해야 합니다. 이러한 단점은 에틸렌이나 에틸프로필렌 고무를 첨가함으로써 극복할 수 있습니다.
폴리프로필렌 제품의 표준 압력 등급은 1cm²당 30kg입니다. 그러나 제조업체의 권장 사항에 따르면 10kg을 초과해서는 안 됩니다.
폴리프로필렌 파이프의 종류
폴리프로필렌 파이프는 크게 두 가지 유형으로 나뉩니다. 강화 또는 비강화또한 디자인과 재질에 따라 분류됩니다. 파란색 줄무늬가 있는 제품은 냉수 공급에, 빨간색 줄무늬가 있는 제품은 온수 공급에 적합합니다.
모든 종류의 폴리프로필렌 제품에는 PN이라는 약자가 표시됩니다. PN 약자 옆의 숫자는 가격에 영향을 미치며, 숫자가 높을수록 가격이 높아집니다.
보강되지 않은
비보강형 배관은 냉수 공급용으로 설계되었습니다. 가열 시 배관이 팽창할 수 있기 때문에(10미터당 150mm 팽창) 파열의 위험이 있어 온수 공급에는 적합하지 않습니다. 다만, 압력이 높지 않은 경우에는 저온 구조물에도 설치할 수 있습니다.
이러한 유형은 유연성, 성형성 및 저렴한 비용이 향상되었습니다. 표준 프로파일은 피팅과의 연결 부위가 막히지 않아 설치가 간편합니다.
폴리프로필렌 제품에는 최대 허용 온도를 나타내는 다음과 같은 표시가 되어 있습니다.
- PN 10 — 허용 온도 +45°C(바닥 난방용) 및 +20°C(급수용), 압력 1MPa. 벽 두께 — 10mm, 직경 — 20~110mm.
- PN 16 — 허용 압력 1.6 MPa, 온도 값 +60°C. 벽 두께 3.4 mm 이상.
- PN 20 — +80도 온도에서 허용 압력 2MPa. 벽 두께 16~18.4mm.
냉수 공급에 사용되는 비보강 배관의 수명은 최대 50년이며, 가열된 냉각수가 흐르는 경우에는 30년입니다.
강화된
보강이란 알루미늄이나 유리섬유 층을 추가하는 것을 말합니다. 이 소재는 제품을 더욱 강하게 만들고, 고온의 열전달 유체가 있는 환경에서도 수명을 연장시켜 줍니다. 이렇게 보강된 프로파일은 최대 50년까지 사용할 수 있습니다.
또한, 보강재 덕분에 이 배관을 섭씨 120도까지 가열된 물과 함께 사용해도 안전합니다. 선형팽창이 발생할 것입니다고속도로에 또 다른 단절 구간이 있습니다.
강화형 모델은 고압 온수 공급용으로 설계되었습니다. 이 유형은 다음과 같습니다.
- 화학 물질에 대한 저항력이 더 강함;
- 이 제품의 열팽창 계수는 기존 프로파일보다 5배 낮습니다.
- 고온 및 최대 하중을 견딜 수 있는 능력.
보강재에 따라 프로파일은 다음과 같습니다.
- 알루미늄 층이 있는 이 모델들은 높은 작동 압력을 견딜 수 있어 중앙 난방 및 온수 시스템에 적합합니다. 알루미늄 층은 열 변형과 산소 확산을 줄여줍니다.
알루미늄 보강 프로파일 설치는 알루미늄 중간층이 물과 접촉해서는 안 되기 때문에 어렵습니다. 따라서 이음매 부분에서 수 센티미터 두께의 보강재를 제거해야 합니다.
- 유리섬유 강화 모델은 열팽창률이 낮습니다. 유리섬유는 가열 시 변형을 줄여줍니다. 알루미늄 모델에 비해 열팽창 응력이 낮아 인기가 덜합니다.
이 유형은 기존 필름을 제거할 필요가 없기 때문에 설치 과정이 더 간단합니다. 섬유는 용융된 폴리에틸렌으로 접착되어 재료 박리를 방지합니다.
- 현무암 섬유 강화 파이프. 이 유형은 다른 강화 모델뿐만 아니라 플라스틱 및 금속 프로파일에 비해 여러 가지 장점을 제공합니다. 알루미늄 코팅 파이프보다 설치가 간편하며, 기존 파이프의 껍질을 벗길 필요가 없습니다. 현무암 제품은 모든 종류의 폴리프로필렌 피팅과 쉽게 연결됩니다.
강화 파이프는 PN 20 및 PN 25로 표시됩니다. 이 파이프는 +95°C의 온도와 최대 2.5MPa의 압력을 견딜 수 있습니다.
하지만 모든 강화 제품이 고온을 견딜 수 있는 것은 아닙니다. 예를 들어, 알루미늄 파이프는 유리섬유 강화 폴리프로필렌 파이프만큼 높은 온도인 120°C를 견딜 수 없습니다(물론 장시간 동안은 견딜 수 없습니다).
표시
온도와 압력을 나타내는 PN 표시 외에도 모든 플라스틱 파이프에는 다음과 같은 특징이 있습니다.
- "파이프"라는 단어;
- 재료의 약칭;
- SDR — 외부 크기와 벽 두께의 비율;
- 외부 프로필 치수;
- 운영 등급;
- 작동 압력 한계;
- 스탠다드룸.
예를 들어:
파이프 PP-R SDR 11-20´ 1.9 등급 1/1.0 MPa GOST R 52134-2003, 여기서:
- 무작위 폴리프로필렌 공중합체 SDR 11로 만들어진 프로필;
- 외경 20mm;
- 벽 두께 1.9;
- 1반;
- 허용 압력 1 MPa.
프로필은 구조에 따라 다음과 같이 분류됩니다.
- S — 단일층;
- M — 다층;
- TI — 단열층이 있는;
- PP - 표준;
- PP-RP - 고압 저항성.
재질 종류별로는 다음과 같습니다.
- PPB는 강도가 매우 높으며, 뜨거운 냉매를 이용한 바닥 난방용으로 사용됩니다.
- PPH는 내부 직경이 증가했으며 환기 시스템 및 냉수 시스템에 장착됩니다.
- PPR은 고온을 견딜 수 있는 범용 재질입니다.
계급에 따라 다음과 같이 나뉩니다.
- 1등급 — 최대 +60°C, 급수용으로 적합;
- 2 — 최대 +70 (파이프라인);
- 3 — + 60 (따뜻한 바닥);
- 4 ~ +70°C, 난방에 사용됨;
- 5 - + 90 (가열);
- XB급 - 냉수 공급용.
일부 제조업체는 자사 제품에 상표를 등록합니다.
온도표
이해를 돕기 위해 폴리프로필렌 파이프가 견딜 수 있는 온도표를 제공합니다.
| 보다 | 목적 | 최고 온도 수준 | 작동 압력(atm) |
| PN 10 | 냉수 공급 | +40도 | 10.2 |
| PN 16 | 범용 모델 | +60 | 16.3 |
| PN 20 | 만능인 | +80 — 95 | 20.4 |
| PN 25 | 뜨거운 물 | +95 — 120 | 25.5 |
난방 시스템에서의 사용 특징
오늘날 폴리프로필렌 프로파일은 중앙 난방 시스템과 일반 가정 모두에 점점 더 많이 설치되고 있습니다. 이 프로파일은 변형되지 않고 산소에 불투과성이며 영하의 온도에도 견딜 수 있어 수도관이 얼더라도 시스템 전체가 손상되지 않습니다.
어떤 폴리프로필렌 난방 파이프가 가장 좋은지에 대한 답은 간단합니다. +60°C에서 +95°C 사이의 최대 온도를 견딜 수 있는 파이프를 선택하십시오. 가장 적합한 모델은 +60°C의 내열 등급을 가진 PN 20 또는 +95°C의 내열 등급을 가진 PN 25입니다.
난방용 폴리프로필렌 프로파일을 선택할 때는 온도 외에도 다음 사항을 고려해야 합니다.
- 플라스틱 제품은 단단하고 구부리기 어렵습니다. 주요 배관을 꺾으려면 모서리 부분을 설치해야 하는데, 이는 그다지 편리하지 않습니다.
- 배관의 단면적은 연결될 입상관의 크기와 일치해야 합니다. 일반 가정집의 경우, 중앙 분배 시스템은 32mm 단면 프로파일로 제작되고, 라디에이터 연결에는 20~25mm 파이프가 사용됩니다.
- PP 파이프 연결구는 단면적이 커서 시스템의 외관을 저해합니다.
- 폴리프로필렌은 가열되면 늘어나기 때문에 벽이 얇아지고 파이프라인이 처지게 되어 옥외에 설치했을 때 미관상 좋지 않습니다.
플라스틱 배관을 설치할 때는 과열시키지 않는 것이 중요합니다. 과열되면 연결 부위에 삽입했을 때 유량이 감소하고, 이로 인해 시스템 효율이 크게 떨어질 수 있습니다.
또한, 폴리프로필렌 제품은 보일러 배관에 사용하기에 적합하지 않습니다. 보일러실은 잦은 온도 변화에 노출되므로 이러한 재질은 적합하지 않습니다.
위의 모든 사항을 고려하면 최대 내열 온도가 +95도인 폴리프로필렌 재질은 난방 설비에 매우 적합합니다.
온수 공급에 폴리프로필렌 파이프 사용
온수 배관을 설치할 때는 폴리프로필렌 파이프가 가열 시 팽창률이 높다는 점을 명심해야 합니다. 냉매 온도가 10도 상승하면 폴리프로필렌 파이프는 미터당 1.25mm 팽창합니다. 강화 폴리프로필렌을 사용할 경우 팽창률은 미터당 0.32mm입니다.
개별 사용자에게 공급되는 냉매의 가열 온도는 +45도에서 +75도 사이입니다. 따라서 이러한 시스템에 안정적인 냉매 공급을 보장하기 위해 2~2.5MPa의 압력을 견딜 수 있는 PN 20 또는 25 등급의 강화 폴리프로필렌 파이프를 설치하는 것이 좋습니다.
폴리프로필렌은 수도관에 흔히 사용되는 소재입니다. 적절한 모델을 선택하고 권장되는 모든 사용 설명서를 따르면 폴리에틸렌 파이프는 수십 년 동안 사용할 수 있습니다.
