Obecnie instalacje wodno-kanalizacyjne i grzewcze coraz częściej wykonuje się z rur polipropylenowych, a nie stalowych. Ponieważ jednak rury polipropylenowe są wykonane z plastiku, pojawia się pytanie: jaka jest maksymalna temperatura, jaką rury polipropylenowe mogą wytrzymać?
Przyjrzyjmy się bliżej temu zagadnieniu. Przyjrzymy się właściwościom polipropylenu. Poznamy rodzaje rur polipropylenowych i ich charakterystykę. Omówimy również temperatury, jakie wytrzymuje ten rurociąg, oraz specyfikę jego zastosowania w sieciach ciepłej wody.
Właściwości polipropylenu
Polipropylen to syntetyczny produkt polimerowy w postaci białego proszku, stosowany do produkcji profili poprzez topienie lub prasowanie. Jest to najtwardsze i najtrwalsze tworzywo sztuczne, odporne na korozję.
Głównymi właściwościami fizycznymi polipropylenu są trwałość, niezawodność, odporność na zużycie i wysoką temperaturę. Jest on odporny na działanie chemikaliów, soli i roztworów alkalicznych, więc substancje te obecne w wodzie nie stanowią zagrożenia dla tego rurociągu.
Produkty polipropylenowe:
- ważą mniej niż stal;
- nie wydzielają substancji szkodliwych dla zdrowia – nadają się do montażu w pomieszczeniach mieszkalnych;
- powierzchnia wewnętrzna jest gładka, co zapobiega osadzaniu się kamienia;
- poziom przewodnictwa cieplnego jest niski;
- dobra izolacja akustyczna;
- wysoka izolacja elektryczna;
- wskaźnik pojemności cieplnej 2,0 kJ/(kg.°C);
- dopuszczalny poziom temperatury -15 — +120;
- wartość gęstości wynosi 0,92 kg/cm³.
Polipropylen mięknie w temperaturze +140 stopni, a jego temperatura topnienia wynosi +175 – jest to temperatura pary wodnej.
Ten czynnik sprawia, że rurociąg polipropylenowy nadaje się do zasilania zimną lub ciepłą wodą (szczególnie wzmocnione), w którym temperatura ogrzewania czynnika chłodzącego utrzymywana jest w zakresie +95°C, ale nie może być stosowany jako rura parowa.
Po podgrzaniu polipropylen staje się miękki, a po ostygnięciu odzyskuje wszystkie swoje właściwości fizyczne i ponownie staje się stały. Dlatego montaż wodociągu z tych produktów jest wygodny, a proces łączenia elementów rurociągu jest dość prosty. Wystarczy podgrzać końce i połączyć je ze sobą; możliwe jest również wykonanie muf.
Główną wadą polipropylenu jest jego plastyczność. Pod wpływem ciepła produkt mięknie i łatwo go zginać. Jednak podczas gięcia takiego profilu średnica wewnętrzna znacznie się zmniejsza, co zmniejsza jego przepustowość.
Co więcej, materiał ten jest wrażliwy na światło, co powoduje utratę połysku, pękanie i blaknięcie produktu. Aby temu zapobiec, do polipropylenu dodaje się różne składniki.
Warto zauważyć, że polipropylen jest słabo odporny na mróz i staje się kruchy w temperaturach od -5 do -15 stopni Celsjusza. Wadę tę można zniwelować, dodając kauczuk etylenowy lub etylopropylenowy.
Standardowe ciśnienie dla produktów z polipropylenu wynosi 30 kg na 1 cm². Jednak zgodnie z zaleceniami producenta nie powinno przekraczać 10 kg.
Rodzaje rur polipropylenowych
Rury polipropylenowe dzielą się na dwa główne typy: wzmocnione lub niewzmocnioneSą one również klasyfikowane według konstrukcji i materiału. Jeśli produkt ma niebieski pasek, jest zalecany do zasilania zimną wodą; jeśli ma czerwony pasek, jest zalecany do zasilania ciepłą wodą.
Produkty polipropylenowe dowolnego typu są oznaczone literami PN. Liczba obok skrótu PN wpływa na cenę; im wyższa liczba, tym wyższa cena.
Niewzmocniony
Rury bez wzmocnienia przeznaczone są do sieci zimnej wody. Nie nadają się do sieci ciepłej wody, ponieważ rura może się rozszerzać pod wpływem ciepła – o 150 mm na każde 10 metrów, co może spowodować pęknięcie. Rury bez wzmocnienia można jednak montować w instalacjach niskotemperaturowych, ale tylko w warunkach niskiego ciśnienia.
Te typy oferują większą elastyczność, możliwość formowania i niski koszt. Profile standardowe są łatwe w montażu, ponieważ miejsca połączeń z łącznikami są niezakłócone.
Wyroby polipropylenowe oznaczane są następującymi oznaczeniami, które wskazują na maksymalną dopuszczalną temperaturę:
- PN 10 — dopuszczalna temperatura +45°C (dla ogrzewania podłogowego) i +20°C (dla wodociągów), ciśnienie 1 MPa. Grubość ścianki — 10 mm, średnica — od 20 do 110 mm.
- PN 16 — dopuszczalne ciśnienie 1,6 MPa, wartość temperatury +60. Grubość ścianki od 3,4 mm.
- PN 20 – dopuszczalne ciśnienie 2 MPa przy temperaturze +80 stopni. Grubość ścianki 16–18,4 mm.
Żywotność nieuzbrojonych rurociągów w przypadku przesyłu zimnej wody sięga 50 lat, a jeżeli przepływa przez nie podgrzany czynnik chłodniczy – 30 lat.
Wzmocniony
Wzmocnienie polega na dodaniu dodatkowej warstwy aluminium lub włókna szklanego. Materiał ten wzmacnia produkt i wydłuża jego żywotność, nawet w obecności gorących płynów termoprzewodzących; profil wytrzyma nawet 50 lat.
Ponadto wzmocnienie pozwala na stosowanie tego rurociągu z wodą o temperaturze +120 stopni, bez ryzyka, że nastąpi ekspansja liniowa, z kolejną przerwą na autostradzie.
Modele wzmocnione przeznaczone są do zasilania gorącą wodą pod wysokim ciśnieniem. Ten typ:
- bardziej odporne na działanie chemikaliów;
- jego współczynnik rozszerzalności jest 5-krotnie niższy od współczynnika rozszerzalności profilu konwencjonalnego;
- zdolność do wytrzymywania wysokich temperatur i maksymalnych obciążeń.
Ze względu na materiał wzmacniający profile dzielą się na:
- Z warstwą aluminium – te modele charakteryzują się wysokim ciśnieniem roboczym, dzięki czemu nadają się do systemów centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej. Warstwa aluminium zmniejsza odkształcenia termiczne i dyfuzję tlenu.
Montaż profili wzmocnionych aluminium jest trudny, ponieważ aluminiowa warstwa pośrednia nie może mieć kontaktu z wodą. Dlatego spoiny muszą być oczyszczone z kilku centymetrów materiału wzmacniającego.
- Modele wzmocnione włóknem szklanym charakteryzują się niską rozszerzalnością cieplną. Włókno szklane zmniejsza odkształcenia pod wpływem ciepła. W porównaniu z modelami aluminiowymi, produkty te charakteryzują się niższym naprężeniem rozszerzalności cieplnej, co czyni je mniej popularnymi.
Proces instalacji tego typu jest prostszy, ponieważ nie wymaga zdejmowania izolacji. Włókna są łączone ze sobą za pomocą stopionego polietylenu, co zapobiega rozwarstwianiu się materiału.
- Rury zbrojone włóknem bazaltowym. Ten typ rur oferuje liczne zalety nie tylko w porównaniu z rurami zbrojonymi, ale także z profilami z tworzyw sztucznych i metalu. Są łatwiejsze w montażu niż rury z powłoką aluminiową, ponieważ nie wymagają zdejmowania izolacji. Produkty bazaltowe można łatwo łączyć z dowolnym rodzajem kształtek polipropylenowych.
Rury zbrojone oznaczane są PN 20 i PN 25. Wytrzymują one temperaturę +95°C i ciśnienie do 2,5 MPa.
Jednak nie wszystkie wzmocnione produkty wytrzymują wyższe temperatury. Na przykład rury aluminiowe nie wytrzymują temperatur tak wysokich, jak rury polipropylenowe wzmocnione włóknem szklanym – +120°C (choć nie przez długi czas).
Cechowanie
Oprócz oznaczenia PN, które wskazuje temperaturę i ciśnienie, wszystkie rury plastikowe posiadają:
- słowo "fajka";
- skrócona nazwa materiału;
- SDR — stosunek rozmiaru zewnętrznego do grubości ścianki;
- wymiar profilu zewnętrznego;
- klasa operacyjna;
- ograniczenie ciśnienia roboczego;
- standardowy pokój.
Na przykład:
Rura PP-R SDR 11-20´ 1,9 klasa 1/1,0 MPa GOST R 52134-2003, gdzie:
- profil wykonany z losowego polipropylenu - kopolimeru SDR 11;
- średnica zewnętrzna 20 mm;
- grubość ścianki 1,9;
- klasa 1;
- dopuszczalne ciśnienie 1 MPa.
Ze względu na strukturę profile dzielą się na:
- S — jednowarstwowa;
- M — wielowarstwowy;
- TI — z warstwą izolacji termicznej;
- PP - standardowy;
- PP-RP - odporny na wysokie ciśnienie.
Ze względu na rodzaj materiału wyróżniamy:
- PPB - charakteryzują się dużą wytrzymałością, przeznaczone są do ogrzewania podłogowego z użyciem gorącego czynnika chłodzącego;
- PPH - mają zwiększoną średnicę wewnętrzną, montowane są na instalacjach wentylacyjnych i wody zimnej;
- PPR jest uniwersalnym typem, odpornym na wysokie temperatury.
Ze względu na klasę dzielą się na:
- klasa 1 — do +60 C, przeznaczone do zaopatrzenia w wodę;
- 2 — do +70 (rurociągi);
- 3 — + 60 (ciepłe podłogi);
- 4 — +70 C, stosowany w ogrzewaniu;
- 5 - + 90 (ogrzewanie);
- klasa XB - do zasilania zimną wodą.
Niektórzy producenci umieszczają na swoich produktach znak towarowy.
Tabela temperatur
Dla ułatwienia podajemy tabelę temperatur, jakie wytrzymują rury polipropylenowe.
| Pogląd | Zamiar | Maksymalny poziom temperatury | Ciśnienie robocze (atm) |
| PN 10 | Dostawa zimnej wody | +40 stopni Celsjusza | 10.2 |
| PN 16 | Uniwersalny model | +60 | 16.3 |
| PN 20 | Uniwersalny | +80 — 95 | 20.4 |
| PN 25 | Tarapaty | +95 — 120 | 25,5 |
Cechy zastosowania w systemie grzewczym
Profile polipropylenowe są obecnie coraz częściej montowane zarówno w systemach centralnego ogrzewania, jak i w domach prywatnych. Są one nieodkształcalne, nieprzepuszczalne dla tlenu i wytrzymują temperatury ujemne, co oznacza, że zamarzanie wody w sieci wodociągowej nie powoduje uszkodzenia całego systemu.
Odpowiedź na pytanie, która rura grzewcza z polipropylenu jest najlepsza, jest prosta: wybierz rurę, która wytrzyma maksymalną temperaturę od +60 do +95°C. Najbardziej odpowiednie są modele PN 20 o mocy grzewczej +60°C lub PN 25 o mocy grzewczej +95°C.
Wybierając profile polipropylenowe do ogrzewania, oprócz temperatury, należy wziąć pod uwagę następujące czynniki:
- Wyroby z tworzyw sztucznych są sztywne i trudne do zgięcia. Aby obrócić linię główną, konieczne jest zamontowanie narożnika, co nie jest zbyt wygodne.
- Przekrój rur musi odpowiadać rozmiarowi pionów, do których będą podłączone. W domu jednorodzinnym centralna instalacja grzewcza wykonana jest z profilu o przekroju 32 mm, a podłączenie do grzejników rurami o średnicy 20–25 mm.
- Złączki rurowe PP mają duży przekrój, co pogarsza wygląd instalacji.
- Polipropylen rozciąga się pod wpływem ciepła, co powoduje ścieńczenie ścianek i wygięcie rurociągu, co wygląda nieestetycznie, gdy rurociąg jest zainstalowany na zewnątrz.
Podczas montażu rur z tworzywa sztucznego należy uważać, aby ich nie przegrzać, ponieważ spowoduje to zmniejszenie przepływu po włożeniu do złączki. Ten błąd znacznie obniża wydajność systemu.
Ponadto, produkty z polipropylenu nie są zalecane do rur kotłowych. W kotłowniach występują częste zmiany temperatury, co jest przeciwwskazane w przypadku tego typu profili.
Jeśli weźmiemy pod uwagę wszystkie powyższe punkty, to rodzaje polipropylenu o maksymalnej temperaturze +95°C są całkiem odpowiednie do instalacji grzewczych.
Zastosowanie rur polipropylenowych w dostawie ciepłej wody
Instalując sieć ciepłej wody, należy pamiętać, że rury polipropylenowe charakteryzują się wysokim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej. Przy wzroście temperatury czynnika chłodzącego o 10 stopni, rura polipropylenowa rozszerza się o 1,25 mm na metr. W przypadku zastosowania wzmocnionego polipropylenu, współczynnik rozszerzalności wynosi 0,32 mm/m.
Temperatura nagrzewania czynnika chłodniczego dostarczanego do odbiorców indywidualnych waha się od +45 do +75 stopni Celsjusza. Dlatego, aby zapewnić nieprzerwane zasilanie takich instalacji, zaleca się montaż rur polipropylenowych zbrojonych o klasie PN 20 lub 25 i ciśnieniu od 2 do 2,5 MPa.
Polipropylen to powszechnie stosowany materiał w rurach wodociągowych. Jeśli wybierzesz odpowiedni model i będziesz przestrzegać wszystkich zalecanych instrukcji obsługi, rury polietylenowe posłużą Ci przez dziesięciolecia.
