Видимо не найдется более значимого открытия в сфере изготовления и применения труб, чем изобретение полипропилена. Этот материал позволил создать трубы полипропиленовые для отопления. Технические характеристики полипропиленовых труб для отопления превышают аналоги из металла, выделяясь высокой прочностью, беспрецедентной долговечностью.
Изначально было представлено несколько модификаций полипропилена, из которых распространение получили три:
- гомополимер пропилена, код PPH, называется «Тип 1»;
- сополимеры полипропилена, код PPB, называется «Тип 2» или блок-сополимер;
- статический сополимер полипропилена с включением этилена, код PPRC, называется «Тип 3» или рандом сополимер.
Значимость и распространение полипропилена показывает объем его использования в мире. Среди всех пластмасс он занимает второе место, следуя сразу за полиэтиленом. Составляет четверть рынка пластмасс. Используется фактически во всех сферах, где уже задействован полиэтилен, кроме того получил собственную нишу.
Особое внимание уделено использованию третьего типа полипропилена PPR для труб. Их сфера применения включает:
- формирование водопровода для доставки холодной и горячей воды;
- трубопроводы для различных химических соединений, в том числе агрессивных;
- газопроводы;
- системы полива и дренажа в сельском хозяйстве.
Полипропилен обладает стойкостью к коррозии лучше, чем металлические аналоги или даже керамические. Внутренняя поверхность изделий из полипропилена PPR обладает меньшей шероховатостью, за счет чего создается меньшее сопротивление течению жидкости. Материал значительно меньше весит, чем сталь или керамика. Трубы из полипропилена PPR для отопления во много раз легче аналогов, что упрощает транспортировку и монтаж. Не требуется привлечение большого количества рабочих для прокладки водопровода. Зачастую достаточно двух мастеров для выполнения работ любой сложности.
Однако главным преимуществом полипропиленовых труб является прочность и эластичность. Их можно использовать при минусовой температуре, они не боятся замерзания воды внутри. Верхний предел по температуре составляет 95оС, а кратковременное повышение – до 110оС. Это уже дает отличные рекомендации по использованию полипропиленовых труб для систем отопления, притом фактически любого формата, кроме, разве что парового отопления.
Классы и их использование в системах отопления
Трубы полипропиленовые делятся на несколько основных классов в зависимости от конструктивных особенностей:
- PN10 – трубопровод для холодных жидкостей до +45оС и номинальным давлением в рабочем состоянии до 1 МПа
- PN16 – переходный тип для водопровода холодных и теплых жидкостей температурой до +60оС, давлением до 1,6 МПа
- PN20 – трубопровод для горячих жидкостей температуры до +95оС включительно, давление 2 МПа
- PN25 – трубопровод с армированием для жидкостей температуры +95оС и номинальным давлением до 2,5 Мпа
Выдерживаемое номинальное давление чаще всего подразумевает температуру жидкости +25оС. При повышении температуры допустимое давление снижается, однако оно все равно достаточное для организации водопроводных систем для бытовых, производственных нужд.
Вне зависимости от типа изделия полипропилен обладает следующими свойствами:
- Плотность – 0,9 г/см3
- Относительное удлинение при разрыве – 200-800%
- Модуль упругости изгиба – 6700-12000 кгс
- Предел текучести растяжения – 250-350 кгс/см2
- Твердость по Бринеллю – 6,0-6,5 кгс/мм2
- Теплопроводность материала при температуре окружающей среды в +20оС 0,24 Вт/мC
- Удельная теплоемкость при температуре +20оС – 2 кДж/кгC
Труба полипропиленовая PN10, PN16
Для систем отопления используются все типы труб полипропилена PPRC в зависимости от температуры теплоносителя. PN10 подходит для организации теплых полов. Она достаточно гибка для укладки змеевиком, поставляется бухтами, это ключевой момент, позволяющий формировать вовсе бесшовные теплые полы практически любой конфигурации и на любые площади. Кроме того полипропилен достаточно прочный, чтобы выдержать дальнейшую заливку стяжкой без деформаций, ответного разрушения бетонных полов под действием нагрузки.
PN16 является переходным типом, встречается редко в продаже. Однако он может использоваться для прокладки теплых полов или низкотемпературных систем отопления частных домов, обеспечивает прогрев тепличных хозяйств и промышленных объектов, где используется теплоноситель температурой до +60оС.
Труба полипропиленовая PN20, PN25
Для большинства систем отопления с применением теплоносителя температурой до +95оС используются классы PN20 и PN25. При этом PN20 отлично подходит для организации автономного отопления, при котором не создается высокое давление, а в системе есть обязательно расширительный бак или компенсационный клапан с выпуском воздуха. Проблемой полипропиленовых труб для отопления PN20 можно назвать только весьма существенную проницаемость материала для кислорода, что приводит к образованию излишнего концентрирования его в теплоносителе.
Для систем центрального отопления критично появление газов в теплоносителе, ведь это может привести к образованию воздушных карманов, негативно сказывается на состоянии магистральных линий и оборудования котельных. Потому для квартир, подключенных к центральному отоплению, лучше выбрать полипропиленовые материалы, у которых технические характеристики практичнее – PN25. Они армированы с помощью тонкого листа алюминия. Слой металла при неизменной толщине стенки находится в середине, между слоями полипропилена. Все слои композитного материала соединяются с помощью клея, предотвращающего смещение их относительно друг друга от температурных расширений и механических воздействий в пределах допустимых значений.
Труба PN20 из полипропилена PPRC выдерживает значительное давление в 2,5 МПа и температуру жидкости до +95оС (кратковременно до +110оС). При этом самый основной плюс от использования армирующего слоя алюминия – это отсутствие диффузионного проникновения кислорода внутрь. Естественно увеличиваются прочностные характеристики, уменьшается коэффициент теплового расширения. В виду наличия армирующего слоя несколько усложняется процедура монтажа, однако он все равно легче, чем прокладка металлических изделий любого формата.
Еще одним вариантом армированной полипропиленовой трубы с хорошими техническими характеристиками является композитный материал, в котором между двумя слоями полипропилена включается слой, смешанный со стекловолокном. Такое усиление значительно повышает прочность и снижает тепловое расширение. Преимуществом таких труб PPR можно назвать отсутствие необходимости в зачистке армированного слоя перед сваркой.
Используя сопоставимые полипропиленовые трубы и фитинги, их технические характеристики, обеспечивают низкую теплопроводность, то есть сохранение тепла в жидкости на протяжении от котла к радиатору. Это существенно повышает эффективность всего отопления, экономит топливо. При этом теплопроводность достаточная для использования материала в системах теплого пола. В этом случае сниженная теплопроводность обеспечивает равномерный нагрев пола без резкого перепада, когда в начале контура тепло быстро уходит окружающей среде.
Способы соединения, фитинги
Колоссальное практическое преимущество полипропиленовых труб для отопления перед металлическими изделиями, в способе их монтажа. Для этого используется широкий номенклатурный ряд специальных фитингов, разработанных для каждого диаметра и типа. Среди соединителей имеются почти все возможные варианты, позволяющие сконструировать разводку любого формата. Имеются:
- муфты;
- тройники, крестовины;
- колена;
- переходники;
- запорная и регулирующая арматура;
- скобы и компенсаторы;
- заглушки.
Широкий ряд соединителей и переходников с одной стороны имеет отверстие для подсоединение пайкой трубы PPRС, а с другой надежно посажена металлическая вставка с внутренней или внешней резьбой для обеспечения прочного, надежного соединения с переходом от пластика к металлу.
Для систем отопления такие переходники крайне необходимы, ведь чаще всего выводы отопительных котлов или стояки центрального отопления выполняются в металле, следует аккуратно и надежно перейти с него на пластик. Кроме этого такие переходники используются для включения в линию водопровода дополнительного измерительного или регулирующего оборудования.
В виду незначительных отличий между трубами от разных производителей, фитинги так же следует подбирать и приобретать именно у него. Можно точно определить как брак, если труба вставляется в фитинг даже в холодном состоянии.
Незаменимое свойство полипропилена, как многих других пластмасс, является возможность их прочной спайки при относительно небольших температурах. В месте соединения образуется монолитный диффузионный гомогенный шов значительной ширины, обеспечивая соединение, часто значительно прочнее и долговечнее, чем сварка стали. Соединение полипропиленовых труб для отопления при качественном монтаже не отличается от прочности самого изделия, чего практически невозможно добиться с применением металла.
Отдельно стоит отметить необходимость использования специальных компенсаторов для полипропиленовых труб, особенно не армированных. При эксплуатации систем отопления материал под действием тепла и холода деформируется, коэффициент линейного расширения у армированных труб хоть значительно меньше, но все равно присутствует.
Справиться с этим могут специальные компенсаторы, используя неармированную трубу полипропиленовую для отопления. Заготавливается петля по окружности на 10-15 радиусов, которую вваривают в участок с достаточно большой продолжительностью, например в стояках между этажами. В случае наличия частых поворотов и использования фитингов типа колено или тройники, трубы фиксируются не в метах соединения, а на расстоянии примерно 10-15 см от них, оставляя запас хода. Все крепления выполняются без жесткой привязки, скользящими.
Особенности монтажа
Все фитинги для полипропилена выполнены по диаметру больше, чем у трубы, имеют отверстие с внутренним диаметром несколько меньшим, чем внешний диаметр трубы. В холодном состоянии фитинг не должен надеваться на патрубок. Только с помощью специального оборудования, паяльника с несколькими типами насадок, можно равномерно разогреть до состояния плавления слой полипропилена на поверхности патрубка и внутри фитинга. После этого с усилием, без прокручивания детали соединяются, проверяется соотношение осей трубы и фитинга. После остывания соединение считается готовым, но перед запуском системы требует дополнительной проверки.
Следует помнить, что используя полипропиленовые трубы для отопления, их характеристики позволяют только кратковременно выдерживать температуру свыше 95оС, а на граничной температуре снижается допустимое давление. Потому при монтаже систем автономного отопления от котла следует вначале отвести патрубок не менее полуметра металлом, а после уже перейти на пластик. Особенно это касается котлов на твердом топливе и газе, а также без регулирующей автоматики. В них может происходить перегрев теплоносителя или же чрезмерный нагрев непосредственно в месте вывода.
Хорошо, что в месте соединения не образуются соли жесткости, места напряженности, деформаций, как при сварке металлических конструкций. Однако прочность стыка напрямую зависит от чистоты соединяемых поверхностей. Потому перед сваркой обязательно места соединений очищаются от загрязнений, обезжириваются.
Все фитинги, предназначенные для соединения полипропиленовых изделий, рассчитаны на создание равномерной внутренней поверхности. Однако для этого надо придерживаться строгих правил монтажа. Внутри фитинга, например муфты, имеется ограничитель-упор, до которого надо вставлять край трубы. Этот ограничитель вместе со стенками патрубков и шовным слоем формирует максимально ровную поверхность. В случае неправильного монтажа, например, когда фитинг не до конца вставлен, образуется впадина, создающая дополнительное сопротивление потоку жидкости.
Получив обобщенную информацию о трубах полипропиленовых и их технических характеристиках, можно смело анализировать и собственную систему отопления. Как было сказано ранее, не обязательно стремиться к самым дорогим армированным трубам, если достаточно формата труб PN10-PN20. Для каждого случая лучше выбрать наиболее практичный вариант. Какой вариант для систем отопления выбрали Вы, поделитесь, своими критериями. Что повлияло на выбор тех или иных труб в качестве основы для собственной системы отопления?