Мабуть не знайдеться більш значущого відкриття у сфері виготовлення та застосування труб, ніж винахід поліпропілену. Цей матеріал дозволив створити поліпропіленові труби для опалення. Технічні характеристики поліпропіленових труб для опалення перевищують аналоги з металу, вирізняючись високою міцністю, безпрецедентною довговічністю.
Спочатку було представлено кілька модифікацій поліпропілену, з яких поширення набули три:
- гомополімер пропілену, код PPH, називається «Тип 1»;
- сополімери поліпропілену, код PPB, називається “Тип 2” або блок-сополімер;
- статичний сополімер поліпропілену з включенням етилену, код PPRC, називається Тип 3 або рандом сополімер.
Значимість та поширення поліпропілену показує обсяг його використання у світі. Серед усіх пластмас він посідає друге місце, слідуючи відразу за поліетиленом. Складає чверть ринку пластмас. Використовується фактично у всіх сферах, де вже задіяний поліетилен, крім того, отримав власну нішу.
Особливу увагу приділено використанню третього типу поліпропілену PPR для труб. Їх сфера застосування включає:
- формування водопроводу для доставки холодної та гарячої води;
- трубопроводи для різноманітних хімічних сполук, у тому числі агресивних;
- газопроводи;
- системи поливу та дренажу в сільському господарстві.
Поліпропілен має стійкість до корозії краще, ніж металеві аналоги або навіть керамічні. Внутрішня поверхня виробів з поліпропілену PPR має меншу шорсткість, за рахунок чого створюється менший опір течії рідини. Матеріал значно менше важить, ніж сталь чи кераміка. Труби з поліпропілену PPR для опалення набагато легше аналогів, що спрощує транспортування та монтаж. Не потрібне залучення великої кількості робітників для прокладання водопроводу. Найчастіше достатньо двох майстрів для виконання робіт будь-якої складності.
Однак головною перевагою поліпропіленових труб є міцність та еластичність. Їх можна використовувати за мінусової температури, вони не бояться замерзання води всередині. Верхня межа температури становить 95оС, а короткочасне підвищення – до 110оС. Це вже дає чудові поради щодо використання поліпропіленових труб для систем опалення, причому практично будь-якого формату, крім, хіба що парового опалення.
Класи та їх використання в системах опалення
Труби поліпропіленові діляться на кілька основних класів залежно від конструктивних особливостей:
- PN10 – трубопровід для холодних рідин до +45оС та номінальним тиском у робочому стані до 1 МПа
- PN16 – перехідний тип для водопроводу холодних та теплих рідин температурою до +60оС, тиском до 1,6 МПа
- PN20 – трубопровід для гарячих рідин температури до +95оС включно, тиск 2 МПа
- PN25 – трубопровід з армуванням для рідин температури +95оС та номінальним тиском до 2,5 Мпа
Номінальний тиск, що витримується, найчастіше передбачає температуру рідини +25оС. При підвищенні температури допустимий тиск знижується, проте він все одно достатній для організації водопровідних систем для побутових потреб.
Незалежно від типу виробу поліпропілен має такі властивості:
- Щільність – 0,9 г/см3
- Відносне подовження при розриві – 200-800%
- Модуль пружності вигину – 6700-12000 кгс
- Межа плинності розтягування – 250-350 кгс/см2
- Твердість по Брінеллю – 6,0-6,5 кгс/мм2
- Теплопровідність матеріалу при температурі навколишнього середовища +20оС 0,24 Вт/мC
- Питома теплоємність за температури +20оС – 2 кДж/кгC
Труба поліпропіленова PN10, PN16
Для систем опалення застосовуються всі типи труб поліпропілену PPRC залежно від температури теплоносія. PN10 підходить для організації теплої підлоги. Вона досить гнучка для укладання змійовиком, що поставляється бухтами, це ключовий момент, що дозволяє формувати зовсім безшовні теплі підлоги практично будь-якої конфігурації і на будь-які площі. Крім того поліпропілен досить міцний, щоб витримати подальшу заливку стяжкою без деформацій, руйнування бетонних підлог у відповідь під дією навантаження.
PN16 є перехідним типом, зустрічається рідко у продажу. Однак він може використовуватися для прокладання теплої підлоги або низькотемпературних систем опалення приватних будинків, забезпечує прогрівання тепличних господарств та промислових об’єктів, де використовується теплоносій температурою до +60оС.
Труба поліпропіленова PN20, PN25
Для більшості систем опалення із застосуванням теплоносія температурою до +95оС використовуються класи PN20 та PN25. При цьому PN20 відмінно підходить для організації автономного опалення, при якому не створюється високий тиск, а в системі обов’язково є розширювальний бак або компенсаційний клапан з випуском повітря. Проблемою поліпропіленових труб для опалення PN20 можна назвати дуже істотну проникність матеріалу для кисню, що призводить до утворення зайвого концентрування його в теплоносії.
Для систем центрального опалення критична поява газів у теплоносії, адже це може призвести до утворення повітряних кишень, що негативно позначається на стані магістральних ліній та обладнання котелень. Тому для квартир, підключених до центрального опалення, краще вибрати поліпропіленові матеріали, у яких технічні характеристики практичніші – PN25. Вони армовані тонким листом алюмінію. Шар металу при незмінній товщині стінки знаходиться в середині між шарами поліпропілену. Усі шари композитного матеріалу з’єднуються за допомогою клею, що запобігає зміщенню їх відносно один одного від температурних розширень та механічних впливів у межах допустимих значень.
Труба PN20 з поліпропілену PPRC витримує значний тиск 2,5 МПа та температуру рідини до +95оС (короткочасно до +110оС). При цьому найголовніший плюс від використання армуючого шару алюмінію – відсутність дифузійного проникнення кисню всередину. Природно збільшуються характеристики міцності, зменшується коефіцієнт теплового розширення. Зважаючи на наявність армуючого шару, дещо ускладнюється процедура монтажу, проте він все одно легше, ніж прокладання металевих виробів будь-якого формату.
Ще одним варіантом армованої поліпропіленової труби з хорошими технічними характеристиками є композитний матеріал, в якому між двома шарами поліпропілену включається шар змішаний зі скловолокном. Таке посилення значно підвищує міцність та знижує теплове розширення. Перевагою таких труб PPR можна назвати відсутність потреби у зачистці армованого шару перед зварюванням.
Використовуючи порівняні поліпропіленові труби та фітинги, їх технічні характеристики забезпечують низьку теплопровідність, тобто збереження тепла в рідині протягом котла до радіатора. Це значно підвищує ефективність всього опалення, економить паливо. При цьому теплопровідність є достатньою для використання матеріалу в системах теплої підлоги. У цьому випадку знижена теплопровідність забезпечує рівномірне нагрівання підлоги без різкого перепаду, коли на початку контуру тепло швидко йде навколишньому середовищу.
Способи з’єднання, фітинги
Колосальна практична перевага поліпропіленових труб для опалення перед металевими виробами у способі їх монтажу. Для цього використовують широкий номенклатурний ряд спеціальних фітингів, розроблених для кожного діаметра і типу. Серед з’єднувачів є майже всі можливі варіанти, що дозволяють сформулювати розведення будь-якого формату. Є:
- муфти;
- трійники, хрестовини;
- коліна;
- перехідники;
- запірна та регулююча арматура;
- скоби та компенсатори;
- заглушки.
Широкий ряд з’єднувачів і перехідників з одного боку має отвір для приєднання пайкою труби PPRС, а з іншого надійно посаджена металева вставка з внутрішнім або зовнішнім різьбленням для забезпечення міцного, надійного з’єднання з переходом від пластику до металу.
Для систем опалення такі перехідники вкрай необхідні, адже найчастіше виводи опалювальних котлів або стояки центрального опалення виконуються у металі, слід акуратно та надійно перейти з нього на пластик. Крім цього такі перехідники використовуються для включення до лінії водопроводу додаткового вимірювального або регулюючого обладнання.
Через незначні відмінності між трубами від різних виробників, фітинги так само слід підбирати і купувати саме у нього. Можна точно визначити як шлюб, якщо труба вставляється у фітінг навіть у холодному стані.
Незамінна властивість поліпропілену, як багатьох інших пластмас, є можливість їхньої міцної спайки за відносно невеликих температур. У місці з’єднання утворюється монолітний дифузний гомогенний шов значної ширини, забезпечуючи з’єднання, часто значно міцніше і довговічніше, ніж зварювання сталі. З’єднання поліпропіленових труб для опалення при якісному монтажі не відрізняється від міцності самого виробу, чого практично неможливо досягти із застосуванням металу.
Окремо варто наголосити на необхідності використання спеціальних компенсаторів для поліпропіленових труб, особливо не армованих. При експлуатації систем опалення матеріал під дією тепла та холоду деформується, коефіцієнт лінійного розширення у армованих труб хоч значно менший, але все одно присутній.
Впоратися з цим можуть спеціальні компенсатори, використовуючи поліпропіленову неармовану трубу для опалення. Заготовляється петля по колу на 10-15 радіусів, яку вварюють у ділянку з досить великою тривалістю, наприклад, у стояках між поверхами. У разі наявності частих поворотів та використання фітингів типу коліно чи трійники, труби фіксуються не в метах з’єднання, а на відстані приблизно 10-15 см від них, залишаючи запас ходу. Всі кріплення виконуються без жорсткої прив’язки, що ковзають.
Особливості монтажу
Всі фітинги для поліпропілену виконані діаметром більше, ніж у труби, мають отвір з внутрішнім діаметром трохи меншим, ніж зовнішній діаметр труби. У холодному стані фітинг не повинен одягатися на патрубок. Тільки за допомогою спеціального обладнання, паяльника з кількома типами насадок, можна рівномірно розігріти до стану плавлення поліпропіленовий шар на поверхні патрубка і всередині фітинга. Після цього із зусиллям, без прокручування деталі з’єднуються, перевіряється співвідношення осей труби та фітингу. Після остигання з’єднання вважається готовим, але перед запуском системи потребує додаткової перевірки.
Потрібно пам’ятати, що використовуючи поліпропіленові труби для опалення, їх характеристики дозволяють лише короткочасно витримувати температуру понад 95оС, а на граничній температурі знижується допустимий тиск. Тому при монтажі систем автономного опалення від котла слід спочатку відвести патрубок не менше півметра металом, а потім вже перейти на пластик. Особливо це стосується котлів на твердому паливі та газі, а також без регулюючої автоматики. У них може відбуватися перегрів теплоносія або надмірне нагрівання безпосередньо в місці виведення.
Добре, що у місці з’єднання не утворюються солі жорсткості, місця напруженості, деформацій, як із зварюванні металевих конструкцій. Однак міцність стику безпосередньо залежить від чистоти поверхонь, що з’єднуються. Тому перед зварюванням обов’язково місця з’єднань очищаються від забруднень, знежирюються.
Усі фітинги, призначені для з’єднання поліпропіленових виробів, розраховані створення рівномірної внутрішньої поверхні. Однак для цього треба дотримуватись суворих правил монтажу. Усередині фітинга, наприклад, муфти, є обмежувач-упор, до якого треба вставляти край труби. Цей обмежувач разом із стінками патрубків та шовним шаром формує максимально рівну поверхню. У разі неправильного монтажу, наприклад, коли фітинг не до кінця вставлений, утворюється западина, що створює додатковий опір потоку рідини.
Отримавши узагальнену інформацію про труби поліпропіленові та їх технічні характеристики, можна сміливо аналізувати і власну систему опалення. Як було сказано раніше, не обов’язково прагнути найдорожчих армованих труб, якщо достатньо формату труб PN10-PN20. Для кожного випадку краще вибрати найпрактичніший варіант. Який варіант для систем опалення вибрали Ви, поділіться своїми критеріями. Що вплинуло на вибір тих чи інших труб як основу для власної системи опалення?