Полипропиленовые трубы для отопления: технические характеристики, особенности и область применения

Содержание

1 Трубы из полипропилена
- 1.1 Исходный материал
- 1.2 Характеристики PPR-труб
2 Разновидности
3 Вывод

Несмотря на то, что Россия относится к странам с незначительной долей потребления полипропилена (1.6 % от мирового), с 2002 по 2012 годы его использование возросло с 250 тысяч тонн до 880 тысяч тонн, что говорит нам о стремительно растущей популярности материала на отечественном рынке. В связи с этим мы хотим рассмотреть основные технические и эксплуатационные характеристики полипропилена применительно к системам отопления.

На фото показана полипропиленовая труба для системы «теплый пол».

Трубы из полипропилена

Исходный материал

Полипропиленовые гранулы – одна из наиболее распространенных форм производства сырья для изготовления труб и прочих изделий.

Чтобы понимать, какие свойства присущи изделиям из полипропилена (ПП), следует рассмотреть основные характеристики и особенности исходного сырья.

Исходным сырьем для производства полипропиленовых труб является, само собой, полипропилен (ПП). Этот материал относится к термопластическим полимерам, которые получают путем полимеризации пропена в присутствии катализаторов металлокомплексной группы (TiCl4, AlR3). В зависимости от применяемого катализатора можно добиваться различных типов полимеров и их смесей, условия получения ПП схожи с условиями синтеза полиэтилена низкого давления.

Лаборатория синтеза пластмасс позволяет исследовать способы получения новых материалов.

В результате синтеза можно получить три основных типа молекулярной структуры вещества:

Атактический ПП отличается высокой текучестью, низкой плотностью – около 850 кг/м3, низкой температурой плавления – около 80 °С, растворимостью в диэтиловом эфире. Структура молекулы распределена случайно. Используется для изготовления клеев, мастик, клейких пленок и т.д.;

Изотактический ПП отличается более высокой плотностью – порядка 910 кг/м3, высоким модулем упругости, повышенной температурой плавления – до 170 °С и выраженной химической инертностью к органическим растворителям, щелочам и кислотам. Структура молекулы такова, что все радикалы CH3 располагаются с одной стороны углеродной цепочки. Эта разновидность ПП используется для изготовления тары, водопроводных труб, различных деталей, фитингов, волокон и нитей;

Синдиотактический ПП во многом повторяет свойства изотактического, однако здесь группы CH3 и H располагаются поочередно то с одной, то с другой стороны цепи. Получается таким же способом, как и изотактический, при этом результат синтеза непредсказуем: в результате получается материал, содержащий различные фракции в структуре.

Молекула полиолефина: а – изотактическая, б – синдиотактическая, в – атактическая.

Важно!
Цена полипропилена достаточно низкая по сравнению со стоимостью конкурентных материалов – стали, чугуна или других металлов.
Производство изделий также намного менее затратно, нежели литье или прокат стали.

Кроме трех перечисленных видов полимерных пропиленов существует целый ряд его сополимеров. Мы не будем вдаваться в тонкости химической науки и перечислять их все, но остановимся на одном таком сополимере. Это так называемый статистический сополимер полипропилена (PPRandomCopolymer или PPRC).

Отличия структур гомополимера и сополимеров ПП.

Этот материал получают путем добавления небольшого количества этилена в цепочку молекулы, что не нарушает ее кристаллической структуры, но повышает ударную прочность и снижает температуру стеклования.

Строение молекулы пропилен-этиленового сополимера.

Важно!
Физико-химические свойства PPRC позволяют использовать данный материал не только для изготовления упаковки и теплоизоляции, но и для производства труб горячего водоснабжения и отопления, а также фитингов к ним.
Сегодня именно этот материал является основным сырьем для производства деталей систем отопления и водоснабжения.

Характеристики PPR-труб

На фото видно, что маркировка сокращена до аббревиатуры PPR вместо PPRC.

Теперь перейдем к рассмотрению конкретного изделия из ПП – водопроводных труб. Из данного полимера делают трубы холодного и горячего водоснабжения, пригодные для транспортировки как питьевой, так и технической воды. Также все шире используют трубы отопления для систем, температура теплоносителя в которых не превышает 90 – 105 градусов.

Трубопровод из полипропиленовых деталей отличается высокой надежностью за счет уникальных качеств материала, среди которых можно выделить такие особенности:

Пластик абсолютно не подвержен коррозии вследствие контакта с водой и другими средами, в том числе агрессивными. Инертность материала позволяет ему служить на протяжении десятков лет без потери качества;
Поверхность труб такова, что на ней не возникает илистых или известковых, солевых и прочих отложений, сужающих просвет канала;
Плотность полимера равна 910 кг/м3, что является минимумом среди пластмасс. За счет низкой плотности трубопровод получается легким, что значительно сокращает транспортно-складские расходы и упрощает монтажные мероприятия;
Максимальная температура эксплуатации полипропилена составляет 110 градусов. Это делает возможным использование материала практически во всех климатических зонах России, так как подобные повышения температуры теплоносителя возникают только во время экстремальных морозов;
Материал эластичен, что позволяет трубам выдерживать замерзание воды внутри их каналов. Также это свойство позволяет лучше выдерживать гидроудары;
Низкая теплопроводность пластика защищает поверхность трубы от конденсата;
Высокий коэффициент шумопоглощения делает водопровод практически неслышным.

Инструкция позволяет использовать материал для изготовления внутренних магистралей отопления.

Температурный диапазон использования пропиленовых труб – от -10 до +110 °С. Этого вполне достаточно для решения большинства инженерных задач по обеспечению водоснабжения и отопления жилых, административно-хозяйственных и производственных зданий.

Таблица размеров и веса ПП-труб.

Важно!
Материал обладает значительным коэффициентом температурного расширения, что необходимо учитывать при проектировании и монтаже трубопровода.

Также одной из особенностей ПП-труб является система армирования пластика стекловолокном или алюминиевой фольгой. В первом случае между слоями полипропилена интегрированы стеклянные волокна, во втором – вклеена фольга. Армирование повышает прочность труб и способность выдерживать высокие давления, а также заметно сокращает коэффициент температурного расширения.

Пример структуры трубы, армированной алюминиевой фольгой.

Важно!
Для систем отопления с центральной подачей или автономных систем с горячим теплоносителем (не выше 90 – 110 °С) лучше всего подходят армированные трубы из полипропиленового рандомного сополимера PPR.

Также для преодоления эффектов расширения материала при монтаже предусматривают кольцевые компенсаторы и другие способы нивелировки. С другой стороны, пластичность позволяет демонстрировать изделиям хорошую ударную вязкость и гибкость.

Разновидности

Существует несколько стандартных разновидностей труб.

Если говорить о разновидностях труб из полипропилена, то их существует несколько:

PN-10 в маркировке означает, что изделие рассчитано на номинальное давление в 10 атмосфер (1 МПа) и может использовать для монтажа трубопровода холодного водоснабжения или систем отопления с температурой теплоносителя не выше 45 градусов. Это самый дешевый и непрочный вид;

PN-16 говорит нам о номинальном давлении 16 атмосфер и температуре не выше 60 градусов. Сфера использования та же, что и у предыдущего вида, только данный класс надежнее и прочнее;

Маркировка PN-20 указывает на давление в 20 атмосфер и максимальную температуру 95 градусов. Может использоваться в системах теплоснабжения и отопления;

Если перед нами аббревиатура PN-25, то мы видим наиболее прочную разновидность труб, в которых обязательно присутствует армировка. Изделия выдерживают давление в 25 атмосфер и кратковременное повышение температуры до 110 градусов и представляются вполне надежными.

Правила чтения маркировки.

Также изделия могут отличаться армированием. Качество и стоимость алюминиевой системы не отличается от таковых в стекловолоконных конструкциях, однако сварка изделий с волокнами проще, особенно для работы своими руками.

Срез трубы с волоконной (слева) и алюминиевой (справа) армировкой.

Важно!
Для систем отопления с централизованной подачей лучше использовать исключительно армированный трубопровод, так как морозы для России – дело привычное.

Среди преимуществ ПП-изделий выделяют их простой монтаж. Для овладения техникой муфтовой сварки специальные знания или навыки не требуются, соединение занимает несколько минут и отличается высоким качеством, прочностью и герметичностью. В отличие от электродуговой сварки, затраты энергии на монтажные работы незначительны.

Вывод

Растущая популярность полипропиленовых труб на территории нашей страны вызвана рядом объективных преимуществ и особенностей как самого материала, так и изделий из него. В статье имеется видео, на котором можно ознакомиться с правилами работы по монтажу ПП-труб.