Трубопроводы из PPR: значение, использование и коммерческое применение

Что означает ППР в трубах и почему это важно

PPR означает случайный сополимер полипропилена. — термопластичный материал, получаемый путем хаотического распределения мономеров этилена внутри полимерной цепи полипропилена. Эта молекулярная структура придает трубам из ППР особое сочетание свойств: они выдерживают как горячую, так и холодную воду под давлением, устойчивы к химическому воздействию и соединяются путем термоплавления, а не с помощью клея или механических фитингов. В результате получается система трубопроводов с отсутствие риска коррозии, образования накипи и герметичность соединений. при правильной установке.

Трубы из ППР получили широкое распространение в Европе, на Ближнем Востоке и в Азии с 1990-х годов, и их использование в коммерческих и промышленных трубопроводах неуклонно растет на рынках, где традиционно доминировали медь и сталь. Понимание того, что такое PPR, а также что он может и не может сделать, имеет важное значение для проектировщиков, подрядчиков и менеджеров объектов, оценивающих варианты трубопроводов для новых проектов строительства или реконструкции.

Объяснение номинальных значений давления и температуры для труб PPR

ППР трубы классифицируются по номинальному давлению при 20°C, выраженному как PN (номинальное давление). Наиболее распространенными классами, используемыми в коммерческих трубопроводах, являются PN10, PN16, Ру20 и Ру25. С увеличением рабочей температуры допустимое рабочее давление снижается — важнейший фактор при проектировании систем горячего водоснабжения и отопления.

Максимальная температура непрерывной эксплуатации для стандартных труб PPR составляет 95°С , с пиковой кратковременной устойчивостью до 110°C. При рабочей температуре 70°C — типичной для контуров горячего водоснабжения и низкотемпературного отопления — трубы PN20 обеспечивают комфортный запас прочности для большинства применений в коммерческих зданиях.

Толщина стенки трубы и классификация SDR

Трубы PPR также характеризуются стандартным коэффициентом размеров (SDR), который выражает взаимосвязь между наружным диаметром и толщиной стенки. Меньшее число SDR означает более толстую стенку относительно диаметра и, следовательно, более высокую способность выдерживать давление. SDR 6 соответствует PN25, SDR 7,4 — PN20, SDR 9 — PN16 и SDR 11 — PN10. Обозначения PN и SDR присутствуют на маркировке качественных труб из PPR, и их всегда следует проверять перед спецификацией.

Как соединяются трубы PPR: термосварка и почему это важно

Определяющей характеристикой монтажа трубопроводов из ППР является способ их соединения: раструбная сварка , также называемый полифузией или тепловым синтезом. Специально изготовленный сварочный инструмент нагревает как конец трубы, так и раструб фитинга до температуры между 260°С и 270°С одновременно. Когда обе поверхности достигают нужной температуры, они сжимаются, и расплавленный полипропилен плавится, образуя единое однородное соединение — фактически один сплошной кусок материала без механического контакта.

Этот метод соединения имеет важные практические последствия для коммерческих трубопроводов:

• Отсутствие разрушений соединений из-за вибрации или термоциклирования: В отличие от компрессионных фитингов или вставных соединений, сварные соединения не ослабевают и не устают с течением времени, что делает их хорошо подходящими для систем отопления и охлаждения с регулярными колебаниями температуры.
• Никаких химикатов и растворителей не требуется: Системы сварки растворителем (используемые для ПВХ) вводят химические вещества в рабочую среду и требуют времени для отверждения перед испытанием под давлением. Сварные соединения PPR являются структурно готовыми, как только они остынут — обычно в течение 2–4 минут в зависимости от диаметра трубы.
• Постоянное качество соединения: При поддержании правильного времени выдержки и температуры — обычно 5 секунд нагрева и 4 секунды присоединения для трубы диаметром 20 мм с увеличением диаметра — сварные соединения имеют высокую повторяемость и в меньшей степени зависят от навыков монтажника, чем паяные или резьбовые соединения.
• Ограничение проверки: Внутреннюю часть сварного соединения невозможно осмотреть визуально после завершения. Поэтому перед скрытием или вводом в эксплуатацию необходимо провести испытание готовой системы под давлением.

Стыковая сварка для PPR большего диаметра

Для труб PPR большего диаметра — обычно 63 мм и выше — Стыковая сварка является стандартным методом в коммерческих и промышленных трубопроводах. Вместо использования раструбного фитинга сами концы труб нагреваются лицом к лицу на плоской нагревательной пластине, а затем напрямую сжимаются. Стыковая сварка требует более мощного сварочного аппарата и более тщательной подготовки монтажников, но позволяет получать соединения, способные выдерживать самые высокие давления в системе, и является стандартной практикой в ​​промышленных технологических трубопроводах.

Трубопроводы PPR в коммерческих зданиях: где они используются

Коммерческие трубопроводы требуют материалов, которые будут стабильно работать на протяжении десятилетий, устойчивы к загрязнению, выдерживают остановки и перезапуски для технического обслуживания и в идеале снижают затраты на техническое обслуживание в течение всего срока службы. Трубопроводы PPR удовлетворяют всем этим требованиям в нескольких ключевых сферах применения в коммерческих зданиях.

Бытовое горячее и холодное водоснабжение (DHWS/DCWS)

Сочетание PPR одобрения для использования в питьевой воде, гладкого внутреннего отверстия и устойчивости к известковому налету и микробной биопленке делает его сильным кандидатом для распределения горячей и холодной воды в отелях, больницах, офисных зданиях и жилых комплексах. Гладкая внутренняя поверхность — с коэффициентом шероховатости примерно 0,007 мм , значительно ниже, чем у меди при толщине 0,0015 мм — сохраняет эффективность потока на протяжении всего срока службы системы без прогрессивного ограничения, вызванного коррозией или накоплением минеральных отложений в металлических трубопроводах.

Распределение отопления и охлаждения

Низкотемпературные системы отопления (LTHW), работающие при температуре подачи 70°C и обратной линии 50°C, системы охлажденной воды и трубопроводы фанкойлов — все это распространенные применения PPR в коммерческих зданиях. Низкая теплопроводность материала — примерно 0,24 Вт/м·К по сравнению с медью при 380 Вт/м·К — это означает, что трубопроводы из ППР требуют меньше изоляции, чем металлические альтернативы, для достижения эквивалентных показателей теплоотдачи, что снижает как стоимость материала, так и время установки.

Промышленные технологические трубопроводы

Химическая стойкость PPR позволяет широко использовать его на промышленных объектах, работающих с кислотами, щелочами и технологическими химикатами, которые могут вызвать коррозию стальных или медных систем. Фармацевтическое производство, производство продуктов питания и напитков, производственные помещения бассейнов (где обрабатывается хлорированная вода при повышенных температурах) и предприятия химической переработки — все они используют трубопроводы из PPR, тогда как металлические альтернативы потребуют дорогих сплавов или частой замены.

Системы сжатого воздуха

Труба PPR номиналом PN25 используется для распределения сжатого воздуха в мастерских, производственных помещениях и коммерческих гаражах. Его гладкий канал снижает падение давления на больших расстояниях, а отсутствие внутренней коррозии, которая приводит к образованию твердых частиц в стальных системах сжатого воздуха, которые повреждают пневматические инструменты и оборудование, делает его предпочтительнее оцинкованной стали в качественных установках. Во время установки системы сжатого воздуха PPR должны подвергаться испытаниям под давлением водой или азотом, но ни в коем случае не воздухом. — требование безопасности, специфичное для пластиковых трубопроводных систем.

PPR и альтернативные материалы для коммерческих трубопроводов

Определение трубопроводов для коммерческих проектов требует прямого сравнения с альтернативами. PPR конкурирует в первую очередь с медью, углеродистой сталью, ХПВХ и сшитым полиэтиленом (ПЕКС) в зависимости от применения.

Наиболее существенным ограничением PPR по сравнению с медью и сталью является его высокий коэффициент теплового расширения — примерно 0,15 мм на метр на градус Цельсия изменения температуры по сравнению с 0,017 мм/м/°C для меди. 10-метровый участок трубопровода из ППР, по которому подается вода с температурой 70°C, при температуре окружающей среды 20°C увеличится примерно на 75 мм . Коммерческие установки PPR должны учитывать это посредством расширительных петель, изменения направления и правильно расположенных фиксированных и скользящих опор — требование к проектированию, которое добавляет сложности, отсутствующей в металлических системах.

Требования к проектированию и установке коммерческих трубопроводов из ППР

Коммерческие трубопроводные системы работают в более жестких условиях, чем домашние системы: более высокие скорости потока, более высокие давления в системе, более длинные участки труб и более строгие нормативные требования и требования к вводу в эксплуатацию. Трубопроводы PPR в коммерческих помещениях должны быть спроектированы и установлены с учетом этих факторов.

Расстояние между опорами труб

PPR менее жесткий, чем металлические трубы, и требует меньшего расстояния между опорами, чтобы предотвратить провисание, особенно в системах с горячей водой, где материал слегка размягчается. В инструкциях производителя обычно указываются интервалы поддержки 500–700 мм для трубы 20 мм. подачи горячей воды, увеличиваясь до 1000–1200 мм для трубы диаметром 50 мм. Эти интервалы значительно ближе, чем у меди или стали, что увеличивает количество кронштейнов и подвесок, необходимых в крупных коммерческих установках.

Требования к огнестойкости и рукавам

Как термопластичный материал, PPR плавится и горит при пожаре, потенциально ставя под угрозу противопожарные отсеки, где трубы проходят через стены и полы. Строительные нормы Великобритании (утвержденный документ B) и эквивалентные международные нормы требуют, чтобы вспучивающиеся муфты для труб или противопожарные рукава были установлены на всех огнестойких проходах в коммерческих зданиях. Это непреложное требование к установке, которое должно быть указано на этапе проектирования, поскольку модернизация противопожарной защиты скрытых проходов является дорогостоящим и разрушительным занятием.

Защита от ультрафиолета для открытых трубопроводов

Стандартные трубы из ППР разрушаются под воздействием ультрафиолета — материал становится хрупким и обесцвечивается, а механические свойства со временем ухудшаются. Для наружных трубопроводов, соединений с установками на крыше и для любой установки, где трубопроводы подвергаются воздействию естественного света, требуются либо трубы из ППР, стабилизированные УФ-излучением (доступны у специализированных производителей), либо изоляция и защитная оболочка, блокирующая УФ-излучение. Это требование должно быть подтверждено на этапе спецификации, поскольку стандартная зеленая или серая труба из ППР не подходит для открытой установки без защиты.

Протокол испытаний под давлением

Коммерческие трубопроводные системы из ППР обычно проходят испытания под давлением. В 1,5 раза превышает расчетное рабочее давление минимум за 30 минут до ввода в эксплуатацию в соответствии с рекомендациями BSRIA и CIBSE. Поскольку PPR демонстрирует небольшую вязкоупругую ползучесть при постоянном давлении (то есть труба частично расширяется под нагрузкой), рекомендуется двухэтапная процедура испытания: первоначальное предварительное испытание при половинном давлении в течение 30 минут, чтобы дать системе стабилизироваться, а затем полное испытательное давление в течение необходимого периода выдержки. Падение давления во время периода выдержки указывает либо на утечку, либо на продолжающуюся ползучесть материала, и перед принятием результата испытания необходимо различить эти два явления.

Определение PPR для коммерческих проектов: основной контрольный список

Для инженеров-механиков, консультантов по строительным услугам и подрядчиков, определяющих или устанавливающих трубопроводы PPR в коммерческих зданиях, следующие пункты охватывают наиболее важные решения и требования:

• Выберите правильный класс PN для каждой части системы по рабочему давлению и температуре, ни одного класса для всей установки. В магистралях холодной воды может использоваться PN10, а в контурах отопления — PN20 или PN25.
• Расширение дизайна помещения во все горячие трубопроводы с самого начала. Размер и расположение петель расширения следует выбирать с помощью калькулятора расширения производителя, а не рассчитывать на месте.
• Укажите кронштейны для поддержки труб, подходящие для пластиковых труб. — металлические хомуты с острыми краями повреждают ППР при вибрации и тепловых перемещениях. Требуются хомуты для труб с пластиковой облицовкой или специально разработанные хомуты из ППР.
• Подтвердить разрешение на питьевую воду для любой трубы или фитинга, используемого в системах питьевой воды. В Великобритании это означает одобрение WRAS (Консультативной схемы по водным правилам); в ЕС обратите внимание на соответствие DIN 8077/8078 и соответствующим стандартам питьевой воды.
• Убедитесь, что монтажники обучены сварке плавлением PPR. Неправильное время выдержки, грязные или влажные концы труб или несоосные соединения являются основными причинами выхода из строя сварных соединений. Многие производители PPR предлагают обучение и аренду инструментов, а некоторые указывают, что гарантия предоставляется при условии обученной установки.
• Включить противопожарную защиту в спецификацию для всех огнестойких проходов в стены и полы и координировать свои действия с подрядчиком по пассивной противопожарной защите на этапе проектирования.
• Защищайте от воздействия ультрафиолета везде, где участки трубопроводов подвергаются или могут подвергаться воздействию естественного света, в том числе на этапе строительства до установки постоянной облицовки или изоляции.