W budowach wodnych, kanalizacyjnych i grzewczych dostosowuje się dwa sposoby materiałów: metal (miedź i stal) oraz tworzywa sztuczne. Te to zdobyły przebojem technikę instalacyjną. Obejmują następujące jakości materiałów: polichlorek winylu (PVC), polietylen (PE), polibutylen (PB), polipropylen (PP) zaś ich udoskonalone pochodne (np. rury warstwowe).
Cechy rur z ciał sztucznych
Tworzywa sztuczne są bardzo eleganckie, łatwe w zestawu (i ewentualnym demontażu) i tanie. Ich wewnętrzne ścianki są gładkie – straty ciśnienia hydraulicznego są niewielkie (można więc stosować mniejsze średnice) dodatkowo nie pojawiają się osady. Sam środek nie wpływa na grupa wody – nie rozwija się błona biologiczna (przypadkiem mogą stanowić powiązania klejone wprowadzane w rurach PVC) i nie zachodzi korozja elektrochemiczna. Rury z ciał sztucznych słabo przewodzą ciepło, dzięki czemu w użyciach do wódki również kanalizacji nie jest potrzebie ich izolowania. Rury z ciał sztucznych pamiętają przecież duży współczynnik rozszerzalności cieplnej (zależnie od tworzywa 0,08-0,18 mm/(m•K)). Znaczy to, że odcinek rury o długości 1 m rozszerzy się nawet o 4 – 9 mm – jeśli założymy, że rury budowane były w temperaturze 10ºC, a płynąca woda jest temperaturę 60ºC. Znaczy to, że rury „pracują” dodatkowo mogą w nich pochodzić naprężenia – wskazana jest kompensacja: zmiany kierunku rur, stosowanie kompensatorów U-kształtnych oraz kielichów kompensacyjnych idących na samodzielną pracę rur, odpowiednie sytuowanie uchwytów mocujących (podpór trwałych oraz przesuwnych).
Wśród wad tworzyw sztucznych należy wskazać podatność na starzenie oraz lekką siłę na niewysokie temperatury. Pod wpływem promieni UV rury niekorzystnie doskonalą swoje zalet: zmniejsza się ich siłę, a za to zwiększa wrażliwość na uszkodzenia. Przygląda się też, że są przepuszczalne dla gazów z otoczenia zewnętrznego. Niskie temperatury sprawiają, że rury stoją się miękkie oraz kilka wytrzymałe mechanicznie. Dlatego nie należy składować rur bez bezpieczeństwa na powietrzu, należy chronić rury już zamontowane przed bezpośrednim wpływem światła słonecznego oraz unikać montażu w temperaturze ujemnej (konieczne dla szczególnie wrażliwego PVC!).
Tworzywa sztuczne w budowach wodociągowych
Polichlorek winylu (PVC) jest głównie odporny, ale te najbardziej czuły na ogromne temperatury – zakres sztuki jest ciemny od 0 do 60°C, zatem przydaje się tylko do przewodów wody zimnej plus toż chociaż w budowach nie narażonych na zamarzanie. Częściowo górną granicę stosowalności można przesunąć, stosując polichlorek winylu chlorowany (CPVC) – zakres temperaturowy wynosi 100ºC.
Udzielane są rury cienko- i grubościenne (do dalekich zakresów ciśnień), o średnicy od 1/2 do 6 cali. Rury są widoczne w sztangach, czyli odcinkach prostych o długości 3 lub 5m. W skład systemu instalacyjnego wchodzą także równo- i różnoprzelotowe (redukcyjne) złączki, kolanka 90° i 45°, trójniki, czwórniki, zawory.
Podstawowym sposobem łączenia elementów z PVC w budowie jest klejenie. Ważne jest zdolne wykonanie połączenia klejonego. Wykorzystywane są te połączenia gwintowane (złączki fabryczne), jeszcze w tłach, gdzie PVC należy wymieszać z metalem (np. podejście do baterii).
Polietylen (PE) dla instalacji wodnych występuje jako niskociśnieniowej (PELD) także jako polietylen usieciowany (PE-X) – ten główny jest nadwrażliwy na skok temperatury powyżej 20°C, ten https://sklepinstalacyjny24.pl/ drugi ma zakres stosowania 95°C. Polietylen jest elastyczny, dzięki czemu dla dobrego zakresu średnic łuki, podejścia również pętle potrafią być uzyskiwane przez gięcie rur, bez potrzeby stosowania kształtek, a drgania są wytłumione i instalacja pracuje cicho.
Do budowania rur PE wykorzystuje się złączki zaciskowe i samozaciskowe, elektrozłączki, zgrzewanie doczołowe i połączenia gwintowane i kołnierzowe. Ponieważ PE-X nie pewno żyć klejony ani zgrzewany, do połączeń rur spośród bieżącego materiału zwraca się złączki zaciskowe: skręcane ręcznie z pierścieniem, zaprasowywane zaciskarką lub zaciskane praską hydrauliczną. Odmianą połączeń zaciskowych są połączenia samozaciskowe – na rurę montuje się pierścień zaciskowy, a następnie zwiększa ją ekspanderem. W tak przygotowaną rurę składa się kształtkę metalową, rura dochodzi do starego kształtu (tzw. pamięć kształtu) a taż się zaciska. Z zmiany dla PE-LD dostosowuje się głównie zgrzewanie. Zgrzewanie doczołowe (średnice powyżej 90mm) liczy na rozgrzaniu końców łączonych rur oraz porwaniu ich aż do zastygnięcia zgrzewu. Istotne jest współśrodkowe połączenie rur oraz brak wypływki zgrzewu do zabiegu. W wypadku elektrozłączek (średnice do 90mm) końce łączonych rur odkłada się do złączki, jaka stanowi poddawana działaniu prądu elektrycznego. Stosując dobre adaptery (złączki przejściowe) można połączyć rury z polietylenu z rurami stalowymi.
Polibutylen dzieli się znaczną elastycznością. Można robić przewody stosując tzw. system kablowy – przewód przedstawia się ze zwoju, wyginając go razem z stanem pomieszczania bez szkody dla własności materiału. Ogranicza to stosowanie liczby kolan – ręcznie z rury PB można dokonać łuk odpowiadający ośmiu średnicom zewnętrznym. Ograniczeniem tego rozwiązania jest konieczność zastosowania specjalnych podpór. Rura jest odporna na zmiany prędkości – w aktualnym na intensywny wzrost prędkości; wykazuje te wielką udarność – te właściwości sprawiają, że przyznaje się do budowie zagrożonych uderzeniem hydraulicznym. Polibutylen jest silny na temperatury do -15ºC, dzięki czemu nie ma ograniczeń co do warunków montażu.
Rury polibutylenowe dodaje się poprzez zgrzewanie elektrooporowe lub polidyfuzyjne. Zgrzewanie polidyfuzyjne liczy na podgrzaniu górnej części rury również psychicznej części kształtki, którą następnie poddaje się na rurę. W zespołach instalacyjnych producenci proponują specjalne złączki wciskowe (rozbieralne) z pierścieniem uszczelniającym, dzięki którym nie jest wskazane stosowanie specjalistycznych narzędzi.
Polipropylen określa się wysoką sztywnością i podobnie jak PVC tworzony jest drogami tradycyjnymi. Ma wielki zakres pracy: wykazuje kruchość dopiero w temperaturach poniżej -40ºC, oraz odpowiednie odmiany (PP-3) idą na stosowanie tworzywa w temperaturach nawet do 120ºC. Przedstawia się i wysoką opornością na zawartość żrących substancji chemicznych.
Rury polipropylenowe komponuje się przez zgrzewanie (kielichowe – do 40mm wielkości i elektrooporowe) lub przez łączniki gwintowane i kołnierzowe.
Tworzywa sztuczne do kanalizacji
W kanalizacji obraca się polichlorek winylu, polietylen wysokiej gęstości oraz poliproylen. Polichlorek winylu jest ceniony ze względu na niewielką cenę, wytrzymałość, wytrzymałość na niepowodzenia także na zgniecenia. Polietylen wysokiej gęstości (HDPE) wykazuje wielką siła na ścieranie. Polipropylen (koopolimer blokowy PP-HT) posiada pozytywne właściwości mechaniczne w umiarkowanym stopniu zależne od temperatury – m. in. zachowuje wysoką udarność w niskiej temperaturze i wytrzymałość na działanie ścieków wysoce korozyjnych (np. przemysł chemiczny).
W budów kanalizacyjnej powstają uciążliwe dźwięki, które sprawiane są przez ścianki (drgania wywołane przepływem ścieków), kształtki i łączniki (miejsca zmniejszenia wielkości również zmian kierunki), odsadzki (połączenie dwóch wymienionych źródeł) oraz przejścia przez szachty. Rowiązaniem jest kanalizacja niskoszumowa (cicha). Bazą do dokonania takich sposobów przeważnie jest polipropylen lub polietylen, których skład uzupełniony stanowi o minerały czyli o kolejne tworzywa sztuczne (np. ABS – zwłaszcza w połączeniu z PVC). Są obecne rury trójwarstwowe – gładka powierzchnia wewnętrzna odpowiada za zachowanie warunków przepływu, środkowa pochłania drgania (tu wiąże się udoskonalony materiał), zewnętrzna odpowiada za parametry wytrzymałościowe całej rury. Uzupełnieniem są odpowiednie techniki połączeń (np. kielichy z uszczelką tłumiącą).
Tworzywa sztuczne w budowach grzewczych
Miejsce ma tutaj przede każdym odporność rur na rozszerzalność temperaturową. Do budowie grzewczych należy to dobierać rury, których temperatura pracy ciągłej stanowi nie prostsza niż (dla danego ciśnienia w budowy) temperatura zasilania czynnika grzewczego. Sprawdza się i rozwiązań technologicznych, jakie umożliwiają ograniczyć rozszerzalność temperaturową – np. podczas pracy rur do tematu podejmuje się cząsteczki innych substancji poprawiających właściwości materiałowe lub tworzywa kojarzy się z różnymi materiałami (aluminium, włókno szklane): powstają rury zespolone oraz rury warstwowe („sandwich”).
Materiał, z jakiego wykonano ściankę rury nie jest prosty – między dwiema warstwami tworzywa (najczęściej polietylen lub polipropylen) gromadzi się warstwę, która ułatwia własności cieplne (zmniejsza rozszerzalność) – aluminium lub stabilizowane tworzywo sztuczne (np. Stabi Glass®– polipropylen wzmocniony włóknem szklanym). Przy montażu powinien zwrócić uwagę na zdrowe łączenie rur warstwowych: przycinając je, należy „wybrać” warstwy zewnętrzne tak, by została tylko wewnętrzna warstwa tworzywa sztucznego – technologie przewidziane do stosowania rur warstwowych to technologie typowe dla łączenia rur z tworzyw sztucznych.
Rury z ciał sztucznych przydają się także do wodnego ogrzewania podłogowego – dzięki elastyczności, rury można szybko łączyć w pętle. Najprzydatniejszy jest tu polibutylen, który prawdopodobnie stanowić odwijany z długiego zwoju i nadawany ręcznie, bez stosowania kształtek i łączników. Dzięki temuż potężna wykonywać pętle ogrzewania podłogowego z jednych odcinków (maksymalna długość jednej pętli to ok. 120 m). Ze powodu na niebezpieczeństwo przenikania tlenu, rury muszą być pokryte zewnętrzną warstewką antydyfuzyjną (przeważnie stanowi to napylone aluminium). Podaje się także rury warstwowe oraz rury z polietylenu sieciowanego, oferowane w zwojach. Zastosowane rury wymagają być dobrane do działalności w temperaturze wody grzewczej (najczęściej istnieje ostatnie 55ºC) również przy odpowiednim ciśnieniu.