Выбрать трубы для системы водоснабжения не так просто. Они должны быть не слишком дорогими, выдерживать диапазон температур от –40 до +60ºС, легко принимать нужную форму при монтаже, не теряя жесткости конструкции, обладать гладкой внутренней поверхностью, быть долговечными. Этим требованиям удовлетворяют пластмассовые водопроводные трубы
Особенности пластмассовых труб
У пластмассовых труб для воды пять существенных особенностей по сравнению с металлическими:
— высокий коэффициент температурного расширения;
— проницаемость для кислорода из воздуха;
— гладкая внутренняя поверхность;
— хорошие диэлектрические свойства;
— низкий коэффициент теплопроводности.
Высокий коэффициент температурного расширения приводит к тому, что длина водопроводной сети при изменении температуры окружающей среды тоже будет меняться, и трасса может деформироваться. Особо это ощущается на «летних» участках водопровода — открытых и заглубленных в землю незначительно, а также при транспортировании горячей воды. При заложении труб ниже глубины промерзания температурные колебания малы, а с ними несущественны и деформации водопровода, которые можно не учитывать.
Кислород опасен тем, что проникает через стенки труб и доставляется водой к стальным частям и арматуре, вызывая их коррозию, а та, в свою очередь, постепенно разрушает металлические узлы водопровода и загрязняет воду.
Гладкая внутренняя поверхность способствует тому, что пластмассовая труба почти не зарастает, и ее поперечное сечение остается неизменным. «Почти» — потому, что все пластмассы намного мягче металла, и если крупные фрагменты ржавчины попадут в водопровод, то они могут застрять своими острыми краями в стенках трубы и стать преградой на пути других частиц, что приведет к уменьшению поперечного сечения, как и в случае металлических труб. Именно по этой причине пластмассовые изделия требуют очистки воды от твердых загрязнений. Зато им не страшны контакты с электропроводкой и их не нужно заземлять — ведь они абсолютно «безразличны» к электричеству.
Многие полимеры чувствительны к воздействию УФ-лучей, которые повышают хрупкость этих материалов, способствуя появлению трещин и разрушению трубы
Рабочие температуры полимерных труб гораздо ниже, чем у металлических, притом долговечность первых во многом зависит от температурного режима и давления в водопроводе. Для таких изделий всегда указываются рабочие значения температуры и давления, а также кратковременно воздействующие максимальные рабочие значения. Рабочие температуры, при которых полимерные трубы могут эксплуатироваться постоянно, у некоторых моделей достигают всего лишь 70–80ºС.
Любой полимер, будучи рукотворным, а не природным материалом, характеризуется таким свойством, как старение, сопровождающееся ухудшением его потребительских свойств, в частности он становится хрупким. Практика показала, что срок надежной службы пластмассовых труб составляет 50 лет без всякой антикоррозионной защиты. Но есть примеры, когда подобный водопровод функционирует безаварийно гораздо дольше. Низкий коэффициент теплопроводности полимеров способствует тому, что теплообмен подаваемой по трубам воды незначителен, и холодная вода при транспортировке медленнее нагревается, а горячая — медленнее остывает.
Наиболее ходовыми диаметрами труб для систем водоснабжения являются 16, 20, 25, 32, 40 и 50 мм. Изделия могут быть следующих типов:
— металлопластиковые или многослойные, включая полипропиленовые с арматурой;
— полиэтиленовые низкого давления (ПНД), из сшитого полиэтилена (РЕ-Х);
— полипропиленовые (PP-R);
— полибутеновые (РВ).
Большинство пластмассовых труб, в отличие от металлических, сохраняют прочность и форму без трещин и разрывов при возможном замерзании в них воды
Металлопластиковые трубы
Содержат армирующую прослойку из алюминиевой фольги толщиной около 1 мм — сплошной или перфорированной — между наружным и внутренним слоями термопласта. Материал с такой структурой называют еще многокомпонентным или композитным. Он предотвращает попадание в полость трубы кислорода из воздуха, сохраняет ее форму при изгибах в ходе монтажа, а также снижает температурные деформации в процессе эксплуатации. В качестве материала наружного и внутреннего слоев используют полиэтилен (низкого давления ПНД или PE-HD, высокого давления ПВД или РЕ-LD, сшитый РЕ-Х, термостойкий PE-RT) или полипропилен PP-R. Трубы маркируют так: внутренний слой/металлическая прослойка/наружный слой. Допустим, PERT/AL/PERT, РЕХ/AL/PE, PEHD/AL/PE. Примечательно, что многие металлопластиковые трубы адаптированы к российским условиям эксплуатации, а именно:
— могут подвергаться кратковременному воздействию температуры до 130ºС;
— выдерживают кратковременное воздействие давления до 1 МПа (10 атм);
— не разрушаются ржавчиной и абразивными включениями, присутствующими в воде;
— допускают промывку системы щелоче- или кислотосодержащей жидкостью.
Полиэтиленовые трубы
Все чаще используют для водоснабжения по причине малой стоимости материала. Бывают трех видов: низкого давления ПНД или PE-HD; высокого давления ПВД или РЕ-LD (в силу небольшой прочности применяются редко); из сшитого полиэтилена (PE-Xа, PE-Xb или РЕ-Хс).
Трубы ПНД изготавливают методом непрерывной шнековой экструзии и различают в зависимости от того, какому номинальному давлению они соответствуют. Их применяют для траншейной и бестраншейной прокладки напорных и безнапорных трубопроводов с температурой воды от 0 до 40ºС. Изделия выпускают из полиэтилена марок ПЭ80, ПЭ100 согласно ГОСТ 18599-2001. Трубы из ПНД обладают рядом преимуществ перед стальными: они недороги (самые дешевые среди полимерных труб), имеют небольшой вес, монтируются методом обычной стыковочной сварки, отличаются высокой морозостойкостью, препятствуют размножению бактерий и других микроорганизмов.
Трубы из сшитого полиэтилена РЕ-Х характеризуются тем, что отдельные линейные молекулы этого материала под действием разных факторов становятся разветвленными в поперечном (перпендикулярном) направлении. При этом часть молекул остаются несшитыми, что обеспечивает сохранение полезных свойств материала: ветвление увеличивает прочность и стойкость к термической деформации, но одновременно повышает жесткость и хрупкость. Для большинства труб PE-X оптимальная степень сшивки 60–75%. Буквы а, b и c, обозначающие метод, а следовательно, и степень сшивки, добавляются производителями к маркам труб. Например, некоторые изделия стабильно работают в системах с температурой 70 ºС при максимальной рабочей температуре 90–95ºС, а кратковременно могут выдерживать до 110ºС.
Молекулярная память
Сшитый полиэтилен обладает способностью возвращаться в исходное состояние после прекращения воздействия, вызывающего деформацию (молекулярная память). Для ускорения процесса восстановления формы трубу следует нагреть строительным феном при температуре около 130ºС. В противном случае восстановление произойдет, но процесс займет гораздо больше времени.
Полипропиленовые трубы
Особенно широко используются в связи с простотой их монтажа. Монолитные трубы применяют в основном для холодного водоснабжения, а армированные (их помечают красной линией) — для горячего. В качестве арматуры выступает прослойка из алюминия или смесь полипропилена со стекловолокном. Максимальная рабочая температура для PP-труб — 90ºС, кратковременно она может достигать и 100 ºС. Оборудование для монтажа — ножницы для резки и инструмент для диффузионной сварки. Трубы обладают высокой надежностью из-за нечувствительности к замерзанию в них воды.
Полибутеновые трубы
Обладают положительными свойствами других видов пластмассовых труб, но их широкое применение сдерживает более высокая стоимость. Максимальная рабочая температура — порядка 95ºС. Изделия можно соединять как методом диффузионной сварки, так и с помощью фитингов. Полибутен менее чувствителен к УФ-лучам, чем прочие пластики.