W budowach wodnych, kanalizacyjnych i grzewczych zaczyna się dwa sposoby produktów: 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) natomiast ich udoskonalone pochodne (np. rury warstwowe).
Cechy rur z tworzyw sztucznych
Tworzywa sztuczne są bardzo wygodne, łatwe w zestawie (i ewentualnym demontażu) i popularne. Ich wewnętrzne ścianki są gładkie – straty ciśnienia hydraulicznego są niewielkie (można to stosować mniejsze średnice) a nie pojawiają się osady. Sam produkt nie działa na wartość wody – nie powiększa się błona biologiczna (przypadkiem potrafią być połączenia klejone przydatne w rurach PVC) a nie zachodzi korozja elektrochemiczna. Rury z ciał sztucznych słabo przewodzą ciepło, dzięki czemu w wykonaniach do wódki i kanalizacji nie jest potrzebie ich izolowania. Rury z ciał sztucznych są przecież znaczny współczynnik rozszerzalności cieplnej (zależnie od tworzywa 0,08-0,18 mm/(m•K)). Oznacza to, że odcinek rury o długości 1 m rozszerzy się nawet o 4 – 9 mm – jeśli założymy, że rury budowane istniały w temperaturze 10ºC, a płynąca woda ma temperaturę 60ºC. Świadczy to, że rury „robią” a mogą w nich wynikać naprężenia – wskazana jest kompensacja: zmiany kierunku rur, stosowanie kompensatorów U-kształtnych oraz kielichów kompensacyjnych zezwalających na jakąkolwiek pracę rur, odpowiednie sytuowanie uchwytów mocujących (podpór stałych oraz przesuwnych).
Wśród wad tworzyw sztucznych należy wskazać podatność na starzenie i średnią siłę na głębokie temperatury. Pod wpływem promieni UV rury niekorzystnie doskonalą swoje wad: zmniejsza się ich moc, a za to zwiększa podatność na uszkodzenia. Zachowuje się też, iż są przepuszczalne dla gazów z otoczenia zewnętrznego. Niskie temperatury sprawiają, że rury zatrzymują się delikatne również mniej wytrzymałe mechanicznie. A nie należy składować rur bez bezpieczeństwa na powietrzu, należy chronić rury już zamontowane przed bezpośrednim wpływem światła słonecznego i unikać montażu w temperaturze ujemnej (konieczne dla szczególnie wrażliwego PVC!).
Tworzywa sztuczne w instalacjach wodociągowych
Polichlorek winylu (PVC) jest niezmiernie wytrzymały, ale także najbardziej wyczulony na wysokie temperatury – zakres rzeczy jest niski od 0 do 60°C, zatem nadaje się ale do przewodów wody chłodnej natomiast toż wyłącznie w instalacjach nie narażonych na zamarzanie. Częściowo górną granicę stosowalności można przesunąć, stosując polichlorek winylu chlorowany (CPVC) – zakres temperaturowy wynosi 100ºC.
Sprzedawane są rury cienko- i grubościenne (do nowych zakresów ciśnień), o wielkości od 1/2 do 6 cali. Rury są wygodne w sztangach, czyli odcinkach prostych o długości 3 lub 5m. W sklep 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. Istotne jest łatwe wykonanie połączenia klejonego. Zaczynane są też połączenia gwintowane (złączki fabryczne), ponadto w znaczeniach, gdzie PVC należy skleić z metalem (np. rozwiązanie do baterii).
Polietylen (PE) dla instalacji wodnych żyje jako niskociśnieniowej (PELD) też jak polietylen usieciowany (PE-X) – ten kluczowy jest wyczulony na wzrost temperatury powyżej 20°C, ten drugi jest charakter stosowania 95°C. Polietylen jest elastyczny, dzięki czemu dla pewnego poziomu średnic łuki, podejścia i pętle potrafią być prowadzone przez gięcie rur, bez potrzeb stosowania kształtek, a drgania są wytłumione oraz budowa pracuje cicho.
Do stosowania rur PE podaje się złączki zaciskowe i samozaciskowe, elektrozłączki, zgrzewanie doczołowe oraz połączenia gwintowane i kołnierzowe. Ponieważ PE-X nie że być łączony ani zgrzewany, do połączeń rur z tego dokumentu zaczyna się złączki zaciskowe: skręcane ręcznie z pierścieniem, zaprasowywane zaciskarką lub zaciskane praską hydrauliczną. Odmianą połączeń zaciskowych są połączenia samozaciskowe – na rurę wymienia się pierścień zaciskowy, a potem zwiększa ją ekspanderem. W tak przygotowaną rurę składa się kształtkę metalową, rura powraca do naturalnego kształtu (tzw. pamięć kształtu) a jedyna się zaciska. Z zmianie dla PE-LD łączy się głównie zgrzewanie. Zgrzewanie doczołowe (średnice powyżej 90mm) liczy na rozgrzaniu końców łączonych rur oraz porwaniu ich aż do zastygnięcia zgrzewu. Ważne jest współśrodkowe połączenie rur oraz brak wypływki zgrzewu do zabiegu. W sukcesu elektrozłączek (średnice do 90mm) końce łączonych rur nasuwa się do złączki, która stanowi poddawana działaniu prądu elektrycznego. Stosując odpowiednie adaptery (złączki przejściowe) można połączyć rury z polietylenu z rurami stalowymi.
Polibutylen odznacza się znaczną elastycznością. Można robić przewody stosując tzw. system kablowy – przewód utrzymuje się ze zwoju, wyginając go zgodnie z stanem pomieszczania bez utraty dla jakości materiału. Ogranicza to zaczynanie liczby kolan – ręcznie z rury PB można przygotować łuk odpowiadający ośmiu średnicom zewnętrznym. Ograniczeniem tego rozwiązania jest konieczność zastosowania specjalnych podpór. Rura jest wytrzymała na zmiany prędkości – w obecnym na silny wzrost prędkości; wykazuje oraz wielką udarność – te związki sprawiają, że przydaje się do instalacji zagrożonych uderzeniem hydraulicznym. Polibutylen jest zdrowy na temperatury do -15ºC, dzięki czemu nie ma zastrzeżeń co do warunków montażu.
Rury polibutylenowe godzi się poprzez zgrzewanie elektrooporowe lub polidyfuzyjne. Zgrzewanie polidyfuzyjne liczy na podgrzaniu zewnętrznej części rury również centralnej części kształtki, którą następnie budzi się na rurę. W zespołach instalacyjnych producenci proponują specjalne złączki wciskowe (rozbieralne) z pierścieniem uszczelniającym, dzięki którym nie jest przydatne stosowanie specjalistycznych narzędzi.
Polipropylen wyróżnia się wysoką sztywnością oraz również jak PVC budowany jest formami tradycyjnymi. Jest szeroki zakres pracy: wykazuje kruchość dopiero w temperaturach poniżej -40ºC, oraz dobre odmiany (PP-3) idą na stosowanie tworzywa w temperaturach nawet do 120ºC. Przekonuje się także wielką mocą na budowę żrących substancji chemicznych.
Rury polipropylenowe kontaktuje się przez zgrzewanie (kielichowe – do 40mm wielkości i elektrooporowe) lub przez łączniki gwintowane i kołnierzowe.
Tworzywa sztuczne do kanalizacji
W kanalizacji zajmuje się polichlorek winylu, polietylen wysokiej twardości i poliproylen. Polichlorek winylu jest przestrzegany ze względu na niską cenę, wytrzymałość, siła na uderzenia natomiast na zgniecenia. Polietylen wysokiej gęstości (HDPE) wykazuje wielką wytrzymałość na ścieranie. Polipropylen (koopolimer blokowy PP-HT) ma całe właściwości mechaniczne w ścisłym stopniu uzależnione od temperatury – m. in. zachowuje wysoką udarność w małej temperaturze również siłę na działanie ścieków wysoce korozyjnych (np. przemysł chemiczny).
W budowie kanalizacyjnej powstają uciążliwe dźwięki, które wyrabiane są przez ścianki (drgania wywołane przepływem ścieków), kształtki i łączniki (miejsca zmniejszenia średnic oraz zmian kierunki), odsadzki (połączenie dwóch wymienionych źródeł) i przejścia przez szachty. Rowiązaniem jest kanalizacja niskoszumowa (cicha). Podstawą do dzieła takich systemów przeważnie jest polipropylen lub polietylen, których skład uzupełniony jest o minerały czyli o różne tworzywa sztuczne (np. ABS – zwłaszcza w połączeniu z PVC). Stanowią wtedy rury trójwarstwowe – gładka powierzchnia wewnętrzna płaci za zachowanie warunków przepływu, środkowa pochłania drgania (tu zwraca się udoskonalony materiał), zewnętrzna odpowiada za parametry wytrzymałościowe całej rury. Uzupełnieniem są dobre techniki połączeń (np. kielichy z uszczelką tłumiącą).
Tworzywa sztuczne w budowach grzewczych
Miejsce jest tutaj przede każdym odporność rur na rozszerzalność temperaturową. Do instalacji grzewczych należy to dobierać rury, których temperatura pracy ciągłej jest nie mniejsza niż (dla danego ciśnienia w budów) temperatura zasilania czynnika grzewczego. Poszukuje się też rozwiązań technicznych, które pozwalają ograniczyć rozszerzalność temperaturową – np. podczas pracy rur do materiału orientuje się cząsteczki innych substancji poprawiających właściwości materiałowe lub tworzywa wiąże się z pozostałymi środkami (aluminium, włókno szklane): powstają rury https://sklepinstalacyjny24.pl/44-hydrofory-pompy-do-wody zespolone oraz rury warstwowe („sandwich”).
Materiał, z jakiego odbyto ściankę rury nie jest jednorodny – między dwiema warstwami tworzywa (najczęściej polietylen lub polipropylen) zapisuje 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 dobre łączenie rur warstwowych: przycinając je, należy „obrać” warstwy zewnętrzne tak, aby pozostała tylko wewnętrzna warstwa tworzywa sztucznego – technologie przewidziane do łączenia rur warstwowych to technologie typowe dla łączenia rur z ciał sztucznych.
Rury z ciał sztucznych dodają się oraz do wodnego ogrzewania podłogowego – dzięki elastyczności, rury można łatwo wykonywać w pętle. Najlepszy jest tutaj polibutylen, który że istnieć odwijany z dużego zwoju i pisany ręcznie, bez stosowania kształtek i łączników. Dzięki temuż mocna wykonywać pętle ogrzewania podłogowego z konkretnych odcinków (maksymalna długość jednej pętli to ok. 120 m). Ze powodu na niebezpieczeństwo przenikania tlenu, rury muszą być pokryte zewnętrzną warstewką antydyfuzyjną (najczęściej jest wówczas napylone aluminium). Zaczyna się także rury warstwowe oraz rury z polietylenu sieciowanego, oferowane w zwojach. Zastosowane rury muszą być zaadaptowane do funkcji w temperaturze wody grzewczej (najczęściej jest to 55ºC) dodatkowo przy dobrym ciśnieniu.