W budowach wodnych, kanalizacyjnych i grzewczych kieruje się dwa rodzaje produktów: metal (miedź również stal) oraz tworzywa sztuczne. Te nowe zdobyły przebojem technikę instalacyjną. Obejmują będące 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 wygodne, popularne w montażu (oraz ewentualnym demontażu) i dostępne. Ich wewnętrzne ścianki są gładkie – straty ciśnienia hydraulicznego są niewielkie (można więc stosować mniejsze średnice) oraz nie pojawiają się osady. Sam środek nie działa na sytuację wody – nie toczy się błona biologiczna (wyjątkiem potrafią stanowić połączenia klejone wprowadzane w rurach PVC) zaś nie zachodzi korozja elektrochemiczna. Rury z tworzyw sztucznych słabo przewodzą ciepło, dzięki czemu w zastosowaniach do wody oraz kanalizacji nie jest potrzeb ich izolowania. https://sklepinstalacyjny24.pl/45-systemy-instalacyjne-z-tworzyw-sztucznych Rury z tworzyw sztucznych mają zawsze znaczny współczynnik rozszerzalności cieplnej (zależnie od tworzywa 0,08-0,18 mm/(m•K)). Świadczy to, że odcinek rury o długości 1 m rozszerzy się nawet o 4 – 9 mm – jeśli założymy, że rury realizowane stanowiły w temperaturze 10ºC, a płynąca woda jest temperaturę 60ºC. Świadczy to, że rury „tworzą” a mogą w nich pochodzić naprężenia – przydatna jest kompensacja: zmiany kierunku rur, stosowanie kompensatorów U-kształtnych oraz kielichów kompensacyjnych idących na ludzką pracę rur, odpowiednie sytuowanie uchwytów mocujących (podpór trwałych oraz przesuwnych).
Wśród wad tworzyw sztucznych należy wskazać podatność na starzenie oraz słabą siła na niewysokie temperatury. Pod wpływem promieni UV rury niekorzystnie zmieniają swoje wadzie: pogarsza się ich wytrzymałość, i za to zwiększa wrażliwość na uszkodzenia. Obserwuje się też, że są przepuszczalne dla gazów z otoczenia zewnętrznego. Niskie temperatury sprawiają, że rury stoją się słabe również mniej wytrzymałe mechanicznie. Dlatego nie należy składować rur bez bezpieczeństwa na powietrzu, należy chronić rury już zamontowane przed bezpośrednim wpływem promieniowania słonecznego oraz unikać montażu w temperaturze ujemnej (niezbędne dla szczególnie wrażliwego PVC!).
Tworzywa sztuczne w budowach wodociągowych
Polichlorek winylu (PVC) stanowi niezmiernie wytrzymały, ale oraz dużo przyjemny na duże temperatury – zakres praktyce jest zależny od 0 do 60°C, zatem przyznaje się wyłącznie do przewodów wody chłodnej dodatkowo to właśnie 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 nowych zakresów ciśnień), o średnicy od 1/2 do 6 cali. Rury są widoczne w sztangach, czyli odcinkach prostych o długości 3 lub 5m. W magazyn systemu instalacyjnego wchodzą także równo- i różnoprzelotowe (redukcyjne) złączki, kolanka 90° i 45°, trójniki, czwórniki, zawory.
Podstawowym sposobem łączenia elementów z PVC w budowy jest klejenie. Istotne jest łatwe wykonanie połączenia klejonego. Wykorzystywane są też połączenia gwintowane (złączki fabryczne), oraz w środowiskach, gdzie PVC należy skleić z metalem (np. wyjście do baterii).
Polietylen (PE) dla instalacji wodnych żyje jako niskociśnieniowej (PELD) i jak polietylen usieciowany (PE-X) – ten kluczowy jest czujny na wzrost temperatury powyżej 20°C, ten inny jest charakter stosowania 95°C. Polietylen jest elastyczny, dzięki czemu dla dobrego poziomu średnic łuki, podejścia i pętle mogą stanowić dokonywane poprzez gięcie rur, bez potrzebie stosowania kształtek, a drgania są wytłumione i instalacja pracuje cicho.
Do budowania rur PE łączy się złączki zaciskowe i samozaciskowe, elektrozłączki, zgrzewanie doczołowe oraz połączenia gwintowane i kołnierzowe. Ponieważ PE-X nie zapewne być klejony ani zgrzewany, do połączeń rur z ostatniego dokumentu odnosi się złączki zaciskowe: skręcane ręcznie z pierścieniem, zaprasowywane zaciskarką lub zaciskane praską hydrauliczną. Odmianą połączeń zaciskowych są połączenia samozaciskowe – na rurę kładzie się pierścień zaciskowy, a potem podnosi ją ekspanderem. W tak przygotowaną rurę składa się kształtkę metalową, rura powraca do naturalnego kształtu (tzw. pamięć kształtu) a indywidualna się zaciska. Z zmiany dla PE-LD bierze się głównie zgrzewanie. Zgrzewanie doczołowe (średnice powyżej 90mm) polega na rozgrzaniu końców łączonych rur oraz porwaniu ich aż do zastygnięcia zgrzewu. Ważne jest współśrodkowe połączenie rur i brak wypływki zgrzewu do środka. W wypadku elektrozłączek (średnice do 90mm) końce łączonych rur odkłada się do złączki, która stanowi pasowana działaniu prądu elektrycznego. Stosując dobre adaptery (złączki przejściowe) można połączyć rury z polietylenu z rurami stalowymi.
Polibutylen zaleca się znaczną elastycznością. Można układać przewody stosując tzw. system kablowy – przewód zwiększa się ze zwoju, wyginając go zgodnie z kształtem pomieszczania bez utraty dla jakości materiału. Ogranicza to zaczynanie liczby kolan – ręcznie z rury PB można przygotować łuk odpowiadający ośmiu średnicom zewnętrznym. Ograniczeniem tego wyjścia jest konieczność zastosowania specjalnych podpór. Rura jest pewna na zmiany prędkości – w tym na silny wzrost prędkości; wykazuje też dużą udarność – te strony sprawiają, że przydaje się do budowie zagrożonych uderzeniem hydraulicznym. Polibutylen jest pewny na temperatury do -15ºC, dzięki dlaczego nie ma zastrzeżeń co do warunków montażu.
Rury polibutylenowe trzyma się poprzez zgrzewanie elektrooporowe lub polidyfuzyjne. Zgrzewanie polidyfuzyjne polega na podgrzaniu górnej części rury i wewnętrznej części kształtki, którą następnie nasuwa się na rurę. W porządkach instalacyjnych producenci proponują specjalne złączki wciskowe (rozbieralne) z pierścieniem uszczelniającym, dzięki jakim nie jest przydatne stosowanie specjalistycznych narzędzi.
Polipropylen cechuje się wysoką twardością oraz podobnie jak PVC realizowany jest formami tradycyjnymi. Ma szeroki zakres pracy: wykazuje kruchość właśnie w temperaturach poniżej -40ºC, a dobre odmiany (PP-3) pozwolą na korzystanie tworzywa w temperaturach nawet do 120ºC. Wykazuje się oraz dużą wytrzymałością na zawartość żrących substancji chemicznych.
Rury polipropylenowe koncentruje się przez zgrzewanie (kielichowe – do 40mm średnicy oraz elektrooporowe) pożądaj przez łączniki gwintowane i kołnierzowe.
Tworzywa sztuczne do kanalizacji
W kanalizacji poleca się polichlorek winylu, polietylen wysokiej gęstości oraz poliproylen. Polichlorek winylu jest ceniony ze względu na niewielką cenę, wytrzymałość, wytrzymałość na niepowodzenia oraz na zgniecenia. Polietylen wysokiej gęstości (HDPE) wykazuje dużą siłę na ścieranie. Polipropylen (koopolimer blokowy PP-HT) jest prawe właściwości mechaniczne w średnim stopniu zależne od temperatury – m. in. zachowuje wysoką udarność w niewielkiej temperaturze i wytrzymałość na działanie ścieków wysoce korozyjnych (np. przemysł chemiczny).
W instalacji 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 zrobienia takich sposobów przeważnie jest polipropylen lub polietylen, których skład uzupełniony jest o minerały lub o nowe tworzywa sztuczne (np. ABS – zwłaszcza w związaniu z PVC). Istnieją ostatnie rury trójwarstwowe – gładka powierzchnia wewnętrzna płaci za zachowanie warunków przepływu, środkowa pochłania drgania (tu zaczyna się udoskonalony materiał), zewnętrzna płaci za parametry wytrzymałościowe całej rury. Uzupełnieniem są dobre techniki połączeń (np. kielichy z uszczelką tłumiącą).
Tworzywa sztuczne w instalacjach grzewczych
Znaczenie ma tutaj przede każdym odporność rur na rozszerzalność temperaturową. Do instalacji grzewczych należy więc dobierać rury, których temperatura pracy ciągłej istnieje nie mniejsza niż (dla danego ciśnienia w budowy) temperatura zasilania czynnika grzewczego. Sprawdza się i rozwiązań technicznych, jakie pozwalają ograniczyć rozszerzalność temperaturową – np. podczas prac rur do materiału podejmuje się cząsteczki innych substancji poprawiających właściwości materiałowe lub tworzywa dodaje się z pozostałymi środkami (aluminium, włókno szklane): powstają rury zespolone oraz rury warstwowe („sandwich”).
Materiał, z jakiego wykonano ściankę rury nie jest jednorodny – między dwiema warstwami tworzywa (najczęściej polietylen lub polipropylen) nasuwa się warstwę, która poprawia właściwości cieplne (zmniejsza rozszerzalność) – aluminium lub stabilizowane tworzywo sztuczne (np. Stabi Glass®– polipropylen wzmocniony włóknem szklanym). Przy montażu trzeba zwrócić opinię na prawdziwe łączenie rur warstwowych: przycinając je, należy „obrać” warstwy zewnętrzne tak, żeby stała tylko wewnętrzna warstwa tworzywa sztucznego – technologie przewidziane do budowania rur warstwowych to metody ważne dla łączenia rur z tworzyw sztucznych.
Rury z tworzyw sztucznych przyznają się i do wodnego ogrzewania podłogowego – dzięki elastyczności, rury można szybko układać w pętle. Najprzydatniejszy jest tutaj polibutylen, który zapewne żyć rozwijany z dalekiego zwoju i robiony ręcznie, bez stosowania kształtek i łączników. Dzięki temuż ważna robić pętle ogrzewania podłogowego z własnych odcinków (maksymalna długość jednej pętli to ok. 120 m). Ze powodu na niebezpieczeństwo przenikania tlenu, rury wymagają istnieć pokryte zewnętrzną warstewką antydyfuzyjną (najczęściej jest obecne napylone aluminium). Łączy się także rury warstwowe oraz rury z polietylenu sieciowanego, oferowane w zwojach. Zastosowane rury wymagają być przystosowane do roboty w temperaturze wody grzewczej (przeważnie jest ostatnie 55ºC) oraz przy dobrym ciśnieniu.