W budowach wodnych, kanalizacyjnych i grzewczych odnosi się dwa typy produktów: metal (miedź oraz stal) oraz tworzywa sztuczne. Te ostatnie zdobyły przebojem technikę instalacyjną. Obejmują będące jakości materiałów: polichlorek winylu (PVC), polietylen (PE), polibutylen (PB), polipropylen (PP) a ich udoskonalone pochodne (np. rury warstwowe).
Cechy rur z ciał sztucznych
Tworzywa sztuczne są bardzo proste, dobre w zestawie (również ewentualnym demontażu) oraz popularne. Ich wewnętrzne ścianki są gładkie – straty ciśnienia hydraulicznego są niewielkie (można więc stosować mniejsze średnice) również nie pojawiają się osady. Tenże towar nie przychodzi na jakość wody – nie rodzi się błona biologiczna (wyjątkiem potrafią stanowić połączenia klejone podawane w rurach PVC) dodatkowo nie zachodzi korozja elektrochemiczna. Rury z tworzyw sztucznych słabo przewodzą ciepło, dzięki czemu w zastosowaniach do wódki oraz kanalizacji nie ma potrzeb ich izolowania. Rury z ciał sztucznych są zawsze duży współczynnik rozszerzalności cieplnej (zależnie z tworzywa 0,08-0,18 mm/(m•K)). Nazywa to, że odcinek rury o długości 1 m zwiększy się nawet o 4 – 9 mm – jeśli założymy, że rury montowane ubiegły w temperaturze 10ºC, a płynąca woda jest temperaturę 60ºC. Znaczy to, że rury „rozwijają” także potrafią w nich ponosić naprężenia – niezbędna jest kompensacja: zmiany kierunku rur, stosowanie kompensatorów U-kształtnych oraz kielichów kompensacyjnych zezwalających na łatwą pracę rur, odpowiednie sytuowanie uchwytów mocujących (podpór mocnych również przesuwnych).
Wśród wad tworzyw sztucznych należy wskazać podatność na starzenie również małą siłę na niskie temperatury. Pod wpływem promieni UV rury niekorzystnie doskonalą swoje stron: zmniejsza się ich wytrzymałość, a za to zwiększa wrażliwość na uszkodzenia. Uważa się też, że są przepuszczalne dla gazów z otoczenia zewnętrznego. Niskie temperatury sprawiają, że rury stają się delikatne również kilka wytrzymałe mechanicznie. A nie należy składować rur bez zabezpieczenia na powietrzu, należy chronić rury już zamontowane przed bezpośrednim wpływem promieniowania słonecznego oraz unikać montażu w temperaturze ujemnej (konieczne dla szczególnie wrażliwego PVC!).
Tworzywa sztuczne w instalacjach wodociągowych
Polichlorek winylu (PVC) jest znacznie wytrzymały, ale też najbardziej wyczulony na szerokie temperatury – zakres książce jest ciemny od 0 do 60°C, zatem nadaje się tylko do przewodów wody ciężkiej zaś to dopiero 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 różnych zakresów ciśnień), o wielkości od 1/2 do 6 cali. Rury są wygodne w sztangach, czyli odcinkach prostych o długości 3 lub 5m. W porządek systemu instalacyjnego wchodzą także równo- i różnoprzelotowe (redukcyjne) złączki, kolanka 90° i 45°, trójniki, czwórniki, zawory.
Podstawowym sposobem łączenia elementów z PVC w instalacji jest klejenie. Ważne jest łatwe wykonanie połączenia klejonego. Przydatne są też połączenia gwintowane (złączki fabryczne), jeszcze w znaczeniach, gdzie PVC należy wymieszać z metalem (np. podejście do baterii).
Polietylen (PE) dla instalacji wodnych jest jako niskociśnieniowej (PELD) też jak polietylen usieciowany (PE-X) – ten kluczowy jest wrażliwy na rozwój temperatury powyżej 20°C, ten drugi ma charakter stosowania 95°C. Polietylen jest elastyczny, dzięki czemu dla jednego zakresu średnic łuki, podejścia również pętle mogą być wykonywane przez gięcie rur, bez potrzeb stosowania kształtek, a drgania są wytłumione oraz instalacja pracuje cicho.
Do budowania rur PE stawia się złączki zaciskowe i samozaciskowe, elektrozłączki, zgrzewanie doczołowe oraz połączenia gwintowane i kołnierzowe. Ponieważ PE-X nie że żyć klejony ani zgrzewany, do połączeń rur z ostatniego artykułu stosuje się złączki zaciskowe: skręcane ręcznie z pierścieniem, zaprasowywane zaciskarką lub zaciskane praską hydrauliczną. Odmianą połączeń zaciskowych są połączenia samozaciskowe – na rurę nakłada się pierścień zaciskowy, a następnie podnosi ją ekspanderem. W tak przygotowaną rurę nasuwa się kształtkę metalową, rura dochodzi do pierwotnego kształtu (tzw. pamięć kształtu) i sama się zaciska. Z zmian dla PE-LD wiąże się głównie zgrzewanie. Zgrzewanie doczołowe (średnice powyżej 90mm) polega na rozgrzaniu końców łączonych rur i ściśnięciu ich aż do zastygnięcia zgrzewu. Ważne jest współśrodkowe połączenie rur oraz brak wypływki zgrzewu do środka. W sukcesu elektrozłączek (średnice Znajdź więcej o tym do 90mm) końce łączonych rur układa się do złączki, jaka stanowi pasowana 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 rozciąga się ze zwoju, wyginając go zgodnie z stanem pomieszczania bez utraty dla jakości materiału. Ogranicza to zaczynanie liczby kolan – ręcznie z rury PB można dokonać łuk odpowiadający ośmiu średnicom zewnętrznym. Ograniczeniem tego wyjścia jest konieczność wykonania specjalnych podpór. Rura jest zdecydowana na zmiany prędkości – w tymże na szybki wzrost prędkości; wykazuje oraz wielką udarność – te wartości sprawiają, że kształtuje się do budowie zagrożonych uderzeniem hydraulicznym. Polibutylen jest mocny na temperatury do -15ºC, dzięki czemu nie ma ograniczeń co do warunków montażu.
Rury polibutylenowe styka się poprzez zgrzewanie elektrooporowe lub polidyfuzyjne. Zgrzewanie polidyfuzyjne polega na podgrzaniu górnej części rury oraz centralnej części kształtki, którą następnie budzi się na rurę. W sposobach instalacyjnych producenci proponują specjalne złączki wciskowe (rozbieralne) z pierścieniem uszczelniającym, dzięki którym nie jest potrzebne stosowanie specjalistycznych narzędzi.
Polipropylen wyróżnia się wysoką sztywnością oraz również jak PVC realizowany jest formami tradycyjnymi. Ma duży zakres pracy: wykazuje kruchość dopiero w temperaturach poniżej -40ºC, oraz dobre odmiany (PP-3) idą na korzystanie ciała w temperaturach nawet do 120ºC. Okazuje się także dużą opornością na budowę żrących substancji chemicznych.
Rury polipropylenowe dodaje się przez zgrzewanie (kielichowe – do 40mm średnicy oraz elektrooporowe) pożądaj przez łączniki gwintowane i kołnierzowe.
Tworzywa sztuczne do kanalizacji
W kanalizacji zajmuje się polichlorek winylu, polietylen wysokiej gęstości oraz poliproylen. Polichlorek winylu jest lubiany ze powodu na małą cenę, wytrzymałość, wytrzymałość na uderzenia oraz na zgniecenia. Polietylen wysokiej gęstości (HDPE) wykazuje wysoką siłę na ścieranie. Polipropylen (koopolimer blokowy PP-HT) ma dobre właściwości mechaniczne w umiarkowanym stopniu zależne od temperatury – m. in. zachowuje wysoką udarność w ciemnej temperaturze oraz odporność na działanie ścieków wysoce korozyjnych (np. przemysł chemiczny).
W instalacji kanalizacyjnej powstają uciążliwe dźwięki, które otrzymywane są przez ścianki (drgania wywołane przepływem ścieków), kształtki i łączniki (miejsca zmniejszenia średnic i zmian kierunki), odsadzki (połączenie dwóch wymienionych źródeł) oraz przejścia przez szachty. Rowiązaniem jest kanalizacja niskoszumowa (cicha). Podstawą do sprawienia takich sposobów przeważnie jest polipropylen lub polietylen, których skład uzupełniony stanowi o minerały lub o nowe tworzywa sztuczne (np. ABS – szczególnie w związaniu z PVC). Stanowią obecne rury trójwarstwowe – gładka powierzchnia wewnętrzna odpowiada za zachowanie warunków przepływu, środkowa pochłania drgania (tu wykorzystuje 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
Miejsce ma tutaj przede wszystkim odporność rur na rozszerzalność temperaturową. Do budowy grzewczych należy to dobierać rury, których temperatura pracy ciągłej stanowi nie mniejsza niż (dla danego ciśnienia w budowy) temperatura zasilania czynnika grzewczego. Sprawdza się też rozwiązań technologicznych, jakie pozwalają ograniczyć rozszerzalność temperaturową – np. podczas pracy rur do materiału daje się cząsteczki innych substancji poprawiających właściwości materiałowe lub tworzywa kontaktuje się z różnymi środkami (aluminium, włókno szklane): powstają rury zespolone oraz rury warstwowe („sandwich”).
Materiał, z jakiego odbyto ściankę rury nie jest czysty – między dwiema warstwami tworzywa (najczęściej polietylen lub polipropylen) nasuwa 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 właściwe łączenie rur warstwowych: przycinając je, należy „obrać” warstwy zewnętrzne tak, by została tylko wewnętrzna warstwa tworzywa sztucznego – technologie przewidziane do budowania rur warstwowych to metody ważne dla łączenia rur z ciał sztucznych.
Rury z ciał sztucznych przydają się i do wodnego ogrzewania podłogowego – dzięki elastyczności, rury można szybko łączyć w pętle. Najlepszy jest tutaj polibutylen, który zapewne stanowić rozwijany z dużego zwoju i formowany ręcznie, bez stosowania kształtek i łączników. Dzięki temu można układać pętle ogrzewania podłogowego z jednych odcinków (maksymalna długość jednej pętli to ok. 120 m). Ze powodu na niebezpieczeństwo przenikania tlenu, rury wymagają być pokryte zewnętrzną warstewką antydyfuzyjną (najczęściej jest toż napylone aluminium). Kieruje się także rury warstwowe oraz rury z polietylenu sieciowanego, podawane w zwojach. Zastosowane rury pragną być dobrane do służbie w temperaturze wody grzewczej (najczęściej jest wówczas 55ºC) a przy odpowiednim ciśnieniu.