|
Уже ни для кого не секрет, что сваривать многослойные полипропиленовые трубы с помощью традиционных фитингов необходимо с особой тщательностью.
Оголенные торцы многослойной полипропиленовой трубы PPR-AL-PPR подвергаются воздействию напора горячей воды и в результате образующиеся кавитационные процессы «разъедают» алюминиевый слой, труба расслаивается, и разрушается само соединение, Рис.1.
Рис.1
Подробнее…
1. Борьба с расслоением в полипропиленовых трубах армированных алюминием PPR-AL-PPR
Достоинства полипропиленовых труб армированных алюминием хорошо известны: это абсолютная кислородо-не-проницаемость позволяющая применять их в системах радиаторного отопления, и низкий коэффициент температурного расширения, снижающий затраты на прокладку трубопроводов. На первых порах казалось, что и сваривать их можно с помощью обычных полипропиленовых фитингов, тех самых, которыми сваривают однослойные трубы.
Но на практике это оказалось не совсем так – трубы в местах соединений расслаиваются (см. выше, Рис.1). Большинство производителей применили паллиативное решение – стали выскабливать на торцах трубы алюминиевый слой, и затем оплавлять концы трубы сварочным инструментом (Подробнее…).
Гораздо эффективнее защищают многослойную трубу от расслоения фитинги Deepipe первого поколения (Патент RU 2380603 C 1) для металлопластиковых труб PERT-Al-PERT (Рис.2). Но пока такая конструкция применяется только в трубопроводных системах на базе многослойных труб PE-RT/Al/PE-RT .
Рис.2
2. Внимание! Радиальные силы
До недавнего времени считалось, что температурное расширение оказывает серьезное влияние на трубопроводную систему только в продольном направлении. В однослойных трубопроводах это требовало установки температурных компенсаторов, что приводило к удорожанию системы.
В многослойных трубах армированных алюминием или стекловолокном влияние продольного температурного расширения существенно снижена: в полипропиленовых трубах PPR-AL-PPR (PP-R/Al) коэффициент температурного расширения приблизился к показателям самого металла - 0,3х10-4 ( у алюминия 0,23х10-4 ), в трубах армированных стекловолокном значительно снизилась 0,5х10-4 (в однослойных полипропиленовых трубах 2,0х10-4 ).
В однослойных полимерных трубах проблема радиального температурного расширения не возникала – и труба и фитинги имели одинаковый коэффициент температурного расширения.
А вот в многослойных полипропиленовых трубах радиальные силы температурного расширения обернулись серьезной угрозой надежности.
Это связано с тем, что традиционный фитинг приваривается к полипропиленовой трубе только к наружному слою. После сварки фитинг и наружный слой трубы образует монолитную систему с коэффициентом температурного расширения 2,0х10 -4 , а коэффициент температурного расширения внутреннего армирующего слоя (из алюминия или стеклонаполненного полипропилена) на порядок меньше. При циклических изменениях температуры (особенно сильных в системах отопления) на фитинг действует разрывающая сила пропорциональная разнице коэффициентов температурного расширения и температуре теплоносителя, Рис.3.
Рис.3
В результате радиальные силы отрывают фитинг с приваренным к нему наружным слоем от армирующего слоя алюминия, или раскалывает слой стеклонаполненного полипропилена, Рис. 4.
Рис.4 Отрыв полипропиленового фитинга от трубы PPR - AL - PP . Срок эксплуатации до аварии 28 мес.
3. Злая шутка кристалличности
Высокая кристалличность, и как следствие хрупкость, полипропилена сыграло с полипропиленовыми трубопроводами очередную злую шутку, особенно с полипропиленовыми трубами армированных стекловолокном. Радиальные силы температурного расширения приводят к совершенно к неожиданным результатам:
Разница температурных коэффициентов расширения фитинга и стеклонаполненого полипропилена приводит к раскалыванию фитинга , рис. 5.
Рис.5 Раскалывание полипропиленового фитинга от трубы PPR - FG - PP . Срок эксплуатации до аварии 26 мес.
4. Очередной виток эволюции
Чтобы решить проблему радиальных сил температурного расширения полипропиленовым трубопроводам в очередной раз придется заимствовать решения у металлопластиковых.
В начале, когда однослойные трубопроводы исчерпали свои возможности полипропиленовые трубопроводы позаимствовали внутренний алюминиевый слой. Теперь, придется заимствовать у PERT-AL-PERT трубопроводов конструкцию фитингов (Рис.2).
Достоинство конструкции PE-RT фитингов первого поколения заключается прежде всего в том, что труба вваривается в цилиндрическое гнездо фитинга, и сварка производится и по внутренней и по наружной поверхности трубы, Рис. 6.
Рис.6 PE - RT фитинг первого поколения в разрезе
При этом торцы трубы защищены от воздействия воды, а расположение алюминиевого слоя внутри фитинга делает его устойчивым к радиальным нагрузкам.
Тем не менее PE-RT фитингам первого поколения свойственен один недостаток: они как и пресс-фитинги уменьшают проходное сечение фитинга.
Проблему уменьшения проходного сечения решена в новой разработке НПО Экструзионные машины и Fartrouven R&D (Португалия).
Кроме того, благодаря модульной конструкции PE-RT фитинги второго поколения имеют гораздо меньше исходных элементов (30 элементов позволяют создать свыше 300 фитинговых соединений.), что существенно облегчает их применение и снижает затраты на создание производства. Подробнее ...
.
Рис.7 Модульные PE-RT фитинги второго поколения
.
Полипропиленовые трубопроводы еще долго будут применятся на нашем рынке, но они не могут позаимствовать у металлопластиковых гибкость, эластичность, и по надежности они всегда будут отставать от толерантных к радиальным нагрузкам композитных труб PERT - Al - PERT .
| ВАРИАНТ ДЛЯ ПЕЧАТИ |
|
