Podstawowe parametry rur polipropylenowych
Rury polipropylenowe charakteryzują się różnorodnymi średnicami zewnętrznymi i wewnętrznymi. Rura pp 40 średnica wewnętrzna wynosi około 26,6 mm przy grubości ścianki 6,7 mm. Te wymiary decydują o przepustowości instalacji i jej wydajności hydraulicznej.
Grubość ścianki wpływa bezpośrednio na wytrzymałość mechaniczną całego systemu. Standardowe rury PN20 wytrzymują ciśnienie robocze do 20 barów w temperaturze 20°C. Ich wytrzymałość spada do 8 barów przy temperaturze 80°C, co należy uwzględnić przy projektowaniu.
Współczynnik rozszerzalności cieplnej polipropylenu wynosi 0,15 mm/m·K. Oznacza to, że 10-metrowy odcinek rury wydłuży się o 15 mm przy wzroście temperatury o 100°C. Ta właściwość wymaga zastosowania odpowiednich kompensatorów w długich trasach instalacyjnych.
Temperatura maksymalna pracy osiąga 95°C dla krótkich okresów eksploatacji. W normalnych warunkach eksploatacyjnych nie powinna przekraczać 70°C dla zapewnienia długowieczności systemu. Żywotność instalacji przy prawidłowej eksploatacji wynosi minimum 50 lat.
Rodzaje i zastosowanie rur PP
Rury PP-R wykonane z polipropylenu randomowego nadają się do instalacji ciepłej i zimnej wody. Ich struktura molekularna zapewnia odporność na pękanie naprężeniowe i korozję chemiczną. Stosuje się je w instalacjach o temperaturze do 70°C w trybie ciągłym.
Rury PP-RCT zawierają modyfikowaną strukturę krystaliczną polipropylenu. Wytrzymują one wyższe temperatury do 90°C oraz większe ciśnienia robocze. Systemy z polipropylenu zgrzewanego PP-RCT znajdują zastosowanie w ogrzewaniu podłogowym i grzejnikowym.
Rury wielowarstwowe PP-R/Al/PP-R posiadają warstwę aluminiową między warstwami polipropylenu. Warstwa ta ogranicza dyfuzję tlenu do wnętrza instalacji. Jednocześnie znacznie zmniejsza rozszerzalność cieplną do wartości 0,03 mm/m·K.
Rury PP-H z polipropylenu homopolimeru przeznaczone są głównie do instalacji zimnej wody. Ich temperatura pracy nie przekracza 40°C, ale charakteryzują się zwiększoną sztywnością. Znajdują zastosowanie w instalacjach technologicznych i przemysłowych o normalnej temperaturze.
Technika łączenia i montażu
Zgrzewanie doczołowe stanowi podstawową metodę łączenia rur polipropylenowych. Temperatura zgrzewania wynosi 260°C ± 10°C dla wszystkich średnic. Czas nagrzewania zależy od średnicy rury i waha się od 5 sekund dla DN20 do 40 sekund dla DN110.
Zgrzewanie elektrooporowe wykorzystuje kształtki z wbudowanymi spiralami grzejnymi. Metoda ta zapewnia powtarzalne parametry połączeń niezależnie od umiejętności operatora. Czas zgrzewania jest automatycznie kontrolowany przez spawarkę elektrooporową zgodnie z kodem kreskowym na kształtce.
Przygotowanie powierzchni do zgrzewania wymaga dokładnego oczyszczenia z tłuszczu i brudu. Rura pp 40 średnica wewnętrzna musi być przecięta pod kątem prostym specjalnym nożem do rur. Ukosowanie krawędzi ułatwia wprowadzenie rury do tulei grzejnej.
Kontrola jakości połączeń obejmuje sprawdzenie równomiernego nalania materiału dookoła złącza. Wysokość nalania powinna wynosić 0,1 średnicy zewnętrznej rury. Próby ciśnieniowe wykonuje się po 24 godzinach od zakończenia zgrzewania przy ciśnieniu 1,5-krotności ciśnienia roboczego.
Projektowanie tras instalacyjnych
Obliczanie spadków hydraulicznych w instalacjach PP wymaga uwzględnienia chropowatości wewnętrznej rur. Współczynnik chropowatości wynosi 0,007 mm dla nowych rur i nie zwiększa się znacząco w czasie eksploatacji. Straty ciśnienia są o 20-30% niższe niż w rurach stalowych o tej samej średnicy.
Kompensacja wydłużeń cieplnych realizowana jest przez naturalne odgięcia tras instalacyjnych. Długość ramienia kompensacyjnego oblicza się ze wzoru L = √(11 × D × ΔL), gdzie D to średnica zewnętrzna, a ΔL to spodziewane wydłużenie. Dla rur wielowarstwowych wartości te są znacznie mniejsze.
Mocowanie rur wykonuje się uchwytami ruchomymi i stałymi w odpowiednich odstępach. Rozstawy mocowań wynoszą od 0,5 m dla DN20 do 2,0 m dla DN110 w trasach poziomych. W trasach pionowych odstępy te należy zmniejszyć o 30% ze względu na większe obciążenia statyczne.
Izolacja cieplna ma kluczowe znaczenie dla efektywności energetycznej instalacji. Grubość izolacji powinna wynosić minimum 9 mm dla rur DN15-DN22 i 13 mm dla większych średnic. Zastosowanie izolacji zmniejsza straty ciepła o 80-90% w porównaniu z rurami nieizolowanymi.
Konserwacja i eksploatacja systemów PP
Płukanie instalacji przed pierwszym uruchomieniem usuwa zanieczyszczenia powstałe podczas montażu. Przepływ wody powinien być 2-3 razy większy od przepływu nominalnego przez minimum 30 minut. Jakość wody płuczącej musi odpowiadać wymaganiom wody pitnej zgodnie z obowiązującymi normami.
Kontrole okresowe obejmują sprawdzenie szczelności połączeń i mocowań w cyklu rocznym. Szczególną uwagę należy zwrócić na miejsca przejść przez ściany i stropy. Ewentualne przecieki manifestują się zwykle w pierwszych miesiącach eksploatacji w wyniku niedokładnego zgrzania.
Ochrona przed zamarzaniem ma znaczenie krytyczne dla instalacji PP. Lód powoduje nieodwracalne uszkodzenia struktury polipropylenu przez mikropęknięcia. Temperatura ochrony przeciwzamarzaniowej nie może spaść poniżej -10°C nawet przy opróżnionej instalacji.
Regeneracja instalacji po awarii wymaga wymiany uszkodzonych odcinków przez wycięcie i wstawienie nowych elementów. Naprawa lokalnych nieszczelności nie jest możliwa ze względu na technologię zgrzewania. Każda interwencja wymaga ponownej próby ciśnieniowej całego obiegu hydraulicznego.
