Технические характеристики пластиковых полипропиленовых труб.

Содержание

1. Область применения
2. Температура и давление.
3. Информация о материале.
4. Параметры эксплуатации.
5.Срок службы
6. Преимущества трубопроводных систем из полипропилена

1. Область применения

Пластиковые полипропиленовые водопроводные системы используются как распределительный механизм в жилых, административных и промышленных зданиях для трубопроводов питьевой и технической воды, в агропромышленном комплексе.

Трубы и фитинги из полипропилена тип 3 (PPRC) предназначены для внутреннего холодного и горячего водоснабжения, тёплых полов и разводки систем центрального отопления с рабочей температурой до + 95°С. Кроме того, трубопровод из PPRC может быть использован для транспортировки сжатого воздуха и химически агрессивных сред.

Использовать их можно практически в любой из существующих на сегодняшний день областей, где применяются трубы: для проведения питьевой воды, для подачи теплоносителя к отопительным приборам, дренажа, полива и др. К тому же, что является особенно ценным, полипропилен принадлежит к классу полиолефинов и, как все представители этого класса, является экологически чистым продуктом, перенося свое качество на изготовленные из него изделия и обеспечивая безопасность ведения технологического процесса.

Благодаря способности полипропилена свариваться, значительно облегчается процесс монтажа изготовленных из него труб, а надежность сварных соединений — наиболее высокая по сравнению с другими способами и приближается по прочности к самим трубам. Все это, по мнению ведущих специалистов, позволяет назвать полипропилен одним из самых перспективных на сегодняшний день материалов для производства труб и соединений.

Примечание: верный признак брака полипропиленовых труб — они соединяются с фитингами даже в холодном состоянии. Трубы должны входить друг в друга и в сварочную машину с усилием, и только в разогретом состоянии. С каждым годом ширится их применение в оросительных и дренажных системах, благодаря высокой химической устойчивости, ударной вязкости, способности выдерживать повышенное давление и хорошим сварным свойствам.

2. Температура и давление.

У каждой из водопроводных систем свои особенности, среди которых очень большое значение имеет температура воды и ее давление. Именно эти величины являются определяющими при подборе полипропиленовых труб, так как сильно влияют на их долговечность:

• PN 10 — для холодного водоснабжения (до +20°С) и тёплых полов (до +45°С), номинальное рабочее давление 1 МПа (10,197 кгс/см2);
• PN 16 — для холодного водоснабжения и горячего водоснабжения (до +60°С), номинальное рабочее давление 1,6 МПа (16,32 кгс/см2);
• PN 20 — для горячего водоснабжения (температура до +95°С), номинальное давление 2 МПа (20,394 кгс/см2);
• PN 25 (армированные) — для горячего водоснабжения и центрального отопления (до +95°C), номинальное давление 2,5 МПа (25,49 кгс/см2).

Примечание: таблица допустимого рабочего давления при транспортировке воды в зависимости от температуры и срока службы приведена в пункте 4.

Кроме того, выпускаются соединительные детали из полипропилена. Комбинированные детали, имеющие в своей конструкции латунную никелированную впресованную вставку с наружной или внутренней резьбой, позволяют легко переходить с полипропилена на металл. Они одинаково хорошо подходят для труб из любого ряда давления.

3. Информация о материале.

Одним из самых крупных событий мирового значения в области развития техники пластмасс является изобретение высокотемпературного полипропилена «Рандом сополимера» (тип 3) и его промышленное освоение. Это легкий и прочный сополимер, относящийся к разряду термопластов. Он химически стоек к большинству растворителей, как кислотного, так и щелочного типа (см. Приложение 1). Особый интерес представляет тепловая универсальность полипропилена: трубы из него эксплуатируются при температурах от —10°C до +90°C. Кратковременно трубы выдерживают повышение температуры до 110 °С. Благодаря эластичности материала, вода в полипропиленовых трубах может замерзать, не разрушая их.

5 «Рандом сополимер» получен путем модификации структуры полипропилена, то есть добавления в его молекулярную цепь молекулы этилена. Подобное «соседство» улучшает механические свойства полипропилена (вязкость, эластичность, высокотемпературная прочность).

На сегодня общепризнанно, что этот статический сополимер пропилена наиболее ценен. PPRC не наносит вреда окружающей среде. При его обработке и утилизации отходов не образуются экологически вредные вещества. Кроме того, полипропилен пригоден для утилизации без добавления экологически вредных веществ.

Для производства труб и фитингов серого и белого цвета марки FD используется только полипропилен высочайшего качества от известных производителей с мировым именем BOREALIS RA 130E (Финляндия).

Таблица 1. Основные физико-механические свойства материала PPRC (тип 3) ТУ 2248-032-00284581-98

Наименование	Методика измерений	Величина
Плотность	ГОСТ 15139	0,9 г/см3
Температура плавления	ГОСТ 21553	149°С
Предел текучести при растяжении	ГОСТ 11262	24-25 Н/мм2
Предел прочности при разрыве	ГОСТ 11262	34-35 Н/мм2
Относительное удлинение в момент достижения предела текучести	ГОСТ 11262	50 %
Коэффициент линейного расширения	ГОСТ 15173	0,15 мм/м°С
Теплопроводность при 20°С	DIN 52612	0,24 Вт/м°С
Удельная теплоемкость при 20°С	ГОСТ 23630	2 кДж/кг°С

Borealis RA — 130 E

Вся продукция изготовлена на импортных производственных линиях из высокомолекулярного PPR — статического сополимера полипропилена Borealis RA — E 130 (Финляндия).

Компания Borealis — мировой лидер и крупнейший производитель полипропиленовых и высокотехнологичных полиолефиновых материалов.

Компания «ФД-пласт» одна из первых среди производителей полипропиленовых труб и фитингов в мире приступила к использованию нового гранулята Borealis RA — E 130. Эта новая модификация полипропилена характеризуется тем, что во время эксплуатации при высоких температурах 950 — 1100 С срок службы трубопроводов будет по меньшей мере на 25-30 % больше, чем у трубопроводов, выполненных из немодифицированного полипропилена.

Материал Borealis RA — E 130 высокомолекулярный пропилен рандом сополимер. Специально разработанный для экструзии труб и литья под давлением фитингов. Данный материал обладает очень хорошей способностью к переработке, гибкость и хорошей ударопрочностью. Он обладает высокой прочностью при длительных нагрузках, под действием внутреннего давления особенно при повышенных температурах. Трубы, изготовленные из материала Borealis RA — E 130 соответствуют требованиям DIN 8078 (PP-R) тип 3 и EN ISO 15874.

Главные физические свойства данного материала указаны в Таблице 2. Данный материал сочетает в себе высокий молекулярный вес с пониженной температурной стабилизацией. Он особенно подходит для изготовления продукции, которая должна обладать высоким сопротивлением к воздействию температуры, давления и различных агрессивных сред. Данный материал обладает высоким показателем свариваемости (согласно стандарту DVS 2203).

Таблица 2. Физические свойства Borealis RA — E 130

Свойство	Единицы	Метод проверки	Значение
Плотность	(+23°С) гр/см3	ISO 1183	0,897
Показатель    MFR 190/5 текучести    MFR 230/2,16 расплава     MFR 230/5	гр./10 min гр./10 min гр./10 min	ISO 1183 ISO 1183 ISO 1183	0,55 0,30 1,30
Индекс     MVR 230/2,16 объемного потока     MVR 230/5	см3/10 min см3/10 min	ISO 1183	0,4 1,75
Предел текучести при растяжении (50 mm/min)	МРа	ISO 527/1+2	24
Относительное удлинение в точки текучести (50 mm/min)	%	ISO 527/1+2	10
Модуль упругости при растяжении (секущая)	МРа	ISO 527/1+2	850
Определение твердости вдавливанием шарика (132 N/30s)	N/mm2	ISO 2039/1	48
Твердость по Шору D	(3-сек. значение)	DIN 53505	65
Ударная +23 по Шарпи 0°C без разреза –30°С	КДж/м2 КДж/м2 КДж/м2	ISO 179/1 eU ISO 179/1 eU ISO 179/1 eU	Без разлома Без разлома 43
Ударная +23 по Шарпи 0°C без разреза –30°С	КДж/м2 КДж/м2 КДж/м2	ISO 179/1 eA ISO 179/1 eA ISO 179/1 eA	22 4,0 2,5
Температура VST/A/50 размягчения по Вика VST/B/50	°С °С	ISO 306 ISO 306	132 69
Температура HDT A остаточной деформации HDT B	°С °С	ISO 75/1+2 ISO 75/1+2	49 70
Температура расплавления	°С	DSC	145-150
Коэффициент линейного теплового расши- рения (средний, 20-90°С)	1К	DIN 53752	1,5*10-4
Теплопроводность	Вт/м°С	DIN 52612	0,24

4. Параметры эксплуатации.

Допустимое рабочее давление, обеспечивающее нормальное функционирование трубопровода в зависимости от температуры теплоносителя и срока эксплуатации для систем из PPRC (тип 3) указаны в таблице 3.

Расчетная продолжительность срока службы трубопроводов из полипропилена составляет не менее 50 лет при условии правильного применения.

Таблица 3. Рабочее давление при транспортировании воды в зависимости от температуры и срока

Температура (°С)	Срок службы (лет)	Тип трубы
		РN 10	РN 16	PN 20	PN 25
		Допустимое превышение давления, кгс/см2
20	10	13,5	21,7	21,7	33,9
	25	13,2	21,1	26,4	33,0
	50	12,9	20,7	25,9	32,3
30	10	11,7	18,8	23,5	9,3
	25	11,3	18,1	22,7	28,3
	50	11,1	17,7	22,1	27,7
40	10	10,1	16,2	20,3	25,3
	25	9,7	15,6	19,5	24,3
	50	9,2	14,7	18,4	23,0
50	8,7	13,9	17,3	23,5	21,7
	25	8,0	12,8	16,0	20,0
	50	7,3	11,7	14,7	18,3
60	10	7,2	11,5	14,4	18,0
	25	6,1	9,8	12,3	15,3
	50	5,5	8,7	10,9	13,7
70	10	5,3	8,5	10,7	13,3
	25	4,5	7,3	9,1	11,9
	30	4,4	7,0	8,8	11,0
	50	4,3	6,8	8,5	10,7
80	5	4,3	6,9	8,7	10,8
	10	3,9	6,3	7,9	9,8
	25	3,7	5,9	7,5	9,2
95	1	3,9	6,7	7,6	8,5
	5	2,8	4,4	5,4	6,1

5.Срок службы

Срок службы трубопровода FD зависит от внутреннего рабочего давления и температуры протекающей по трубе жидкости. Для определения срока эксплуатации необходимо установить расчетную прочность стенки трубы из условия длительной прочности:

σ = p*(d-s)/(2*s)*k (1)

σ — расчетная прочность (МПа)
р — максимальное давление (МПа)
d — наружный диаметр трубы (мм)
s — толщина стенки трубы (мм)
k — коэффициент безопасности (для отопления 2,5)

Полученное после вычисления расчетное напряжение откладываем на вертикальной оси графика 1. Определим точку пересечения показателя расчетного напряжения (горизонтальная линия) с изотермой максимальной температуры воды (наклонная линия).
Из точки пересечения вертикально вниз проведем перпендикуляр на горизонтальную ось, на которой обозначено время в часах (на меньшей шкале в годах). На горизонтальной оси отсчитаем предполагаемый минимальный срок эксплуатации трубопровода в условиях непрерывного отопления.
Из отношения продолжительности календарного года (в месяцах) к продолжительности отопительного сезона (в месяцах) выведем коэффициент, на который умножим определенный показатель минимального срока эксплуатации в условиях непрерывного отопления. Полученный в результате показатель является реальным предполагаемым минимальным сроком эксплуатации трубопровода, при условии соблюдения всех остальных условий монтажа и эксплуатации.

Пример:

Исходные данные:
Используется труба FD — PN 20 / 20*3,4;
максимальное эксплуатационное давление — 0,22 МПа;
максимальная эксплуатационная температура воды;
длина отопительного сезона — 7 месяцев;
коэффициент безопасности — 2,5.


σ = 0,22*(20-3,4)/(2*3,4)*2,5 = 1,34 МПа

Минимальный срок эксплуатации в условиях непрерывного отопления (рассчитано по графику 1 для изотермы 80°С) 216 000 часов, т.е. 25 лет.
Предполагаемый срок эксплуатации по отношению к продолжительности отопительного сезона:
25 лет*12 месяцев / 7 месяцев = 43 года


График 1. Срок эксплуатации трубопровода FD

6. Преимущества трубопроводных систем из полипропилена

Надежность и долговечность трубопроводных систем напрямую зависит от качества и свойств исходного материала. Изобретение полипропилена марки «Рандом сополимер» PPRC явилось итогом уникальных изысканий. В нем удалось совместить ряд ценных свойств, что делает этот материал идеальным для создания напорных систем водоснабжения и отопления.

многолетняя служба
На поверхности, имеющей непосредственный контакт с водой, не образуется отложений и коррозии. Внутренний диаметр труб не уменьшается с течением времени.

сохранение чистоты воды
Материал абсолютно нетоксичен и химически стоек (инертен), и поэтому совершенно не влияет на качество транспортируемой воды.

стойкость к изменяющимся условиям
Полипропилен марки «Рандом сополимер» PPRC хорошо выдерживает перепады температуры и давления в широком диапазоне.

низкая теплопроводность
в рабочем режиме (протекание воды) на поверхности трубопровода не образуется конденсата.

способность гасить шумы и вибрации
полипропиленовые трубы и фитинги обладают хорошим звукопоглощением, поэтому ограничивается передача шумов, возникающих при протекании воды по трубам и фитингам, что во много раз снижает, по сравнению с металлическими, передачу звука.

экономия времени
Монтаж систем из полипропилена марки «Рандом сополимер» PPRC требует минимальных навыков, затрат времени и усилий. Технология муфтовой сварки позволяет всего за несколько секунд обеспечить долговечное герметичное соединение.

экономия средств
Уникальное соотношение цена/качество достигается благодаря невысокой стоимости сырья и технологической простоте монтажа. Кроме того, долговечность водопровода из полипропилена выгодно отличается от металлического.

неприхотливость в обслуживании
конструкции из полипропилена не требуют покраски, так как имеют ровный цвет по всей поверхности материала (не меняют его). К тому же, нет необходимости в предварительной подготовке труб и фитингов.

и еще раз экономия
полипропиленовые трубы и фитинги в 9 (!) раз легче металлических, поэтому существенно снижают транспортно-складские расходы и трудоемкость монтажа, что соответственно сокращает сроки и стоимость проведения монтажа.