Tworzywa sztuczne są to materiały, których podstawowym składnikiem są wielkocząsteczkowe związki organiczne (polimery) otrzymywane w wyniku reakcji (polireakcji, polimeryzacji, polikondensacji) organicznych związków niskocząsteczkowych (monomerów).

Polimery jako związki wielkocząsteczkowe charakteryzują się znacznie korzystniejszymi własnościami mechanicznymi niż związki niskocząsteczkowe. Otrzymany polimer przyjmuje nazwę monomeru z dodaniem przedrostka poli- (np. polipropylen).

Dwa typy tworzyw

W instalacjach wodociągowych stosowane są dwa typy tworzyw termoplastycznych:

* tworzywa poliwinylowe,

* poliolefiny.

W grupie tworzyw poliwinylowych stosowane są następujące rodzaje tworzyw:

* polichlorek winylu nieplastyfikowany PVC, PVC-U,

* chlorowany polichlorek winylu CPVC, PVC-C.

W grupie poliolefin stosowane są:

* polietylen średniej gęstości PE-MD,

* polietylen wysokiej gęstości PE-HD,

* polietylen wysokiej gęstości sieciowany PE-X, VPE,

* polipropylen PP,

* homopolimer polipropylenu PP-H,

* kopolimer polipropylenu PP-Co,

* polibutylen PB.

Podane symbole tworzyw są oznaczeniami podstawowymi. W praktyce używanych jest więcej symboli, co jest następstwem wprowadzania symboli firmowych.

Różne połączenia

W wyrobach instalacyjnych często w jednym wyrobie występują połączenia różnych rodzajów tworzywa i innych materiałów – systemy wielowarstwowe, np.: metalowych wkładek, taśm. Przykładem mogą być rury wielowarstwowe, składające się najczęściej z wewnętrznej warstwy PE-X lub PE-HD, środkowej warstwy z taśmy aluminiowej i zewnętrznej warstwy również z PE-X lub PE-HD, AlPE-X i systemami PP z wkładką aluminiową PP stabi lub z wewnętrzną warstwą szkła siekanego PP stabi glas. Innym przykładem są łączniki z tworzyw z zatopionymi wkładkami (wtopkami) mosiężnymi z gwintami. Nie zmienia to jednak charakteru wyrobu jako elementu instalacji rurowej z tworzywa.

W wyrobach instalacyjnych nie są praktycznie stosowane tworzywa w czystej postaci (homopolimery), zawsze zawierają też domieszki, którymi są zazwyczaj barwniki oraz dodatki modyfikujące własności tworzywa, np.: podwyższające wytrzymałość, udarność, odporność na starzenie termiczne i inne. Stąd też tworzywa występujące pod tą samą nazwą ogólną mogą mieć różne własności.

Własności wyrobów zależą również od technologii przetwarzania, która jest różna dla tworzyw poliwinylowych i poliolefin.

Do zalet instalacji z tworzyw sztucznych można zaliczyć m.in.:

* odporność na korozję,

* odporność na prądy błądzące,

* dobre tłumienie fal akustycznych i drgań,

* bardzo małą chropowatość powierzchni wewnętrznych,

* złe przewodnictwo cieplne,

* trwałość wynoszącą minimum 50 lat (dla typowych parametrów wody użytkowej),

* nieosadzanie się kamienia na wewnętrznych powierzchniach rur, konsekwencją czego jest niezmienność średnicy rur w trakcie eksploatacji instalacji.

Do wad zaliczyć można m.in.:

* stosunkowo małą sztywność wymagającą większej liczby podparć,

* brak odporności na przypadkowe lub zamierzone uszkodzenia mechaniczne,

* duży współczynnik rozszerzalności liniowej,

* brak odporności na promieniowanie ultrafioletowe.

Montaż

Zasady prowadzenia instalacji wodociągowych z tworzyw sztucznych nie odbiegają od zasad obowiązujących w instalacjach metalowych. Dodatkowo przy wykonywaniu instalacji należy zwrócić szczególną uwagę na sposób mocowania rurociągów jak również kompensację wydłużeń termicznych z powodu większej rozszerzalności cieplnej stosowanego materiału.

Przewody z tworzyw mogą być prowadzone:

* na wierzchu ścian – natynkowo,

* pod tynkiem,

* w warstwie wlewki w posadzce,

* w bruzdach,

* w kanałach instalacyjnych.

Przewody na wierzchu ścian, w celu kompensacji ewentualnych wyboczeń, montuje się przy pomocy uchwytów (podpór) przesuwnych i nieprzesuwnych, umieszczanych w odległościach określonych przez producenta danego systemu. Odległości zależą m.in. od rodzaju instalacji, rodzaju średnicy rury i zmiany kierunków przewodu. Mocowanie powinno gwarantować sztywność podpory oraz tłumić przenoszenie drgań rurociągu.

Ze względu na małą odporność instalacji na uszkodzenia mechaniczne przy natynkowym rozprowadzaniu rurociągów (np. w piwnicach, klatkach schodowych) zaleca się zabezpieczanie ich przed osobami niepowołanymi przez umieszczenie za ekranem lub w gipsowej izolacji maskującej.

Przewody rozprowadzane pod tynkiem w bruzdach ściennych muszą znajdować się w rurze osłonowej z tworzywa. Zabieg ten chroni rurę przed bezpośrednim kontaktem z niszczącym oddziaływaniem betonu.

Do ścian bruzdy należy je mocować w sposób ułatwiający dalszy montaż instalacji. Rury o średnicy DN16 i 20 mm przykrywa się warstwą tynku B25 o grubości 1,5-2,0 cm, zaś w przypadku średnicy DN25 mm warstwa ta powinna wynosić 2,5-3,0 cm. Instalacja w trakcie betonowania powinna być napełniona wodą pod ciśnieniem.

Przewody układane w bruzdach muszą być zabezpieczone przed uszkodzeniem w wyniku tarcia o ich ścianki przez owinięcie otuliną. Dodatkowo w punktach zmian kierunku należy kształtki i ramiona kompensacyjne izolować materiałami elastycznymi, aby nie krępowały one ewentualnych zmian długości. Wielkość bruzdy powinna być dostosowana do średnicy ułożonych w niej przewodów oraz grubości zastosowanych otulin izolacyjnych, a jednocześnie ma umożliwiać rozszerzalność termiczną przewodów. Bruzda może być zamknięta siatką po pozytywnie wykonanej próbie ciśnieniowej.

Przewody w pionowych kanałach ściennych muszą być zabezpieczone przed wyboczeniem i bezpośrednim stykiem z powierzchnią przegrody poprzez umieszczenie ich, podobnie jak w metodzie natynkowej, w uchwytach i podporach mocujących, z tym że mocowania muszą stanowić punkty stałe, podtrzymujące ciężar rurociągu, a liczbę podpór przesuwnych można ograniczyć. Rury prowadzone w kanałach pionowych i rozgałęzieniach na piętra powinny zapewnić kompensację zmiany długości trasy pionowej, co uzyskuje się poprzez odpowiednią lokalizację rury w kanale, przez odpowiednio przewymiarowany otwór dla wyprowadzenia odgałęzienia lub przez montaż ramienia kompensującego.

Instalacje z tworzyw sztucznych należy montować i układać bez jakichkolwiek naprężeń, co oznacza, że przejścia przez tynk oraz montaż uchwytów należy wykonywać w dostatecznej odległości od punktów zmiany kierunku instalacji.

Przejścia rur z tworzyw sztucznych przez przegrody budowlane, a więc ściany, stropy oraz ławy fundamentowe muszą spełniać ściśle ustalone wymagania. Rury muszą być umieszczone w tulei osłonowej z tworzywa sztucznego, a wolną przestrzeń powstałą między nimi należy wypełnić elastycznym materiałem uszczelniającym. Tuleje te powinny wystawać powyżej posadzki. W miejscu przejść nie należy umieszczać połączeń rur ani mocowań.

Kompensacja

W celu kompensacji ewentualnych wydłużeń stosuje się najczęściej:

* kompensację naturalną, tzw. samokompensację, wykorzystującą konstrukcję budynku. Realizowana jest ona w formie „ramienia giętkiego” mającego miejsce przy zmianie kierunku przewodu, rozgałęzieniu, jak i ominięciu przeszkody (np. słupa);

* kompensatory U-kształtowe wykonywane z takich samych rur i złączek, jakie są używane do montażu całej instalacji; wymiary kompensatora (głębokość i szerokość) muszą być określone stosownie do wymagań konstrukcyjnych projektowanej instalacji.

Przy stosowaniu zarówno kompensacji naturalnej, jak i kompensatorów U-kształtowych ważna jest właściwa lokalizacja uchwytów stałych oraz przesuwnych na rurociągu. W trakcie wykonywania kompensacji i montażu należy zwrócić uwagę, aby nie występowało tarcie rur lub kształtek o powierzchnie mogące powodować ich zarysowania.

Instalacje z tworzyw powinny być prowadzone w odległościach bezpiecznych od źródeł ciepła, np. rurociągów ciepłej wody lub grzewczych, a gdy jest to niemożliwe, należy je izolować. W przypadku prowadzenia instalacji w pomieszczeniach nieogrzewanych oraz w bruzdach ścian zewnętrznych należy przewody izolować w celu ochrony ich przed zamarzaniem.

Polichlorek winylu

Do produkcji rur i kształtek stosowany jest polichlorek winylu nieplastyfikowany, odznaczający się małym ciężarem właściwym, dużą trwałością, wytrzymałością mechaniczną, odpornością na korozję oraz media chemiczne. Rury i łączniki ciśnieniowe z PVC umożliwiają przesyłanie zimnej wody i innych mediów płynnych w temperaturze do 40oC.

Rury produkowane są w wersjach: cienkościennych wymiarowanych wg standardowego stosunku średnicy zewnętrznej rury do minimalnej grubości ścianki (SDR) PN6i PN 10 oraz grubościennych PN16, w przypadku których nie można określić zdecydowanej zależności pomiędzy średnicą a grubością ścianek.

Średnice zewnętrzne zarówno rur grubościennych, jak i cienkościennych odpowiadają wymiarom zewnętrznym rur stalowych ocynkowanych w systemach calowych ½ – 6″ oraz średnicy zewnętrznej w systemach metrycznych 16-315 mm.

Chlorowany polichlorek winylu

Chlorowany polichlorek winylu należy do grupy tworzyw poliwinylowych. CPVC otrzymywany jest w wyniku procesu chlorowania PVC. Dodatkowy chlor w polimerze PVC zwiększa zakres stosowalności tego materiału w produktach instalacyjnych nawet do 100°C oraz zapewnia większą odporność na substancje zawierające chlor. Poza zwiększoną odpornością temperaturową i chemiczną CPVC ma prawie takie same właściwości jak PVC.

Rury i złączki z chlorowanego polichlorku winylu przeznaczone są do przesyłania zimnej i ciepłej wody użytkowej. Sposób montażu instalacji z CPVC jest analogiczny z montażem PVC, poza tym że:

* rozstaw uchwytów mocujących powinien zostać zagęszczony w stosunku do występującego w przypadku przewodów z PVC;

* w przyłączach wody ciepłej do instalacji metalowych należy stosować łączniki z gwintem wewnętrznym zaopatrzonym w gumową uszczelkę stanowiącą kompensator gwarantujący szczelność połączenia podczas zmian temperatury wody.

Łączenie rur PVC i CPVC przebiega za pomocą odpowiednich kształtek umożliwiających wsunięcie rury „na sucho” – w odróżnieniu od kształtek do połączeń zgrzewanych. Kształtki do łączenia wykonane są z tego samego materiału, co łączona rura. Mechanizm klejenia polega na umieszczeniu odpowiedniej warstwy pośredniej między klejonymi powierzchniami. Warstwa kleju musi być tak dobrana, aby dobrze zwilżała klejone powierzchnie. Przygotowanie powierzchni sklejanych polega najczęściej na jej zmatowieniu oraz odtłuszczeniu przez zastosowanie odpowiednich rozpuszczalników. Odtłuszczenie jest ważne, by uzyskać odpowiednią zwilżalność powierzchni i łatwe rozprowadzenie kleju. Dla tego zabiegu należy wybrać odpowiednie roztwory, aby uzyskać odtłuszczenie, a nie trawienie i spękanie powierzchni.

Klejenie PVC i CPVC odbywa się przy użyciu klejów agresywnych. Sposób ten polega na agresywnym działaniu kleju na powierzchnię podłoża, dzięki czemu powierzchnie wprowadzone w stan o dużej lepkości łączą się w sposób trwały. Do metody tej stosuje się najczęściej kleje na bazie acetonu, ketonu metylowo-etylowego, ketonu metylowo-izobutylowego, dwuchloroetranu, chlorku metylenu lub jeszcze silniejszego rozpuszczalnika PVC, jak cykloheksanon, diksan lub czterowodorofuran. Proces utwardzania spoiny polega na odparowaniu rozpuszczalnika. Agresywne działanie kleju powoduje w procesie dyfuzji rozmycie spoiny i zanik ostrych granic bosego końca rury i kielicha, co zapewnia bardzo dużą szczelność i wytrzymałość na rozerwanie.

Technologia łączenia dla różnych systemów jest prawie identyczna i różni się najczęściej czasem schnięcia połączenia, rodzajem kleju.

Poprawne połączenie poznajemy po równym wałeczku kleju wokół nasady kształtki. Generalną próbą jest próba ciśnienia, którą wykonujemy po upłynięciu odpowiedniego czasu schnięcia dla ciśnienia 1,05 MPa w czasie jednej godziny. Kształtki do łączenia dla różnych systemów PVC i CPVC są bardzo podobne do siebie. Służą do łączenia poszczególnych elementów instalacji z tworzywa, jak i do łączenia ich z elementami metalowymi.

Systemy do instalacji ciepłej wody jako kształtkę przejściową proponują użycie śrubunku z krótkim odcinkiem z rury CPVC, który wklejany jest w rurę z tworzywa stanowiącą element naszej instalacji. Inne proponowane złączki dla PVC i CPVC to złączki przejściowe z mosiądzu i czerwonego brązu. Są to złączki z pierścieniem zaciskowym z mosiądzu do przytrzymania rury oraz z uszczelką o-ring do uszczelnienia.

W przypadku wycieków na rurze należy wyciąć uszkodzony kawałek, gdy oba końce rury dadzą się dociągnąć i skleić za pomocą pojedynczej złączki, a gdy dociągnięcie nie jest możliwe, konieczne staje się użycie nowej rury oraz dwóch złączek.

Gdy przeciek ma miejsce na łączniku, najpewniejszą metodą naprawy jest wycięcie połączenia wraz z odcinkami rury i wstawienie w to miejsce nowego połączenia z dwiema złączkami.

dr inż. Florian Grzegorz Piechurski

Fot. z archiwum firmy KAN.

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij