Mrazuvzdornost je klíčovým faktorem při použití polymerových trubek při použití v externích vodovodních sítích. V tomto případě se dostává do popředí takový parametr polymerních trubek, jako je křehkost, která při nízkých teplotách může vést k úplnému zničení vodovodního systému. Křehkost přímo souvisí s krystalizací molekulární struktury materiálu při nízkých teplotách, což je třeba vzít v úvahu při výběru trubek.
Za mrazuvzdornost se považuje schopnost polymeru odolat mnoha cyklům zmrazování a rozmrazování, aniž by došlo ke ztrátě životnosti a stanovených technických parametrů potrubí. Obvykle se bere spodní teplotní limit mínus 20°С, což v klimatických podmínkách severních oblastí Ruské federace a Arktidy již není zcela oprávněnou hodnotou. Někteří výrobci vytvářejí speciální polymerové trubky pro pouliční zásobování vodou pro severní oblasti Ruska. Konkrétním příkladem takové implementace je potrubí Isoproflex Arctic, vyráběné skupinou společností Polimerteplo.
Typy polymerních trubek pro pouliční zásobování vodou
Vnější potrubí používají tři typy polymerových trubek, které splňují požadavky na vysokou mrazuvzdornost. Potrubí vyrobená z polyvinylchloridu (PVC) jsou z tohoto seznamu vyloučena, protože tento materiál má téměř nulovou odolnost vůči negativním teplotám. Ze zbývajících typů stojí za vyzdvihnutí polypropylen, nízkohustotní polyethylen a zesíťovaný polyethylen se zesíťováním molekul polymeru.
polypropylen
Hlavním rozdílem mezi tlakovými trubkami vyrobenými z polypropylenu je jejich relativní tuhost, díky které jsou tyto trubky dodávány ve formě měřených úseků. Polypropylenové trubky se dobře svařují, jsou vysoce odolné vůči chemikáliím a mají velmi dlouhou životnost.
Charakteristickým znakem polypropylenových potrubí je skutečnost, že základní struktura PP polymeru nemá příliš vysokou mrazuvzdornost a spolehlivě funguje pouze do minus 20°C. Pro uliční vodovody byly vyvinuty modifikace polypropylenového materiálu pod značkami PP-RP a P-RCT, což jsou běžné a tepelně stabilizované statistické kopolymery polypropylenu.
Síťovaný polyetylén – PEX
Síťovaný polyetylen pod značkou PEX je typem konvenčního polyetylenu, jehož molekuly jsou spojeny horizontálními vazbami. Tato struktura zvýšila odolnost potrubí vůči vysokým teplotám, ale pro pouliční zásobování vodou tato funkce není zahrnuta v seznamu výhod.
Charakteristickým znakem potrubí ze zesíťovaného polyetylénu jsou mechanické způsoby spojování trubek, z nichž hlavní jsou lisovací a lisovací tvarovky. Svařovaný spoj ničí vodorovné spoje a není vhodný pro tento typ potrubí.
Potrubí PEX má poměrně vysokou cenu, která je dána nákladným způsobem jejich výroby. Z tohoto důvodu se pouliční vodovodní potrubí z tohoto materiálu v praxi používá velmi zřídka.
Nízkotlaký polyetylén – HDPE
Konvenční nízkohustotní polyethylen je široce používán v systémech zásobování vodou v ulicích díky své nízké ceně, dobré flexibilitě a snadnému připojení pomocí termoplastického svařování nebo závitových tvarovek.
Vysoká mrazuvzdornost nízkohustotního polyetylenu prakticky není omezena rozsahem vnějších teplot a dobrá termoplasticita materiálu prakticky eliminuje poškození potrubí i při zamrzání vody uvnitř potrubí.
Mezi další vlastnosti nízkohustotního polyethylenu patří jeho nízká odolnost vůči ultrafialovým paprskům, což vyžaduje umístění pouličních vodovodních potrubí pod zem nebo do ochranného pouzdra.
Výhody a nevýhody polymerních materiálů
Z širokého seznamu výhod polymerních potrubí s vysokou mrazuvzdorností zdůrazňujeme několik hlavních faktorů, které určují široké použití těchto potrubí ve velmi blízké budoucnosti:
- hladké stěny polymerního potrubí zabraňují hromadění usazenin, což má pozitivní vliv na stálost technických a provozních parametrů vodovodního systému;
- Polymerové trubky mají výjimečně vysokou odolnost proti korozi. Tato funkce eliminuje pravidelnou údržbu potrubí a jejich oprava nevyžaduje vysoce kvalifikovanou práci;
- nízká hmotnost a plasticita snižují náklady na dodávku a instalaci potrubí pro pouliční vodovodní systémy;
- polymerové trubky nevypouštějí škodlivé látky a jejich ekologická bezpečnost je potvrzena četnými vědeckými studiemi;
- Životnost polymerových trubek je několikanásobně delší než jejich ocelové nebo litinové protějšky a průměry 50 a další roky.
Mezi nevýhody venkovních polymerových vodovodních trubek stojí za zmínku jejich omezená mechanická pevnost a nižší maximální tlak uvnitř potrubí než jejich ocelové protějšky.
Isoproflex Arctic – nemrznoucí trubky nové generace
Předizolované trubky Isoproflex Arctic jsou speciálně navrženy pro náročné teplotní podmínky a jejich vysoká odolnost vůči negativním teplotám na ulici je charakteristickým znakem těchto produktů. Potrubí Isoproflex Arctic je nízkotlaká polyetylenová trubka (PE-80), která je uložena v tepelně izolačním plášti z polyuretanové pěny. Výrobek je shora chráněn vlnitým polyetylenovým obalem.
Důležitým prvkem konstrukce Isoproflex Arctic je speciální kabelový kanál pro instalaci topného kabelu. V tovární dodávce potrubí Isoproflex Arctic je uvnitř kabelového kanálu speciální kabel, pomocí kterého je topný kabel tažen na místě. Parametry a charakteristiky samotného topného kabelu jsou stanoveny ve fázi návrhu uličního vodovodního systému a jeho dodávka na místo instalace se provádí bez ohledu na dodávku potrubí.
Mezi důležité vlastnosti Isoproflex Arctic stojí za zmínku možnost položení potrubí nad bodem mrazu půdy, což odlišuje tento produkt od jiných analogů vyrobených z polymerních materiálů. K tomu se vyplatí připočíst přítomnost topného kabelu, který zabrání zamrzání vody i ve velkých mrazech a navíc umožní rozmrazení zamrzlé vody v případě havárie nebo technické poruchy na dodávce vody. Mechanická pevnost a technické parametry HDPE trubky se v případě zamrznutí a rozmrznutí vodovodního systému nemění.
Z důležitých výhod potrubí Isoproflex Arctic si všimneme některých faktorů, které tyto trubky odlišují od produktů konkurenčních společností:
- maximální tlak vody v nosném potrubí je 1,6 MPa (16 atmosfér), která zajišťuje realizaci téměř všech typů uličních vodovodů;
- dosáhne spodní hranice přípustné venkovní teploty až do mínus 70°C, což umožňuje zcela odstranit omezení oblasti použití této trubky;
- dodávka potrubí ve svitcích umožňuje vytvářet úseky požadované délky a kvalitativně snižuje počet armatur pro spoje;
- vnitřní průměr dodávaných trubek je v rozmezí od 25 do 110 mm, který umožňuje položit pouliční vodovod v širokém rozsahu výkonu a tlaku.
Samostatně stojí za zmínku široká škála levných spojovacích armatur, které se vyrábějí průmyslově a jsou dostupné téměř v každém regionu naší země.
Doporučení pro pokládku pouličního vodovodu
Pouliční vodovodní systémy založené na Isoproflex Arctic mají několik vlastností v metodách dopravy, skladování a instalace, z nichž hlavní jsou následující faktory:
- odvíjení svitků potrubím Isoproflex Arctic v zimě se provádí POUZE po uložení těchto svitků v teplé místnosti po dobu 8 až 10 hodin;
- Dalším způsobem, jak odvíjet cívky v zimě, je použití speciálního stanu s horkovzdušnými pistolemi, které nahřívají cívky nebo bubny vně i uvnitř potrubí;
- tenkostěnný vnější plášť Isoproflex Arctic eliminuje vážné mechanické zatížení, které ovlivňuje mechanismus pokládání podzemních vodovodních potrubí. Potrubí je umístěno v profilovém výkopu s povinným zásypem pískového polštáře;
- Potrubí Isoproflex Arctic se nesmí pokládat přímo na betonové podpěry nebo plochy;
- při zásypu uličního vodovodu je nutné vytvořit ochrannou vrstvu písku nebo měkké zeminy o tloušťce nejméně 15 cm nad horním povrchem potrubí;
- při instalaci vodovodního systému v zimě je nutné přijmout opatření k ochraně dna příkopu před zamrznutím;
- Potrubí se pokládá do výkopu nejdříve tři hodiny po izolaci spojů a spojů polyuretanovou pěnou. V tomto případě musí být na volných koncích potrubí a kabelových kanálů instalovány zátky;
- Veškeré instalační práce při pokládce Isoproflex Arctic do výkopu s vnějším pláštěm z polyetylenu se doporučuje provádět při venkovní teplotě minimálně -20°C. V tomto případě je nutné dodržet přípustné poloměry ohybu, jejichž hodnota nepřesahuje 200 vnějších průměrů trubky.
Podrobnější doporučení pro pokládku uličních potrubí Isoproflex Arctic jsou uvedena v metodických doporučeních pro projektování a montáž nezámrzných arktických vodovodních potrubí, která byla vyvinuta výrobcem.
Závěr
Vznik moderních polymerních materiálů s potřebnou pevností a mrazuvzdorností otevřel cestu k úplné výměně ocelových nebo litinových pouličních vodovodních potrubí za jejich polymerní analogy. Nízká hmotnost, rozumná cena a výjimečná životnost určují široké použití polymerových trubek a snadnost a jednoduchost instalace snižuje požadavky na kvalifikaci instalačních týmů.
Dobrým doplňkem řady polymerových trubek pro pouliční vodovody vyráběné v Rusku je inovativní trubka Isoproflex Arctic, jejíž technické a klimatické parametry umožňují provoz při venkovních teplotách až do minus 70°C. K tomu se sluší přidat výborné parametry pro maximální tlak ve vodovodním systému, díky čemuž je potrubí Isoproflex Arctic nepochybným lídrem v tomto segmentu trhu. Objednejte potrubí od oficiálního prodejce – společnosti TK Flex v Moskvě.
Hlavním problémem nízkých teplot u materiálů je postupná krystalizace, tedy změna molekulární struktury materiálů tak, že se stávají křehčími a tím se výrazně snižuje jejich pevnostní práh. Podívejme se, jakou mrazuvzdornost mají hlavní materiály pro potrubní systémy. Dodejme, že mrazuvzdorností rozumíme schopnost materiálu odolávat cyklům zmrazování/rozmrazování při určité teplotě, aniž by byla ohrožena životnost a odolnost proti opotřebení. To se provádí pro pohodlí, protože mrazuvzdornost je obvykle definována jako schopnost materiálu odolat cyklům zmrazování/rozmrazování při teplotě –20oC, ale nás zajímá minimální teplota, kterou materiály vydrží.
Kovy tedy vykazují následující ukazatele: ocel ve skutečnosti nemá žádná omezení mrazuvzdornosti, protože GOST stanovuje normy pro provoz ocelových trubek v rozmezí od –195 °C do +700 °C. V průmyslových systémech lze tedy ocelová potrubí teoreticky použít téměř všude. Teoreticky proto, že mají jeden vážný problém spojený s nedostatečnou tažností materiálu a o tom budeme hovořit níže. Pokud jde o litinu, její mrazuvzdornost je horší a litinové trubky se nedoporučují používat při teplotách pod –10oC, protože i při mírném mrazu litina křehne a je náchylná k mechanickému namáhání. To se vysvětluje docela jednoduše: litina obsahuje více uhlíkových nečistot než ocel a to ovlivňuje molekulární strukturu materiálu, který krystalizuje i při mírném mínusu. Litinová potrubí proto nejsou příliš vhodná pro dopravu médií při teplotách pod nulou.
Náš manažer vás bude kontaktovat do 10 minut a zodpoví všechny vaše dotazy.
Mrazuvzdornost mědi je vyšší než u litiny a měděné potrubí při teplotách pod nulou neselhává: každopádně snáší zcela klidně cykly zmrazování/rozmrazování až do teploty –30oC a nepraská. Důvodem je, že měděné trubky se mohou roztahovat, protože měď je poměrně plastový materiál, ale ocelová trubka může explodovat i při mínus 15, protože ocel se prakticky neroztahuje. To je důvod, proč jsou energetické společnosti často nuceny v zimě měnit topné trubky – neděje se to kvůli prevenci, ale kvůli banálním prasklinám ocelových a litinových potrubí. A co polymery? Plastová potrubí snášejí negativní teploty různými způsoby. Nejméně odolné je v tomto ohledu PVC (PVC potrubí se nedoporučuje používat při teplotách pod –5oC), následuje polypropylen (jeho provozní teplota obvykle nebývá nižší než –20oC) a nejmrazuvzdornější z běžných plastů je polyetylen . HDPE trubky snesou mrazy do –50oC, v tomto případě je však nutné zajistit co nejnižší tlak v potrubí.
Pokud potřebujete přepravovat určitá média při teplotách pod nulou a udržovat dostatečný tlak, není lepší plast než ABS. Potrubí akrylonitrilbutadienstyren odolává teplotám až -55oC při zachování dostatečného provozního tlaku. Přečtěte si více o tomto v našich článcích o tomto materiálu a systémech Georg Fischer Cool-Fit, navržených speciálně pro přepravu chladných procesních médií. Pokud jde o hlavní plastové potrubí (nejběžnější jsou PVC, polypropylen a polyethylen), zde je třeba samostatně říci o jejich instalaci. Provozní teplota může být pod nulou, ale instalace těchto potrubních systémů se důrazně doporučuje při kladných teplotách vzduchu. To je způsobeno tím, že při nízkých teplotách mají materiály změněnou molekulární strukturu a pokud se vytvoří svařovaný nebo lepený spoj, mohou nastat problémy se spoji. Plastová potrubí ale díky své pružnosti snášejí cykly zmrazování/rozmrazování mnohem lépe než kovová – samozřejmě pokud je dodržena maximální přípustná teplota pro konkrétní typ polymeru.
Pro více informací kontaktujte naše specialisty telefonicky
+7 (495) 268-0242, nebo mail info@nomitech.ru, pomohou s výběrem potřebného vybavení, které bude splňovat vaše požadavky jak z hlediska technických vlastností, tak z hlediska ceny.
