Трубы металлополимерные многослойные гост

Трубы металлополимерные многослойные гост

Однослойным трубам посвящен ГОСТ Р 52134–2003*, который полностью описывает все их технические характеристики, а также дает необходимые нам расчетные методики. Для многослойных труб разработан ГОСТ Р 53630–2009. Логично предположить, что данный ГОСТ даст нам ответы на все вопросы по многослойным трубам. Логично… но не дает. Мое личное мнение — ГОСТ 53630 совершенно бестолков. Единственное, что он дает нам, проектировщикам, это образец маркировки трубы. То есть мы должны верить тому, что написано на трубе, и только. Причем даже образец маркировки непонятен. Смотрим пример маркировки трубы по ГОСТ, приведенный на рис. 1. Вам все понятно? Мне — нет:

  1. Зачем написали максимальную температуру (90 °C)? Согласно ГОСТ 52134 (пункт 5.2) у 5-го класса эксплуатации максимальная температура 90 °C, и превышать ее нельзя. А если бы написали Тмакс = 95 °С? Это ведь уже не 5-й класс. Или такого нельзя писать? Нет ответа.
  2. 2. ГОСТ 53630 не дает определения, что такое PN. Зато такое определение дает ГОСТ 52134, и не только он. PN — номинальное давление, то есть такое давление воды (с температурой в 20 °C), которое труба может выдержать непрерывно в течение 50 лет. Давление это выражается в барах. Что я вижу на маркировке? А вижу я, что 20-градусную воду при давлении в 1 бар труба выдержит 50 лет. Мне кажется, даже авторы ГОСТ имели в виду совсем не это — они подразумевали 1 МПа. Опять же, при какой температуре? Догадываюсь, что при температурах по 5-му классу эксплуатации. Но для чего тогда дали маркировку PN? Или все таки это давление для 20-градусной воды? А зачем тогда мне это давление? Как видите, однозначности никакой.
  3. А если я данную трубу хочу эксплуатировать не по 5-му классу, а, допустим, по 4-му? На трубе про 4-й класс ничего не написано. Очевидно, что по 4-му классу максимальное рабочее давление будет выше. Но насколько? И на этот вопрос ГОСТ ответа нам не дает.
  4. А если я не доверяю тому, что на трубе написано? Как мне это проверить? Будь труба однослойной — открыл бы ГОСТ 52134, заглянул бы в эталонные кривые, посчитал по формулам, и все — ответ у меня в кармане. ГОСТ 53630 не таков, ответа в нем не ищите.
  5. А если я эту трубу хочу использовать в технологической установке? Хочу, чтобы по ней 24 часа в сутки текла вода с температурой в 85 °C. Какое максимальное рабочее давление? И на этот вопрос ответа в ГОСТ мы не найдем.

А ведь эти вопросы я не из пальца высосал, они из реальной жизни, просто животрепещущие вопросы. Мы проверяем всю информацию, которую размещаем в нашем «Справочнике проектировщика онлайн», а тут такая «засада». Ну, нам не привыкать, будем собирать ответы по крупицам.

Многие производители металлопластиковых труб заявляют, что металл внутри трубы делает трубу прочнее, и что надо ее рассматривать как металлическую трубу с полимерным покрытием. Не могу с этим согласиться. Будь оно так — тогда и фитинги крепились бы к металлическому слою, а не к полимеру. А раз полимер влияет на прочностные свойства трубы — труба многослойная, и каждый слой важен. ГОСТ 53630 полностью это подтверждает: каждый слой трубы должен быть рассчитан на нагрузку (пункты 3.1–3.3). А что такое «рассчитан на нагрузку»? А это значит, что слой должен выдерживать требуемое расчетное напряжение в стенке трубы, или кольцевое напряжение. Напомню, кольцевое напряжение σ [МПа] связано с давлением внутри трубы следующей формулой:

где D — наружный диаметр трубы, мм; P — давление внутри трубы, МПа; s — толщина стенки трубы, мм. Если мы выразим давление P [МПа] через кольцевое напряжение σ, получим следующую формулу:

Зная кольцевое напряжение, мы можем определить срок службы полимерного слоя — данную методику дает нам ГОСТ 52134. А каким образом нам определить кольцевое напряжение в многослойной трубе, где каждый слой влияет на остальные? А вот на этот вопрос ГОСТ 53630 дает нам ответ в подпункте 8.14.2. Этот пункт посвящен испытаниям на термическую стабильность труб. Как раз термическая стабильность и определяет срок службы трубы. Чтобы определить испытательное давление, ГОСТ предлагает нам следующую формулу:

Узнаете? Где вы здесь видите влияние прочного металлического слоя на остальные? А нигде. Все слои работают под одним и тем же кольцевым напряжением. И какой из этого вывод? Выводов целых два. Первый — если напряжение в стенке трубы при испытаниях определяют без учета влияния слоев друг на друга, то и при определении максимального рабочего давления мы можем поступить так же.

Второй — если нам известны давление и температура, воздействующие на трубу, то мы можем взять внутренний слой (этот слой работает при более высоких температурах, чем внешние), и определить для него максимальное рабочее давление по методикам ГОСТ 52134. Это давление и будет максимальным рабочим давлением для всей трубы. Кольцевое напряжение вычислим по формуле (2), срок службы — по эталонным кривым ГОСТ 52134, а если температура меняется во времени — применим правило Майнера.

Вуаля! Пробуем на практике (цифры реальные, но производителя трубы называть не буду). Труба PE-X/Al/PE-X, наружный диаметр 16 мм, толщины: наружный слой 0,5 мм; алюминий 0,3 мм; внутренний слой 1,05 мм. Проверим, сколько лет прослужит труба при температуре 95 °C и давлении в 1 МПа (именно эти цифры написаны на трубе). При давлении в 1 МПа все слои трубы будут находится под кольцевым напряжением около 4 МПа (вывод писать не буду, все формулы выше по тексту).

Читайте также:  Подключение второго гидроаккумулятора к насосной станции

Не забываем про коэффициент запаса в 1,5, который представлен в ГОСТ 52134, табл. Ж.1. С его учетом расчетное кольцевое напряжение в стенке трубы составит 6 МПа. Смотрим эталонные кривые, представленные на рис. 2 (или в ГОСТ 52134, см. рис. В.4). Видим, что при таком давлении 95 °C не может быть рабочей температурой. И даже максимальной не может (у максимальной коэффициент запаса 1,3). А может быть только аварийной.

Теперь определим, при каком давлении труба прослужит 50 лет, если рабочая температура составит 70 °C. Кольцевое напряжение, согласно кривой, будет порядка 5,2 МПа. С учетом коэффициента запаса — 3,5 МПа. Такое кольцевое напряжение возникнет, если давление внутри трубы будет 0,919 МПа (или 9,2 бар). Вот видите — теперь мы можем ответить на все вопросы, поставленные в начале статьи. А что делать, если мы не знаем толщину внутреннего слоя? Редкий производитель публикует эту цифру.

Можно поступить еще проще. Представим себе «трубу-аналог»: однослойную; изготовленную из того же материала, что и внутренний слой многослойной; имеющую ту же геометрию (диаметр, толщина стенки). Осмелюсь утверждать, что «труба-аналог» имеет такие же характеристики, что и наша многослойная, с достаточной для инженерных расчетов точностью. Проверим? Берем PE-X-трубу 16 × 2, считаем тот же режим (70 °C, 50 лет, кольцевое напряжение то же).

Давление составит 0,915 МПа или 9,15 бар. Как видите — разница в третьем знаке после запятой, то есть для инженерных расчетов несущественна. Можете попробовать посчитать для других диаметров и других труб — результат будет аналогичен. Я это многократно проверял.

Первый итог неутешительный — цифры в маркировке многослойной трубы бесполезны, и часто не говорят нам ни о чем. Второй итог вселяет надежду. Если в сертификате соответствия на многослойную трубу мы видим, что она изготовлена по ГОСТ 53630, то ее характеристики будут не хуже характеристик однослойной «трубы-аналога», изготовленной из того же материала, что и внутренний слой многослойной, и имеющей ту же геометрию (диаметр, толщина стенки). Характеристики однослойной трубы аналога считаем по ГОСТ 52134. Именно так мы определяем характеристики многослойных труб на нашем портале «Справочник проектировщика онлайн».

Согласен, что предложенная методика не идеальна. Предполагаю, что специалисты будут со мной спорить. Часто производители многослойных труб при личном разговоре не соглашаются со мной, и заявляют, что:

  • их трубы прочнее и более термостойкие, чем эквивалентные однослойные;
  • алюминиевый слой несет основную нагрузку, поэтому внутренний слой находится под меньшим кольцевым напряжением;
  • алюминиевый слой у них толще, чем у конкурентов, поэтому и труба оказывается прочнее;
  • полимер, используемый ими, более термостойкий, чем описанный в ГОСТ 52134.

Все это очень разумно. Вот только как ответить на вопросы, поставленные в начале статьи? Я вижу три нормальных варианта:

  1. Вариант «минимум». Указывать в маркировке трубы (или хотя бы в паспорте на трубу) все пары «Класс эксплуатации/ Максимальное рабочее давление», определенные по ГОСТ 52134. Классов эксплуатации, напомню, пять: 1, 2, 4, 5 и ХВ (см. ГОСТ 52134, табл. 26).
  2. Нормальный вариант — опубликовать собственную методику расчета максимального рабочего давления при постоянной температуре и при переменном температурном режиме.
  3. Оптимальный вариант — провести испытания по ГОСТ Р 54867–2011. Опубликовать эталонные кривые длительной прочности, полученные в результате испытаний. По этим кривым мы сможем все рассчитать в соответствии с методиками ГОСТ 52134. Ничего этого нет? Остается пользоваться методикой, описанной выше.

Источник: Журнал СОК июль 2014 г.

Автор :Фабрика Тепла

1 октября 2014 г.

Заказать полимерные трубы можно в разделе «Трубы и фитинги»

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Вместе с развитием технологий производства происходит вытеснение из рынка традиционных материалов. Они заменяются новыми, к которым относятся и металлополимерные трубы. Этот относительно новый материал производится вместе с элементами и инструментом для монтажа. Конструкция металлополимерных труб дает возможность использовать их для сооружения водопроводов, канализации, отопления жилых помещений, открытых площадок, бассейнов, стадионов.

Многослойные металлополимерные трубы — основные ГОСТы:

  • гост 18599-2001 («Трубы полиэтиленовые для напорного водоснабжения»);
  • ГОСТ 21207-81 («Категория стойкости к действию пламени»);
  • ГОСТ 9.049-91 («Биологическая стойкость»);
  • ГОСТ 12020-72 («Стойкость к действию химически активных сред»);
  • ГОСТ 11262-80 («Разрушающее напряжение при растяжении»);
  • ГОСТ 18616-80 («Усадка»);
  • ГОСТ 19433 – определяет, что данный материал не опасен и может транспортироваться согласно общим правилам.

Трубы металлополимерные многослойные – состав

Основа металлополимерной трубы – алюминиевая фольга толщиной в 0,2 – 0, 5 мм, которая сваривается встык или внахлест лазером. И снаружи, и изнутри приклеивается «сшитый» полиэтилен (чаще всего вида РЕХ). В результате получается пятислойная конструкция.

Наружный слой полиэтилена защищает алюминий от кислорода и влаги. Клей компенсирует разницу в коэффициентах линейного расширения полиэтилена и металла и предотвращает расслоение. Алюминиевая фольга обеспечивает прочность изделия, его способность к сохранению формы изгиба и уравновешивает большое тепловое расширение полиэтилена. Внешний слой полимера нейтрализует высокую теплопроводность алюминия, защищает изделие от воздействий внешней среды и образования конденсата.

Читайте также:  Паровая швабра для паркета

В продажу металлополимерные трубы поступают в упакованных бухтах.

Многослойные металлополимерные трубы — технические характеристики

Опыт европейских стран показал, что металлополимерные трубы по надежности и срокам эксплуатации не уступают изделиям из металлов. Если исходить из стоимости и степени сложности монтажа, то металлополимеры даже выигрывают по сравнению с другими материалами.

В России этом материал применяется не очень широко. Специалисты считают, что подобное положение обусловлено не качеством металлополимерных изделий, а низкой квалификацией отечественных строителей и необходимостью в гидравлических испытаниях трубопроводов из данного материала.

Для малоэтажного строительства металлополимерные трубы являются почти идеальным материалом, так как обладают следующими положительными свойствами:

  • способность сохранять форму после изгибания, что позволяет применение в труднодоступных местах;
  • способность выдерживать нагрузку в +95 градусов и 10 бар;
  • пригодность для использования в водопроводах, предназначенных для питьевой воды;
  • стопроцентная непроницаемость любых газов;
  • устойчивость к образования биологических и солевых отложений;
  • малая шероховатость внутренней поверхности, позволяющая снизить гидравлические потери и использовать изделия с относительно небольшим диаметром;
  • электронепроводность;
  • низкая теплопроводность, не позволяющая образоваться конденсату;
  • способность к погашению гидравлических и акустических волн;
  • трубопровод для водоснабжения не требует утепления;
  • возможность соединения с трубами, изготовленными из других материалов;
  • долговечность – при правильном монтаже могут служить 30 – 50 лет, не старея и не снижая пропускную способность;
  • быстрый монтаж благодаря использованию фитингов;
  • возможность замонолитить трубопровод при использовании пресс – соединений.

Положительные свойства изделиям из металлополимера обеспечивают свойства полимера. Его относительно низкая стоимость позволяет организовать массовое производство с автоматизацией всех процессов. Физико – химические свойства позволяют применять изделия из металлполимера в трубопроводах различного назначения.

Кроме достоинств, трубы металлополимерные многослойные обладают и некоторыми недостатками:

  • большой коэффициент линейного расширения и неустойчивость к перепадам температуры значительно сокращают срок эксплуатации;
  • в трубопроводе для горячей воды необходимо применение П-образных компенсирующих элементов на изгибах;
  • элементы крепления не должны препятствовать линейному перемещению трубы;
  • если в системе отопления допускаются резкие перепады температуры, начинается расслоение;
  • кратковременное промерзание сокращает срок эксплуатации;
  • для монтажа пресс – соединений необходим специальный инструмент;
  • мнимая простота обжимных соединений приводит к монтажу некачественных трубопроводов при их самостоятельном сооружении.

Критерии выбора — на что обратить внимание

Приобретая фитинги и трубы металлополимерные, производитель имеет очень большое значение. Только изделия известных и проверенных производителей обладают сертификатом Госстандарта России, Гигиеническим сертификатом и сертификатом о пожарной безопасности (в том числе, и свидетельством об испытаниях на выделение вредных для человека веществ в случае возгорания). Не стоит покупать изделия, если продавец не может предоставить все документы, так как существует вероятность приобретения устаревшего или поддельного товара.

Трубы, предназначенные для системы отопления, должны иметь дополнительный сертификат. В технической документации так же должна быть обозначена устойчивость к проникновению газов. Ведь присутствие кислорода в системе отопления способствует возникновению процессов коррозии в радиаторах и котлах.

Ремонт металлопластиковых труб

Металлополимерные трубы — технические характеристики подобных изделий вызывают чувство острой зависти у всех производителей иных сортов трубного проката. Ведь сплав металла и полимера наделяет эти трубы и высокой кольцевой жесткостью, и отменной теплостойкостью, и абсолютной инертностью к любым агрессивным веществам. Поэтому трубы многослойные металлополимерные постепенно вытесняют своих конкурентов из тематических отделов строительных супермаркетов и сердец потенциальных покупателей.

И ввиду перспективности данного продукта мы предлагаем присмотреться к таким трубам поближе: оценить материал, из которого делаются многослойные трубы из металлополимера, познакомиться с особенностями сортамента изделий и изучить процесс монтажа подобных трубопроводов.

Трубы металлополимерные многослойные: состав и способы изготовления

Международная маркировка металлополимерных труб предполагает следующее обозначение – PEX-AL-PEX. И если расшифровать эту аббревиатуру, то можно понять, что такие трубы изготовлены из слоя сшитого полиэтилена, обернутого слоем алюминиевой фольги и еще одним слоем сшитого полиэтилена. Однако возможен и альтернативный состав труб – PP-AL-PP. В этом случае труба изготавливается из полипропиленовой основы, алюминиевого каркаса и полипропиленовой внешней оболочки.

По заверениям специалистов, металлопропиленовые трубы работают куда лучше обычных, полиэтиленовых вариантов.

Впрочем, и PEX-AL-PEX, и металлопропилен изготавливаются по одному и тому же рецепту, а именно:

  • На первом этапе из экструдера выдавливают внутреннюю оболочку
  • На втором этапе поверх оболочки наклеивают слой алюминиевой фольги (пищевого типа). Стыки алюминиевого каркаса заваривают
  • На третьем этапе поверх алюминия наклеивают только что выдавленную из экструдера внешнюю оболочку.

Качество финального продукта будет зависеть только от качества проклейки слоев. Ну, а на габариты изделий влияют государственные и отраслевые стандарты. Давайте присмотримся к этим нормативным документам.

ГОСТ: трубы металлополимерные

Основным нормативным документом, определяющим свойства и характеристики металлополимерных труб, является ГОСТ Р 53630- 2009. В этом документе описываются не только напорные металлополимерные трубы для отопления и водоснабжения, но и многослойные конструкции, собираемые без применения алюминиевой фольги. Например, такие как труба PE-X/PE-RT типа, состоящая из внутреннего слоя из сшитого полиэтилена и внешнего слоя из теплостойкого полиэтилена.

Из нормативной документации о трубах можно почерпнуть немало сведений.

Например, в ГОСТ Р 53630- 2009 указано, что допустимая температура эксплуатации металлополимерных труб равна 95 °С . Причем в такой температурной среде труба сможет отработать почти 9000 часов. Хотя сшитый полиэтилен (РЕ-Х) способен выдержать до 110 °С даже при давлении в 2,5 МПа. Помимо характеристик труб в ГОСТ Р 53630- 2009 содержится еще и расшифровка маркировки изделий состоящей из наименования производителя, обозначения типа продукции, порядкового номера изготовленной партии и метража.

Читайте также:  На что проецирует проектор

Главная ценность ГОСТа – это сведения о размере изделий.

По габаритам сечения данный ГОСТ разделяет металлополимерные трубы на две группы:

  • в первую группу входят изделия диаметром от 10 до 63 миллиметров.
  • вторая группа содержит в себе изделия с диаметром от 75 до 110 миллиметров.

Говоря о длине изделий, следует отметить, что первая группа, с диаметром до 63 миллиметров, поставляется в виде мерных отрезков или бухт (диаметр бухты не менее 20 диаметров трубы), а вторая группа – только в виде мерных отрезков. Метраж бухт кратен 100 метрам. Метраж мерных отрезков не превышает 12,5 метров.

Кроме того, аналогичное деление на две группы предполагает и такой критерий, как рабочее давление. В первую группу, в данном случае входят трубы, работающие под давлением менее 0,6 МПа (около 5 атмосфер), а во вторую – работающие под давлением менее 2,5 МПа (более 24 атмосфер).

Впрочем, из содержащихся в ГОСТе сведений нам пригодятся лишь значения диаметра и длины труб. Ведь эту информацию нужно учитывать при монтаже домашних трубопроводов. Ну а как этот монтаж реализуется, мы рассмотрим в следующей части нашей статьи.

Монтаж металлополимерных труб

Сборка металлополимерных трубопроводов выполняется на основе специальных крепежных элементов — фитингов.

Современные производители подобной продукции выпускают две разновидности крепежных элементов:

  • резьбовые фитинги для металлополимерных труб,
  • пресс-фитинги для аналогичных трубопроводов.

Монтаж на резьбовые фитинги

Этот способ стыковки трубы и фитинга предполагает обустройство разъемного соединения. То есть, трубопровод можно будет демонтировать или переделать и дополнить буквально в любой момент.

Фитинг разбирается: с торцов скручиваются монтажные гайки, со штуцеров снимаются уплотнительные кольца. У трубы обрезается и калибруется торец.

Важно, чтобы срез был ориентирован перпендикулярно центральной оси трубопровода. Иначе контакт трубы и корпуса получится негерметичным.

На трубу надевают монтажную гайку и уплотнительное кольцо. А саму трубу надевают на штуцер фитинга. Соединение фиксируют монтажной гайкой. Причем первые витки накручивают руками, а последние обороты – накидным ключом.

Этот способ монтажа считается самым доступным, ведь он не требует ни особых умений (откручивать и закручивать гайки способны даже далекие от сантехники люди), ни сложных инструментов (накидной ключ есть у каждого автовладельца).

Монтаж на пресс-фитинги

Этот способ монтажа предполагает обустройство более надежного, но абсолютно неразъемного соединения. Такой трубопровод можно переделать, но невозможно разобрать (без повреждения труб и фитингов).

Сам процесс монтажа с опрессовкой фитингов выглядит следующим образом:

  • Труба обрезается и калибруется. Место стыка должно быть идеальным: то есть, перпендикулярным центральной оси трубы и избавленным от заусенцев и торцевого отклонения от габаритов.
  • Пресс фитинг либо разбирается – тогда с торца соединительного элемента снимается гильза, которую нужно надеть на трубу, либо не разбирается – тогда мы просто приступаем к следующему этапу.
  • На штуцер фитинга с усилием одевается стыкуемая труба.

Причем место контакта контролируют либо визуально – сквозь специальное отверстие в гильзе, либо по метке, нанесенной на трубу на определенном расстоянии от ее торца. Это расстояние должно соответствовать глубине гильзы.

  • После монтажа первой трубы аналогичную операцию проделывают и на противоположном конце фитинга.
  • Опрессовка места соединения выполняется с помощью ключа – довольно габаритного, но недорогого механизма. Фитинг с двумя трубами вставляют в зажим, предварительно разведенные на 180° рукояти ключа сводят навстречу друг другу, и соединительная гильза спрессовывается по всей окружности.

Соединение металлополимерных труб пресс-фитингами

Такой способ соединения требует приобретения специального инструмента – прессовочного ключа, но итоговый результат стоит подобных затрат. Ведь соединение на пресс фитинг будет намного надежнее резьбового аналога.

В процесс сборки постарайтесь закупить фитинги и трубы от одного производителя. Проще говоря, если к вам в руки попала труба металлополимерная valtec, то озаботьтесь приобретением таких же пресс фитингов. Соответствие калибров штуцера, трубы и гильзы облегчит процесс монтажа. А само соединение получится плотнее, чем в случае использования фитинга от другого производителя.

После завершения изучения монтажа металлополимерных труб мы можем поговорить и об их недостатках. Ведь они связаны именно с технологией стыковки элементов трубопровода.

Несколько слов о недостатках металлополимерных изделий

Как и все остальные продукты «высоких технологий», металлополимерные трубы не лишены некоторых недостатков. Причем некоторые из них, например такие, как относительно высокая цена металлополимерных труб, вполне оправданы бескомпромиссным качеством подобной продукции. А вот с другими недостатками, например, такими, как невысокая кольцевая жесткость — придется просто смириться.

Но главный недостаток металлополимерных изделий связан даже не с самими трубами, а со способом их монтажа. Ведь такое простое и доступное соединение на резьбовой фитинг относится к самым коварным технологическим решениям, поскольку со временем прижимное усилие монтажной гайки ослабевает, и стык начинает подтекать.

То есть, владельцу металлополимерного трубопровода придется, время от времени, подтягивать монтажные гайки на фитингах своей системы.

Единственный способ борьбы с подобным недостатком связан с применением в монтаже трубопроводов технологии опрессовки места контакта трубы и муфты. То есть, если мы задействуем в монтаже простейший тройник обжимной – для металлополимерных труб настанут более счастливые времена. И главная проблема подобных трубопроводов попросту исчезнет.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector