Металопластични тръби: видове, технически характеристики, особености на монтажа

По много характеристики металопластичните тръби превъзхождат своите най-близки конкуренти: полимерен, меден, чугунен и стоманен материал за прокарване на магистрали. Особено значими са техните свойства при устройството на отоплителната система.

За да може металополимерният композит да реализира напълно заявените от производителя качества, е необходимо правилно да се подбере типът на тръбата. Той трябва да съответства на предстоящите условия на експлоатация и да улеснява монтажа. Всичко за тръбите от метал и пластмаса, както и за ориентирите за техния избор, ще научите от предложената от нас статия.

Структура на тръбите от металопластичен композит

Металопластичният тръбопровод завоюва популярност благодарение на съчетанието в себе си на здравината на метала и гъвкавостта на полимера. Конструкцията на композитните тръби представлява многослоен «пирог» от слоеве полимер, армирани с алуминиев слой.

Симбиозата на пластмасата с метала осигурява висока механична якост, предотвратява дифузията на кислород от атмосферата и минимизира топлинното разширение на материала.

Вътрешната полиетиленова «вложка» се отличава с абсолютна гладкост, осигурявайки безпрепятствен преход на транспортираната среда и не допускайки появата на отлагания и котлен камък. Полимерът е устойчив на действието на агресивни вещества и не подлежи на корозия.

Типичната структура на тръбата: вътрешен полимерен слой, лепило, алуминий, лепилен състав и външен полиетилен. Всеки елемент изпълнява своята функция.

Сърцевината от метал отговаря за твърдостта на изделието и повишава температурната устойчивост на тръбопровода. Краищата на алуминия се съединяват посредством лазерно заваряване. Дебелината на алуминиевата гилза е 0,15-0,75 мм – това позволява да се издържат чести скокове на температурата и високо налягане.

Външният полимерен слой – особено здрав пластмас, устойчив на механични повреди, висока влажност и агресивни реагенти. Външната обвивка намалява интензивността на образуване на конденз по тръбите.

И двата слоя полиетилен предпазват алуминиевия «ръкав» от галванично парообразуване при контакт с месингова и стоманена арматура на магистралата.

Изходните характеристики на изделието до голяма степен се определят от вида на използвания полимер:

• PEX – полиетилен с високо налягане;
• PE-RT – термоустойчив полимер;
• PE-R – полиетилен;
• PP-R – полипропилен.

За монолитността на цялото сглобяване отговаря лепилният състав. Производителите внедряват собствени патентовани рецептури, а съставките и съотношението на компонентите не се разкриват. Качественият адхезивен слой неутрализира напрежението вътре в конструкцията между полимера и алуминия, не допуска разслояване и повишава износоустойчивостта на тръбопровода.

Физико-технически характеристики

Свойствата на металопластичните тръбопроводи зависят от габаритите на изделието (диаметър, дебелина на стената), вида на полимера и производителя. Всички показатели обаче трябва да съответстват на стандартите по ГОСТ 18599 (2001), Р-53630 (2009) и Р-52134 (2003).

Допълнителни характеристики: материал на вътрешния и външния слой – омрежен полиетилен, коефициент на топлопроводимост на тръби 16/20 mm – 0,41 W/mk, 26 mm – 0,39 W/mk

Общи изисквания към металопластичната магистрала по ГОСТ:

• граница на провлачване на горещия пластичен слой – до 0,3 g/10 минути;
• липса на разслояване на предния ръб при разтягане до 10%;
• минимално допустима устойчивост на разслояване при натоварване – 15 N/cm, без натоварване – от 50 N/cm;
• омрежване на полиетиленовите слоеве – от 60%;
• термостабилност на пластмасовите компоненти;
• гранична стойност на кислородна пропускливост при температура +40°C – 0,32 mg/кв.м*ден, при +80°C – 3,6 mg/кв.м*ден;
• степен на якост на използваните полимери – от 8-12 MPa;
• температура на начално провлачване на адхезионния състав – минимум +120°C.

ГОСТ регламентира и екологичните параметри. Делът на летливите вещества в металопластичните тръби не трябва да надвишава 0,035%.

Базови средни физико-технически характеристики:

1. Сортамент. Производителите предлагат металопластични тръби с вътрешно сечение – 14-60 mm, дебелина на стената – 2-3 mm. Дължина на ролка – 50-200 m.
2. Якост. При условия на напречно натоварване минималната устойчивост на скъсване – 2880 N. Показателят за якост на заваряване с метала и лепилното съединение – 57 и 70 N/кв.мм.
3. Термоустойчивост. Композитът запазва своите характеристики в границите на температура +95°C. Допустим е краткотраен скок до +110°C, при -40°C термопластът замръзва.
4. Линейни параметри. Радиусът на огъване е правопропорционален на диаметъра на тръбната магистрала. При ръчен монтаж стойността е 80-125 mm, при машинен (огъвач за тръби или кондуктор) – 46-95 mm.

Граничният показател на налягането в системата зависи от температурата на транспортирания агент.

При температура на топлоносителя 25°C изделието издържа налягане от 25 атмосфери, при 95°C – 10 атмосфери. Ако се транспортира течност с температура 20°C, разрушаването на тръбопровода ще настъпи при налягане над 80 атмосфери.

При съответствие на паспортните норми на експлоатация срокът на служба на металопласта е 50 години. Използването в «горещи» инженерни мрежи (температура на топлоносителя над 25-30°C) намалява периода на работа до 25 години.

Експлоатационни качества и сфера на приложение

Структурата и техническите характеристики на металопластика обуславят редица силни страни на композитната магистрала.

Към положителните аспекти на експлоатацията се отнасят:

• антикорозионност – вътрешната повърхност не се покрива с ръжда и не се затинява;
• добра пропускателна способност благодарение на ниското хидравлично съпротивление на тръбопровода;
• химическа инертност към повечето токсични вещества и агресивни среди;
• гъвкавост, позволяваща при монтажа на магистралата да се минимизира броят на съединителите и ъгловите детайли;
• газонепроницаемост – елементите на тръбопроводната система (радиатори, котли, помпено оборудване) са защитени от пагубното въздействие на кислорода;
• шумопоглъщане – тихо транспортиране на течност по протежение на инженерните комуникации;
• износоустойчивост, удобство на експлоатация и липса на необходимост от допълнително обслужване.

Тръбите имат малко тегло, поради което са лесни за транспортиране и монтаж. Допълнителни предимства: естетичност, достъпна цена и практически безотпадно използване.

Съединяването на тръбопровода чрез прес-фитинги осигурява херметично надеждно свързване на магистралата – това позволява да се извърши скрито полагане на тръбопровода и да се направи бетонна заливка.

Наред с положителните страни на металопласта са присъщи и недостатъци:

1. Разлика в топлинното разширение. Пластмасата по-бързо се «настройва» към промените в температурата на водата, отколкото алуминият. Тази разлика влияе негативно на материала – с времето съединителните връзки отслабват и рискът от теч нараства.
2. Изисквания за огъване. Многократното огъване/разгъване или еднократното огъване над нормата може да доведе до деформация на слоевете на металопластичната тръба.
3. Възприемчивост към UV-лъчи. Полимерният външен слой при продължително въздействие на ултравиолетови лъчи губи своите защитни свойства.

Монтажът на металополимерния тръбопровод става чрез обжимни фитинги.

При използване на некачествени изделия и неспазване на технологията на монтаж е възможно разслояване на структурата на металопласта и напукване на външния пластмасов слой.

Тези деформации могат да бъдат резултат от замръзване на топлоносителя в тръбата. Решение на проблема: изолиране на магистралата на етапа на монтаж или замяна на транспортираната вода в отоплителната система с антифриз.

Експлоатационните свойства на металополимерните тръби позволяват използването им в частно, промишлено строителство и други сфери на стопанска дейност.

Основни области на приложение:

• комуникации на водоснабдителни системи;
• подаване на агресивни течности, газ в селското стопанство и промишлени обекти;
• оборудване на топли водни подове, включително за отопление на почва в оранжерии;
• изолация на електрически кабели и проводници.

Арматура от металопластиков композит се използва широко при изграждането на системи за вентилация, климатизация и поливане от кладенци.

При условие, че „вътрешният ръкав“ на тръбата е изработен от хранителна пластмаса, е допустимо използването на металополимерен тръбопровод за подаване на питейна вода.

Ограничения при експлоатация:

• помещения, които според нормите за пожарна безопасност принадлежат към категория „Г“ – в тях се намират вещества, чиято обработка е съпроводена с отделяне на топлина или поява на искри;
• сгради с източници на топлина, ако температурата им на нагряване надвишава 150°C;
• централно отопление с „вграждане“ на елеваторен възел;
• при подаване на горещ топлоносител с работно налягане от 10 бара.

Металопластичните компоненти не се препоръчва да се вграждат в инженерни магистрали от отворен тип. Температурните скокове и експлоатацията в мраз ще доведат до разрушаване на тръбопровода.

Избор на изделия от метал & пластмаса

Качеството и условията на експлоатация на металопластичните изделия зависят от типа на полимерния състав, размерите, технологията на съединяване на алуминиевата гилза и надеждността на производителя. Според изброените критерии може да се класифицира целият асортимент от тръбна продукция.

Тип на използвания полимер

Изхождайки от състава, пластмасата за производство на тръби условно се дели на две групи: полимери с високо и ниско налягане.

Към първата група спадат:

• PEX– омрежен полиетилен;
• PE-RT – термоустойчив полимер.

PEX – полиетилен с „омрежени“ молекулни вериги. Напречните връзки преобразуват линейната структура в стабилно триизмерно съединение.

Сравнение на молекулното строене на традиционния полиетилен (отляво) и РЕХ-полимера. Особеност на омрежения полимер – своеобразно качество „памет“. При незначителна деформация изделията се стремят да възстановят първоначалната си форма.

Това свойство повишава устойчивостта на тръбопроводите към хидроудари.

Типът на междумолекулните връзки се определя от използвания катализатор за омрежване:

1. PEX-A. Новите вериги вътре в структурата – резултат от обработка на полиетилена с пероксид. Достига се максимално ниво на „омрежване“ – до 85%. Плюсове: запазване на еластичността, висока якост и изразена молекулярна „памет“. Минус – скъпотия на технологията, и като следствие – висока цена на тръбите.
2. PEX-B. Оптимална алтернатива на „А-връзките“. Методика на омрежване с използване на силан. Основно предимство – намаляване на производствените разходи. Технологични нюанси: степен на омрежване – 65%, намаляване на еластичността, по-строги ограничения за огъване на тръбата. В PEX-B полимерите се запазва бавен процес на омрежване – материалът с времето променя първоначалните си характеристики.
3. PEX-C. Образуване на нови връзки под действие на електронно лъчение. Качествените параметри на готовото изделие значително отстъпват на тръбите от категория РЕХ-А. Плюс – ниска цена.
4. PEX-D. Междумолекулни връзки – резултат от обработка с азот. Тръбите PEX-D не издържат на конкуренцията със своите събратя, тяхното производство е намалено.

Тръбите RE-RT се отличават с дългосрочна термична устойчивост. Термостабилният полиетилен притежава устойчиви многобройни междумолекулни връзки. В производството е задействана техника на управляеми процеси на пространствено образуване на макромолекули.

Мрежестата структура увеличава здравината на материала и повишава устойчивостта на огъване. Важен плюс е термопластичността. Допустимо е свързване чрез фитинги и заваряване. Последният метод повишава надеждността на съединението.

Благодарение на високите технически характеристики на металопластичните тръби с RE-RT-полимер обхватът на тяхното приложение е разширен. Магистралата издържа на температура до +124°C и не се страхува от замръзване.

За изграждане на „студен“ тръбопровод са подходящи модели от полиетилен с ниско налягане. Възможни означения: PE-RS, PE, PEHD, HDPE. Характеристики на материалите:

• температура от 70°C е критична – тръбите се деформират;
• граничното налягане на системата – 8-10 bar;
• влошаване на качествата под въздействието на слънцето.

Композитен материал от метал и полимери с ниско налягане се избира с цел „намаляване“ на бюджета за изграждане на тръбопровод.

Габарити на тръбата: диаметър и дебелина на армировката

Размерът на тръбопровода се определя от сферата на неговото използване. В асортимента на водещите производители са представени модификации с външен диаметър 16-50 мм.

Най-търсените модификации за битова употреба – тръби с напречно сечение 16, 20 мм. Стандартната дебелина на стената на тези типоразмери е 2 мм, а алуминиевата армировка – 0,2 мм

По-долу са представени характеристиките и особеностите на приложение на тръби с диаметър XX*YY, където ХХ е външното сечение, YY е вътрешният диаметър.

16*12. Тръбите се използват предимно за изграждане на воден кръг (подвеждане на вода към водомерите, смесителите) и отоплителната система на дома. За основния тръбопровод може да се използва продукция с по-голям диаметър.

20*16. Изграждане на „топъл под“, системи за водоснабдяване. Фитингите притежават по-добра пропускателна способност в сравнение с предишните аналози, затова се препоръчва да се монтират при нестабилен воден напор.

26*20. Дебелина на стените – 3 мм. Този вариант е за предпочитане да се прилага в частен дом за автономни системи, където е важно да се осигури известен резерв от пропускателна способност в случай на евентуални „прекъсвания“ на налягането.

32*26. Размерите на тръбата позволяват тя да се използва като щранг или основен тръбопровод за системи с ниско налягане. Обемът на транспортирания агрегат е увеличен благодарение на голямото сечение.

40*32. Дебелина – 3,9 мм. Тръбите са намерили приложение при полагане на дълги трасета на инженерни мрежи в гражданското и промишленото строителство. Подходящи са за системи за водоподготовка, климатизация, индивидуално и централизирано водоснабдяване.

Предназначение на тръби 50*40 със стена от 4 мм – монтаж на технологични тръбопроводи, експлоатирани за отопление/водоснабдяване на промишлени сгради, подгряване на открити площи.

Дебелината на армировъчния слой определя здравината, гъвкавостта и топлопроводимостта на тръбите.

При избора се вземат предвид следните нюанси:

• колкото по-дебел е алуминиевият слой, толкова по-твърд е тръбопроводът;
• самостоятелният монтаж е по-лесно да се извършва от изделия с метален слой 0,15-0,2 мм;
• с увеличаването на дела на армировката нараства загубата на топлинна енергия по време на транспортиране на топлоносителя.

За извършване на вътрешни битови работи оптималният размер на армиращия слой е 0,3-0,5 мм.

Нюанси на технологията на изработка

Съществуват две основни методики за производство на металополимерни тръби: английска и швейцарска. Основната разлика между технологиите е вариантът на съединение на алуминиевата гилза.

От маркетолозите често може да се чуе за класификация на тръбите на «шевни» и «безшевни» в зависимост от технологията на производство. Въпреки това, задълбавайки в основите на производството, може да се разбере, че съединителният шев присъства и в двата варианта, разликата е в неговото изпълнение.

Английската технология – заваряване с припокриване. От метална лента се формира тръба, краищата на «ръкава» се заваряват с припокриване чрез ултразвук. От външната и вътрешната страна на алуминиевата тръба едновременно се нанасят слоеве от лепило и полимер.

Производителността на «комбинираната» технология – 25 м/минута. При заваряване с припокриване се получават така наречените шевни тръби. Себестойността на продукцията, произведена по английската методика, е с 30% по-ниска от швейцарския ѝ аналог.

Швейцарската технология – заваряване челно. Етапи на производство:

1. Изработване на полимерна тръба чрез екструзия.
2. Нанасяне на адхезив върху външната повърхност на пластмасата.
3. Формиране и «притискане» на металния слой от алуминиева лента.
4. Свързване на краищата на армиращия материал челно чрез аргонно-дъгово или лазерно заваряване.
5. Последователно нанасяне върху алуминиевата повърхност на лепило и полимер.

Финишен етап – охлаждане на готовото изделие.

Швейцарската «разделна» технология е високопроизводителна – една машина може да произвежда до 40 м/минута. Себестойността на продукта е увеличена поради формирането на по-дебел алуминиев слой.

Уверенията на продавачите на «безшевни» тръби за по-висока здравина в сравнение с «шевните» не трябва да се приемат за аксиома. Специалистите по заваряване знаят, че здравината на заваръчния шев с припокриване винаги е по-висока, отколкото при челно съединение.

Ако здравината на фолирания алуминий се приеме за единица, то при свързване с припокриване този параметър винаги ще бъде по-голям от 1, а при челно заваряване – по-малък от 1

Преглед на производителите: съотношение на качество и цени

Неформална класация на производителите на металополимерни тръби представляват местни и чуждестранни компании.

Valtec (Италия, Русия). Системите от металополимерни тръби се изработват по органосиланиден метод (PEX-b). Степен на свързване на работния слой – 65%, на защитния външен – 55%. Комбинирането на характеристиките позволи да се получи гъвкав материал.

Технология на заваряване на алуминиевата рамка – челно чрез TIG-метод, здравина на лепилния състав – 70 N/10 mm. По уверение на производителя, температурните колебания няма да предизвикат разслояване на структурата.

Ориентировъчна цена на изделието 16*2 мм – 1 у.е./м, 32*3 мм – 4,5 у.е./м.

Henko (Белгия). Петслойни тръби, изработени по „безшевна“ технология. В производството се използва омрежен полиетилен PEX-C, степен на омрежване – 60%. Тръбите се произвеждат с диаметър 14-40 мм, дебелина – 2-3,5 мм, дължина на намотката – 5-200 м.

Всички параметри на изделията Henko съответстват на нормативите на ГОСТ. Работна температура – 95°С, което е допустимо за устройство на системи „топъл под“.

Средна стойност на тръбната арматура с напречно сечение 20 мм – 0,8 у.е./м.

Oventrop (Германия). Компанията се специализира в производството на термоустойчиви тръби на основата на PE-RT полимери. Благодарение на отличните технико-експлоатационни характеристики изделията се считат за универсални и се прилагат в различни сфери на строителството. Цена – около 1,2 у.е./м.

Comap (Франция). Металопластичен тръбопровод с използване на PEX-C и PEX-B полимерни съединения. Продукцията се отличава с абсолютна електрохимична устойчивост и нисък коефициент на износване. Тръбите от серията Multi-Skin добре поглъщат шум и запазват зададената форма на огъване.

Нанопласт (Русия). Отечественият производител организира производството на металополимерни тръби по швейцарска технология. Особеност на продукцията – усилен армиращ слой (дебелината на метала съставлява 0,3-0,55 мм).

Предлаганите типоразмери – 16-32 мм, използваният полимер – PEX, степен на омрежване на молекулярните връзки на полиетилена – 70%, грапавост на повърхността – 0,0015 мм

Разшифровка на производствената маркировка

Маркировката съдържа основна информация за характеристиките и предназначението на тръбопровода. Последователността на стойностите при различните производители може да се различава.

Стандартни обозначения:

• наименование на компанията производител;
• стандарт на производство, номер на сертификата;
• тип на използваните материали;
• номинални габарити;
• максимално допустимо налягане;
• среда, подходяща за транспортиране;
• допълнителни условия на експлоатация (температура).

В края се показва номер на партида, смяна и дата на изработка.

При сглобяване на тръбопровода, повърхността на тръбата с маркировката е желателно да остане видима. Впоследствие информацията за материала може да е необходима.

Особености на монтажа на металопластичния тръбопровод

Сглобяването на тръбопровод от металополимерни тръби се осъществява с помощта на фасонни фитинги от три типа: разглобяеми, компресорни, пресфитинги. За извършване на съединения чрез пресоване са необходими пресклещи, които позволяват да се оформи напълно херметичен възел.

Съединението на тръбите с използване на пресфитинги се извършва по следния начин:

Освен традиционните обтискащи съединения при работа с металопластикови тръби се използва още една технология и вид фитинги, наречени надвижни. За оформяне на херметичен възел в този случай освен пресклещи се използва и еспандер, прилаган за разширяване на разтръба. Тази методика се прилага за сглобяване на системи, полагани в замазка или в шлицове.

Пресоването на плъзгащата втулка върху поставената на нипела разширена тръба позволява да се постигне херметично съединение, но за еднократен монтаж закупуването на целия инструмент не винаги е целесъобразно.

Разглобяемата (цангова) арматура се състои от корпус, отворено обтягащо пръстен и гумено уплътнение. За свързване с битови уреди е предвидена резба.

Ред на монтажа:

1. Нанесете маркировка за мястото на монтаж на фитинга и отрежете тръбата.
2. Поставете гайка и обтягащ пръстен върху тръбопровода.
3. Монтирайте фитинга и затегнете гайката.
4. Проверете херметичността на съединението.

Компресорният фитинг се счита за условно разглобяем. За сглобяване на тръбопровод с използване на този вид фитинги е необходим минимум инструменти, достатъчни са чифт гаечни ключове:

Арматурата е удобна за монтаж:

1. Тръбопроводът на мястото на закрепване да се изравни в диапазон от 10 см.
2. Отрежете точно тръбата.
3. Обработете краищата, поставете гайка, пръстен.
4. Покрийте опашката с уплътнител и я вкарайте в тръбата.
5. Затегнете накидната гайка.

Най-надеждното свързване в монтажа на металопластични тръбопроводи се постига чрез използване на пресфитинги. Методът е оптимален при изграждане на скрити разводки на комуникации. За монтажа на тръбопровода са необходими пресмашина, калибратор и тръборез.

Първо детайлът трябва да се калибрира, да се свали фаската и да се постави гилзата. Да се вкара фитингът, да се захване гилзата с пресата и здраво да се затегне. Пресфитингът може да се използва само веднъж

С ценни съвети за извършване на опресовка на металопластични тръби ще ви запознае следващата статия, в която подробно са разгледани всички монтажни нюанси.

Изводи и полезно видео по темата

Сравнение на устойчивостта на металопластични и полипропиленови магистрали към въздействие на високо налягане:

Обучително видео за поетапния монтаж на металополимерен тръбопровод с използване на пресфитинги:

Тръби от металопластика – симбиоз на плюсовете на двата материала. Комбинираната структура разширява сферата на приложение на металополимерните изделия в инженерните системи на комуникациите на различни строителни обекти. Съществени аргументи «за»: дълготрайност и достъпна цена.

Искате ли да разкажете как избрахте тръби от металопластика и ги монтирахте със собствените си ръце? Разполагате ли с полезна информация за устройството или модернизацията на комуникационни системи? Пишете, моля, коментари в разположения по-долу блок, задавайте въпроси, споделяйте полезни сведения и снимки по темата на статията.