Материалы для труб в водоснабжении

При проектировании сетей водоснабжения зданий большое значение приобретает выбор материала, при котором следует учитывать вид жидкости, который будет транспортироваться по трубам, условия эксплуатации сети, удобство монтажа, стойкость к механическому и коррозийному воздействию, безопасность, снижение уровня шума и теплопроводности.

Для изготовления труб могут применяться следующие материалы:

• чугун (серый и ковкий);
• сталь (черная, оцинкованная и нержавеющая);
• медь и медные сплавы (латунь, бронза);
• пластмасса.

Трубы из чугуна

Чугун это сплав железа с углеродом где содержание углерода от 2 до 4,5%. В расплавленном состоянии из него можно легко делать любые отливки и в том числе, естественно, трубы. Обладая таким преимуществом, как легкоплавкость (и возможность легкого литья) и неплохая устойчивость к коррозии (что обеспечивает долговечность трубопровода), чугун вместе с тем очень тяжелый, не гнется, не варится и довольно хрупкий. Его характеристики можно улучшить путем термической обработки на ковкость. Такой обработке, в частности, подвергаются чугунные соединительные муфты, очень часто используемые на стальных трубопроводах. Чтобы сделать трубу, чугун расплавляют и отливают в специальные песочные формы или металлические раковины. В зависимости от особенностей литья чугун бывает серый, белый, высокопрочный и ковкий. Все эти чугуны отличаются друг от друга формой графита в процессе кристаллизации. Еще одинм процессом, используемый для производства, это центрифугирование. Оно позволяет получать трубы более легкие при той же прочности и с более гладкой внутренней поверхностью.

На рынке чугунных труб, бывших очень популярными в прошлом для отведения бытовых стоков, с появлением пластмассовых труб произошли серьезные изменения. Сегодня их применение ограничивается вертикальными участками канализационных сетей (бытовые и дождевые стоки), вентиляционными каналами, а также напорными водопроводными и канализационными трубами среднего и большого диаметра.

Чугунные сточные трубы применяются тогда, когда требуется обеспечить высокую пожарную безопасность, пониженный уровень шума и долговечность.

По сравнению с пластмассовыми, чугунные трубы, несмотря на гораздо больший вес и соответственно ограниченную маневренность, обладают значительно более высокой механической прочностью, стойкостью к воздействию высоких температур и низким коэффициентом расширения.

Для соединения труб между собой используются специальные металлические муфты с уплотнительной манжетой из эластомерного материала, позволяющие быстро и легко монтировать и демонтировать трубопровод. Наряду с ними используются трубы с так называемыми «юбками» на концах, при монтаже которых для обеспечения водонепроницаемости требуется установка специальных кольцевых прокладок из эластомерного материала.

Для увеличения и без того высокой стойкости чугуна к коррозии, на трубы наносят специальное покрытие – защитную пленку с внутренней и внешней стороны. Следует иметь в виду, что и в обычном жилом доме наличие в стоках большого количества моющих средств существенно активизирует коррозийные процессы. Еще большее разрушительное действие оказывают на стоки сливы кухонь пунктов общественного питания, медицинских учреждений, лабораторий, промышленных предприятий и т. д. Чаще всего основу внутреннего покрытия труб составляет эпоксидная смола. Чем агрессивнее предполагаемая среда, тем большая требуется толщина покрытия трубопровода. Наружная сторона трубопровода красного цвета (или серого, если по трубе пропускается особо агрессивная вода), покрытие с добавлением состава, предохраняющего от ржавчины, или термопластичных смол.

В ассортименте трубного производства имеются трубы диаметром от 50 до 300, а также широкая гамма фитингов, включая колена с обычным и увеличенным радиусом, S-образные вставки, страховочные пояса (простые и двойные, одинаковые или пониженные), соединительные муфты, сифоны, инспекционные люки. Гамма труб с «юбкой» на конце охватывает диапазон диаметров от 50 до 150.

Трубы из стали

Среди основных преимуществ стальной трубы высокая механическая прочность, возможность использовать для соединения различные технологии. Стальная труба относительно легко гнется, ее можно сваривать. Элементы значительной длины легко скрепляются герметичными соединениями, что позволяет в короткие сроки осуществлять прокладку трубопровода. С другой стороны, у стали есть свои недостатки. Это большой вес и подверженность коррозии.

Стальные трубы в зависимости от способа производства делятся на две основные категории: сварные и несварные. Первые производятся специальными протяжными станами, в которых стальные слитки или прутки проходят горячую обработку (1300 °С): в начале пруток перфорируется, затем калибруется под установленный тип трубы и наконец доводится до нужного диаметра и толщины стенок. Есть и другая технология горячего производства несварных труб – методом экструзии.

Трубы из меди

Сегодня медные трубы пользуются наибольшей популярностью при организации сантехнических сетей, бытовых распределительных газовых сетей, систем отопления и кондиционирования.

Медные трубы хорошо подходят для трубопровода с водой питьевого качества, кроме того, они очень устойчивы и хорошо держат увеличение давления, иногда возникающее в водопроводной сети. Высокая температура плавления (1083 °С), механическая прочность, отличная теплопроводность. При соответствующей наружной теплоизоляции он успешно применяется на сетях горячего водоснабжения. В газовых распределительных сетях медный трубопровод особенно ценится за непроницаемость и прочность, что обеспечивает общую надежность и безопасность системы. А также долговечность, отсутствие загрязняющего действия на окружающую среду и 100%-ую утилизацию.

Различают два типа труб, отличающихся видом термообработки, которой они подвергаются: – медь, упроченная нагартовкой (механическая прочность 30 кг/мм2, растяжение 5 %): трубы общего назначения, диаметр в диапазоне от 22 до 54 мм, поставляются отрезными прутками длиной 5 м;

– медь проваренная (механическая прочность 21 кг/мм2, растяжение 45 %): более ковкие трубы и в силу этого более технологичные, диаметр варьируется от 6 до 22 мм, обычно поставляется в бухтах длиной 50 м.

Трубы можно соединять между собой без фитингов, используя пайку или сварку. Разъемные соединения выполняются при помощи резьбовых муфт и используются чаще всего для подключения к сантехнической сети санитарных приборов либо для соединения со стальным трубопроводом. Еще один способ – использование разборных механических муфт, у которых непроницаемость обеспечивается компрессией двуконуса или уплотнителя. Только на трубах большого диаметра для разъемных соединений используются фланцы с болтовым креплением.

На этапе производства медная труба может подвергаться дополнительной обработке для использования на трубопроводах специального назначения. Это, в частности, могут быть трубы повышенной стойкости к коррозии с заводским покрытием из ПВХ, трубы с полиэтиленовой оболочкой, а также трубы с внутренним оловянным покрытием.

Пластиковые трубы для водоснабжения

Возможность производить пластиковые трубопроводы с относительно небольшими затратами энергии " одна из причин растущего успеха этих новых материалов.

Транспортировки воды по водопроводным трубам не может стоять на месте и не модернизироваться. Так как вода оказывает значительное физическое и химическое воздействие на металлические материалы и очень быстро состаривает их. Поэтому постоянно происходит модернизация и разработка новых материалов используемых для изготовления трубопроводов. Изготовление пластиковых труб различного вида делает трубопровод более долговечным, легко монтирующимся, значительно меньшего веса. Например, пластиковые трубы можно сматывать в бухты, что значительно снижает стоимость транспортировки, подчеркивает экономическую выгоду применения таких труб, облегчается монтаж такого трубопровода . Полиэтиленовая труба не нуждается в дополнительной антикоррозийной обработке, электрохимической защите. Гарантированный длительный срок эксплуатации полиэтиленовых трубопроводов (до 50-ти лет) подчеркивает целесообразность их применения. Объемы продаж пластиковых труб стремительно растут из года в год. Пластик, без сомнения " материал будущего.

Свойства пластмассового трубопровода.

С помощью новых технологий мы можем транспортировать воду в различные точки для потребления этого важного ресурса. Но так ли уж чиста вода, которую мы транспортируем" Экологическая ситуация ухудшается с каждым годом.

Например, при горении ископаемого топлива выделяется серный окисел. Затем он выпадает вместе с дождем, преимущественно в виде серной кислоты и делает воду кислой, то есть понижает его уровень рН (водородный показатель). Промышленность часто небрежно распоряжается химикатами могут осуществлять различные выбросы в водоохранную зону. Сельское и лесное хозяйства продолжают использовать удобрения и пестициды, которые попадают в грунтовые речные воды . Этот список можно продолжать до бесконечности. Все вышеизложенные факторы подвергают воды все большей опасности. Что же течет из наших водопроводных кранов?

Вода, в которую поступают вредные вещества, представляет несколько видов опасности. Во-первых, она опасна для здоровья людей, которые используют её. Во-вторых, она представляет опасность для металлических труб, которые из-за разрушения могут также добавлять в воду много вредных веществ. Пластиковые трубы не подвергаются коррозии. Специалисты утверждают, что такие трубы, используемые преимущественно для подачи холодной воды, начиная с середины 50-х гг., ни разу не наблюдалась корозия.

Еще один фактор, оказывающий непосредственное влияние на выбор материала для трубопровода " содержание извести в воде. Пластиковые трубы отличаются гладкими, ровными стенками. Это означает, что не надо бояться образования на них известковых осадков, приводящих к закупорке трубы.

Цена качество.

В действительности, сравнение штучной покупной цены между пластмассовыми и металлическими трубами не так уж важно. Что действительно важно в длительной эксплуатации, так это стоимость полностью готовой системы. Это сумма, которая учитывает не только используемый материал, но и стоимость труда, вложенного в ее монтаж.

Технология изготовления пластмассы довольно сложна. Она требует от производителей обширных и глубоких знаний. Если бы над некоторыми продуктами проводились более добросовестные испытания, то сегодня пластмасса представлялась бы в более выгодном свете. Когда пластиковые трубы произведены, обработаны и смонтированы должным образом, они обладают невероятными возможностями.

Для проверки соответствия труб и соединительных деталей требованиям ГОСТ-а проводят испытания по различным параметрам. Проверятся и тестируется и внешний вид, маркировка, размеры, также стойкость при постоянном внутреннем давлении, изменение длины труб после прогрева, стойкость к удару при двухопорном изгибе и т.д. Кроме того осваиваются новые методы испытания труб, позволяющих гарантированно определять их механические свойства .

Основные задачи:

1. при заданном давлении уменьшить толщину стенки трубы и, соответственно, уменьшить на 30-35 % расход полимера;
2. при тех же параметрах (значение номинального диаметра и толщины стенки) повысить коэффициент запаса прочности труб;
3. для одних и тех же значений номинального диаметра труб существенно повысить пропускную способность трубопровода (увеличивается внутренний диаметр за счет уменьшения толщины стенки);
4. снизить затраты на транспорт и укладку за счет существенного снижения массы труб.