Z grubej rury

Rury stosowane w instalacjach wodnych, kanalizacyjnych i grzewczych wykonane są z różnych rodzajów materiałów, które podzielić można na dwie grupy – metal i tworzywa sztuczne. Rury metalowe wytwarzane są ze stali i miedzi. Do produkcji rur z tworzyw sztucznych wykorzystuje się przede wszystkim polichlorek winylu, polipropylen, polietylen i polibutylen. Z roku na rok ilość instalacji wykonywanych w oparciu o rury z tworzyw sztucznych rośnie, w wielu przypadkach tworzywa sztucznych są bowiem lepsze od miedzi czy stali.

Fot. 1. System rur i złączek PP typ 3 do ciepłej i zimnej wody oraz c.o.

Tworzywo wielu zalet

Tworzywa sztuczne są przede wszystkim lżejsze od metali używanych do produkcji rur. Rury z nich produkowane są także łatwiejsze w montażu i demontażu. W wielu przypadkach są również tańsze. O ich przydatności decydują również cechy fizyczne tworzyw sztucznych – powierzchnia ścianek jest gładka, dzięki czemu straty ciśnienia wynikające z tarcia są małe. To pozwala na stosowanie rur o mniejszych przekrojach. Eliminuje to także (w dużym stopniu) odkładanie osadów. Rury te są chemicznie „neutralne” – materiał nie wpływa na jakość wody, nie koroduje, nie rozwija się na nim błona biologiczna. Tworzywa sztuczne to dobre izolatory – nie muszą być więc izolowane.

Nie oznacza to, że tworzywa sztuczne mają jedynie zalety. Rury z tworzyw mają stosunkowo duży współczynnik rozszerzalności cieplnej. Są mniej wytrzymałe od metalowych. Wykazują dużą podatność na działanie niskich temperatur, pod wpływem których bardzo rośnie ich podatność na uszkodzenia mechaniczne. Zły wpływ na niektóre materiały ma także promieniowanie UV. Dlatego należy pamiętać o tym, aby przechowywać je we właściwych warunkach – chroniąc od niskich temperatur i światła słonecznego. Ich montaż nie powinien być prowadzony w temperaturach ujemnych.

Do produkcji rur wykorzystuje się całe spektrum tworzyw sztucznych, często łącząc je w celu uzyskania wymaganych właściwości fizycznych. Poniżej przedstawimy najpopularniejsze z nich wskazując jednocześnie zastosowania, dla których dane materiały są najlepsze.

Fot. 2. System kanalizacji zewnętrznej Duramax PP i PE

Twardy jak winyl

Polichlorek winylu (PVC) to najpopularniejsze z tworzyw wykorzystywanych do produkcji rur. Jego zalety, to mały ciężar, stosunkowo duża trwałość i odporność mechaniczna, odporność na korozję, a także na media chemiczne. Jest jednak mało odporny na wysokie temperatury. Rury i łączniki ciśnieniowe z PVC przeznaczone są do przesyłania wody pitnej oraz innych mediów o temperaturze nie przewyższającej 60°C. Górną granicę temperatury można zwiększyć stosując C-PCV – polichlorek winylu chlorowany. Rurami z C-PVC można transportować ciecze o temperaturze do 100°C.

PVC jest odporny na osadzanie się kamienia i zanieczyszczeń, spełnia także wysokie wymagania sanitarne dotyczące transportu wody do picia – nie zmienia smaku i zapachu wody. Ma wysoką wytrzymałość na naprężenia (ciśnienie), tłumi także wibracje i szumy. Spośród tworzyw sztucznych stosowanych w instalacjach sanitarnych ma najmniejszy współczynnik liniowej rozszerzalności termicznej oraz doskonałe właściwości ognioodporne. Temperatura zapłonu PVC przekracza 388°C, a CPVC 433°C co powoduje, że w normalnych warunkach są one praktycznie niepalne. Mały ciężar oraz szczelność i łatwość wykonania połączeń kielichowych z uszczelkami gumowymi sprawiają, że rury wykonane z PVC są łatwe w montażu.

Przy wszystkich zaletach rur wykonanych z PVC, trzeba jednak pamiętać, nie są one odporne na działanie rozpuszczalników organicznych: chlorek metylenu, acetonu i benzenu, które powodują pęcznienie oraz zmiękczanie rur. Rury te nie mogą więc być pokrywane farbami rozpuszczalnikowymi oraz substancjami ropopochodnymi.

Podstawowym sposobem łączenia rur z PVC jest klejenie. Stosowane są również połączenia gwintowane, także w miejscach łączenia PVC z metalem.

Elastyczne rozwiązania

W odróżnieniu od sztywnego PVC, polietylen (PE) doskonale nadaje się do tworzenia rur giętkich. Dzięki temu dla pewnego zakresu średnic łuków podejścia i pętle można wykonywać poprzez gięcie rur, bez użycia kształtek. To materiał cechujący się doskonałą wytrzymałość mechaniczna połączoną z bardzo dobra elastycznością. Jest także wytrzymały – rury z PE nie pękają pod wpływem uderzenia nawet w niskich temperaturach. Trzeba jednak pamiętać, że niskociśnieniowy PE-LD jest wrażliwy na wzrost temperatury już powyżej 20°C. Polietylen usieciowiony (PE-X) może być stosowany przy temperaturach sięgających 95°C. PE to materiał o gładkiej powierzchni wewnętrznej zmniejszającej opory przepływu oraz tłumiący drgania i szumy. Podobnie jak inne tworzywa sztuczne PE jest lekki, a jego właściwości pozwalają na łatwe i szybkie wykonywanie połączeń. Jest także odporny na czynniki korozyjne zawarte w glebie.

Fot. 3. Rura wielowarstwowa PEX/AL/PEX. Skrót oznacza nazwy materiałów użytych do produkcji i wskazujących na kolejność warstw materiałów. Warstwę zewnętrzną i wewnętrzną tworzy rura z polietylenu sieciowanego PEX. Warstwa środkowa antydyfuzyjna wykonana z aluminium i warstw łączących, czyli dwóch warstw kleju zespalających środkową rurę aluminiową z warstwami polietylenu sieciowanego.

PE-X nie może być klejony ani zgrzewany. Do łączenia wykonanych z niego rur stosuje się łączki zaciskowe – skręcane ręcznie z pierścieniem, zaprasowywane zaciskarką lub zaciskane prasą hydrauliczną. Do łączenia rur z PE można używać złączek zaciskowych i samozaciskowych, elektrozłączek oraz zgrzewania doczołowego. Można również wykorzystać połączenia gwintowe i kołnierzowe. Z kolei rury z PE-LD łączy się przede wszystkim poprzez zgrzewanie doczołowe.

Dobry w każdych warunkach

Kolejnym materiałem wykorzystywanym do produkcji rur jest polibutylen (PB). PB jest bardzo elastyczny, czyli ma najniższy wśród tworzyw moduł sprężystości i (co jest rzadkie wśród tworzyw sztucznych) rura po rozwinięciu ze zwoju nie sprężynuje. Duża elastyczność przekłada się na łatwość układania rur w obniżonej temperaturze. Ogranicza także liczbę kształtek (m.in. poprzez zastąpienie ich kolanami). Z rur wykonanych z PB można układać przewody w tzw. system kablowy – przewód rozwija się ze zwoju, wyginając go zgodnie z planowanym przebiegiem. Dostosowanie przebiegu do kształtu pomieszczenia nie wymaga stosowania kształtek. Duża elastyczność zwiększa także odporność na korozję naprężeniową i zdolność tłumienia drgań. Dzięki swojej elastyczności rury z polibutylenu są w małym stopniu narażone na zniszczenie wskutek zamarzania i rozmarzania wody. PB jest odporny na temperatury sięgające -15°C, dzięki czemu nie ma ograniczeń co do warunków montażu.

PB charakteryzuje się także bardzo dobrą odpornością na temperaturę i ciśnienie – maksymalna krótkotrwała temperatura ciągła wynosi 90°C, maksymalne ciśnienie – 1 MPa. Polibutylen ma stosunkowo niski współczynnik rozszerzalności liniowej. Jest dobrym izolatorem – jego współczynnik λ wynosi 0,22 W/m·K (w przypadku PE-X współczynnik λ jest niemal dwukrotnie większy – 0,43 W/m·K). Właściwość ta zmniejsza straty cieplne systemu.

Fot. 4. System wewnętrznej kanalizacji niskoszumowej Silenta

Właściwości PB powodują ograniczenie rozwoju flory bakteryjnej – na ściankach rur wykonanych z PB zjawisko powstawania biofilmu (cienkiej warstwy mikroorganizmów pokrywającej wnętrze ścianki rur) występuje w bardzo niewielkim stopniu. Na rurach i złączkach polibutylenowych nie wytrąca się kamień kotłowy. Dzięki zaś możliwości wykorzystania złączek z polibutylenu zgrzewanych (polifuzyjnie i elektrooporowo) nie występuje też zjawisko wzmożonego wytrącania kamienia na elementach metalowych systemu. Rury z PB są więc szczególnie polecane na rozbudowane sieci z twardą wodą przesyłową. Rury z PB są także odporne na działanie chloru zawartego w wodzie.

Rury polibutylenowe łączy się poprzez zgrzewanie elektrooporowe lub polidyfuzyjne. Zgrzewanie polidyfuzyjne polega na podgrzaniu zewnętrznej części rury i wewnętrznej części kształtki, którą następnie nasuwa się na rurę. W systemach instalacyjnych producenci proponują specjalne złączki wciskowe (rozbieralne) z pierścieniem uszczelniającym, dzięki którym nie jest konieczne stosowanie specjalistycznych narzędzi.

Wielowarstwowa doskonałość

Na rynku dostępne są również rury wielowarstwowe. Ich budowa bazuje na warstwach polietylenu, który przedzielony jest cienką warstwą aluminium. Dzięki warstwowej budowie łączą w sobie cechy rur wykonanych z jednorodnych tworzyw sztucznych oraz cechy rur metalowych. Są wytrzymałe, odporne na działanie czynników chemicznych, obojętne dla wody pitnej i gładkie. Tłumią dźwięki i drgania, są również odporne w dużym zakresie temperatur. Są one przeznaczone do instalacji ciepłej i zimnej wody oraz centralnego ogrzewania. Rury oznaczone jako PP-R dostępne są również w postaci specjalnej wkładki z perforowanej taśmy aluminiowej z warstwą wzmacnianą włóknem szklanym. Aluminium i włókno szklane mają za zadanie zapewnienie mechanicznej stabilizacji tworzywa – w ten sposób zmniejsza się m.in. skłonność rur do rozszerzania pod wpływem temperatury. Doskonałym przykładem są tu rury kompozytowe Hakan Faser, których rozszerzalność jest mniejsza o 75% od rur z tworzyw jednorodnych.

Arkadiusz Danielczenko