Un tubo in polietilene è adatto per il riscaldamento? Conosceremo un materiale relativamente poco noto: il polietilene reticolato, analizzeremo le sue caratteristiche e i metodi di installazione utilizzati.

Ma prima, alcune informazioni generali.

A proposito di polietilene

Cosa sappiamo di questo materiale? Be', è trasparente... e sembra che ne facciano delle borse. È qui che l'elenco delle informazioni note sembra finire.

Proviamo ad ampliarlo.

• Il polietilene esiste da oltre un secolo. Fu scoperto per la prima volta per caso dall'ingegnere Hans von Pechmann nel 1899 e fu subito dimenticato.
  Nel 1933 il materiale ricevette una seconda vita sotto forma di isolamento per cavo telefonico.
• Il materiale è un dielettrico, elastico (inoltre mantiene elasticità anche a temperature inferiori allo zero) ed è molto resistente chimicamente. L'acido solforico concentrato può essere conservato in un barattolo di plastica a tempo indeterminato.
• Il polietilene non assorbe acqua e non la lascia passare, rappresentando un'impermeabilizzazione affidabile.
• La resistenza alla trazione è abbastanza alta per realizzare tubi a pressione di alimentazione dell'acqua fredda in polietilene.

Utile: le proprietà fisiche del polietilene, inclusa la densità e la resistenza, variano a seconda delle condizioni di polimerizzazione.
Inoltre, minore è la pressione durante la reazione, più forte sarà il materiale risultante. Esistono polietilene a bassa, media e alta densità.

• Tutti i tipi di polietilene ammorbidiscono a 80-120°C. Tenendo conto del fatto che il tubo sarà sotto pressione nel sistema di approvvigionamento idrico, i produttori limitano la modalità operativa dei tubi in polietilene a una temperatura massima di ... 40 gradi.

Da qui il verdetto inequivocabile e definitivo: i tubi in polietilene non sono adatti al riscaldamento. Punto.

Modifica utile

Allo stato normale, il polietilene è costituito da lunghe catene monomolecolari. Tuttavia, ci sono una serie di operazioni che possono modificarne la struttura.

A causa del riscaldamento in presenza di un catalizzatore, del bombardamento con fasci di elettroni o della semplice immersione in acqua con un catalizzatore e additivi speciali, le molecole iniziano a formare connessioni non solo longitudinali, ma anche trasversali. Cuci insieme. Il risultato è un materiale fondamentalmente diverso, comunemente chiamato polietilene reticolato (PE-S o PE-X).

Per capire come sono cambiate le sue proprietà, forniremo una descrizione di un tubo in polietilene reticolato per riscaldamento, prodotto in Germania con il marchio Gabo Systemtechnik.

• Il tubo è in grado di funzionare per i 50 anni dichiarati nella modalità 90°C / 7 bar o 70°C / 11 bar.
• La temperatura massima di esercizio è 95°C, la stessa che i produttori indicano solitamente per il polipropilene rinforzato.
• Il tubo rimane estremamente flessibile. Il raggio minimo di curvatura è di soli 6 dei suoi diametri. Dal punto di vista pratico, ciò significa che installando il proprio riscaldamento in polietilene reticolato, è possibile cavarsela con un numero minimo di raccordi relativamente costosi.

Pertanto, il polietilene reticolato è adatto agli impianti di riscaldamento senza alcuna riserva: secondo l'attuale SNiP, la temperatura (vedi) nelle reti ingegneristiche interne degli edifici residenziali non deve superare gli stessi 95°C che il tubo, come abbiamo appena scoperto, può resistere perfettamente.

Produzione

Tecnologia

Come esempio di tecnologia di produzione, prendiamo informazioni dal sito web del rivenditore di quelle stesse pipe Gabo.

I tedeschi sono tradizionalmente famosi per la loro pedanteria e in termini di rispetto degli standard tecnologici, sono sicuramente in testa agli altri.

• Il polietilene ad alta densità sotto forma di granuli viene fuso e forzato attraverso il foro anulare dell'estrusore, una pressa speciale che forma un tubo della sezione desiderata.
  Durante il processo di estrusione viene effettuato un monitoraggio continuo dell'omogeneità del materiale.
• Il tubo, destinato al riscaldamento a pavimento, acquisisce una barriera all'ossigeno: il tubo è ricoperto da un film di alcol etilenvinilico ad asciugatura rapida.

Utile: tutte le tubazioni per il trasporto dell'acqua potabile vengono miscelate con additivi durante il processo di estrusione che la rendono opaca, anche ai raggi ultravioletti.

• Infine, il tubo finito viene reticolato. I metodi di produzione tecnologicamente più avanzati ed economici con l'utilizzo di reagenti; l'irradiazione del fascio di elettroni è più lenta e più costosa.

Il metodo utilizzato non è nominato direttamente: il sito web del venditore afferma vagamente che "l'irradiazione con elettroni veloci è la più ecologica". Da ciò traiamo una cinica conclusione che, molto probabilmente, i tedeschi, come molti altri produttori, usano la reazione con un silano e un catalizzatore.

Il tubo finito viene spedito ai rivenditori in bobine da 200 m. Il prezzo al dettaglio di un metro di tubo da 16 mm è di circa 50 rubli.

Regolamenti

I tubi in polietilene reticolato sono pienamente conformi a GOST 52134-2003 "Tubi di pressione in materiale termoplastico e relativi raccordi".

Quali cose interessanti possiamo trovare nel testo di questo documento?

• Nella marcatura, oltre al materiale (PE-X), deve essere indicato il metodo di reticolazione. Sicuramente, non è difficile portare i tedeschi all'acqua pulita: basta studiare il tubo.
• Inoltre, la marcatura di tutti i tubi termoplastici include l'indicazione del diametro esterno, dello spessore della parete e della pressione massima di esercizio.

La norma fornisce una tabella delle dimensioni dei tubi. Nella colonna per XLPE troviamo una variazione dimensionale da 10 millimetri di diametro esterno con uno spessore della parete di 1,3 mm a 250 millimetri con pareti fino a 3,4 centimetri di spessore.

Deviazioni dalle dimensioni indicate per il diametro esterno medio sono consentite solo verso l'alto e dipendono dalla dimensione nominale: per un diametro di 10 mm è consentita una deviazione di 0,3 mm, per 250 - 2,3 mm.

Anche lo spessore della parete può essere solo superato. Non sono ammesse deviazioni verso il basso. La variazione dei valori di deviazione va da 0,4 mm per i tubi più sottili a 3,7 per quelli più spessi.

Funzionalità dell'applicazione

Abbiamo già scoperto che il polietilene reticolato è adatto per il riscaldamento. Dove e come usarlo al meglio?

L'opzione ideale è la posa di tubi come pavimento caldo. La combinazione di buona conducibilità termica e basso coefficiente di dilatazione termica rende i tubi in polietilene più che adatti. Utile anche la possibilità di acquistare un tubo inestricabile lungo fino a 200 metri.

L'istruzione, in generale, differisce poco dalla posa di qualsiasi altro pavimento riscaldato ad acqua:

• Il tubo è disposto sul sottopavimento a spirale oa serpente e incassato nel massetto.
• Tutti i collegamenti sono sopra il pavimento. Il motivo è chiaro: un tubo solido perde molto raramente. 9 perdite su 10 sono alle connessioni e sarebbe meglio se fossero disponibili.
• Il primo inizio del riscaldamento (vedi) avviene solo un mese dopo la posa del massetto, quando il calcestruzzo acquisisce forza. Riscaldarlo prima non accelererà l'asciugatura, ma lo farà screpolare.

È chiaro che per un pavimento caldo la temperatura massima di esercizio del polietilene reticolato è chiaramente eccessiva. Le temperature superiori a 40°C si sentiranno già a disagio. Tipicamente, la temperatura del liquido di raffreddamento nei tubi del pavimento caldo non supera i 30 gradi.

Come sono collegati i tubi del riscaldamento XLPE ai raccordi in ottone e plastica?

Avrai bisogno di attrezzature speciali. Come minimo, torneranno utili anche un estensore, le forbici per il taglio.

Il principio di connessione utilizza la memoria molecolare del materiale: il tubo può cambiare per un po' le sue dimensioni lineari, ma tornerà rapidamente alle sue dimensioni originali.

1. Il tubo è tagliato a misura.
2. Su di esso viene applicato un anello di bloccaggio. Dovrebbe sporgere di un millimetro oltre il bordo del tubo.
3. Una testa di prolunga viene inserita nel tubo e, in diversi movimenti con una torsione tra di loro, allunga il tubo, immergendosi sempre di più fino a quando la testa non è completamente al suo interno.
4. Quindi la prolunga viene rapidamente rimossa e il tubo teso viene posizionato sul raccordo, dove torna al diametro originale e lo copre saldamente.

Suggerimento: l'uso di lubrificante alla grafite ridurrà la forza di trazione e prolungherà la durata dell'utensile.

Conclusione

Puoi saperne di più su questo tipo di tubo guardando il video alla fine dell'articolo. Riparazione riuscita!

Polietilene reticolato - materiale innovativo per la fabbricazione di tubi. A differenza del normale PE, resiste all'alta pressione, all'azione di sostanze chimiche, all'acqua calda.

Si applica alle condutture di fornitura di acqua fredda e calda, riscaldamento.

L'installazione di tubi PEX non è difficile, ma ha caratteristiche, la cui conoscenza aiuterà a eseguire correttamente l'installazione.

Tubi per impianti di riscaldamento e approvvigionamento idrico realizzati in polietilene reticolato

Il nuovo materiale sta mostrando proprietà di metalli e polimeri. Il polietilene reticolato è un polimero termoplastico con struttura tridimensionale.

La tecnologia di collegamento incrociato crea rete intermolecolare, simile al reticolo cristallino delle sostanze allo stato solido.

A causa di ciò, viene mantenuta la flessibilità, aumenta il punto di fusione, resistenza alla deformazione termica, graffi, crepe. Il materiale è denominato PEX (PEX), dove X significa cucitura.

Applicazione in edifici residenziali

Il polietilene reticolato viene utilizzato per la posa di tubazioni sistemi ingegneristici esterni ed interni edifici residenziali: riscaldamento, fognatura, fornitura di acqua calda, fredda.

Aree di applicazione preferite:

• Pavimento caldo.
• Impianti di riscaldamento lavorare con liquidi di raffreddamento a basse temperature.
• Approvvigionamento idrico interno.

Foto 1. Installazione di pavimenti per acqua calda con tubi in polietilene reticolato rosso all'interno.

• Riscaldamento con cablaggio orizzontale.
• grondaie.

Importante! Il polietilene modificato molecola è ecologico e sicuro: it non emette sostanze tossiche, quindi è utilizzato per gli alloggi. Quando brucia, si decompone in composti innocui per l'uomo: anidride carbonica e acqua.

Proprietà tecniche

• Temperatura di combustione - 400°C
• Scioglimento - inizio a 200°C.
• Densità media - 940 kg/m3.
• Allungando senza rompersi - nella gamma 350-800%.
• Conservazione delle caratteristiche a temperatura fino a -50°C.
• Conduttività termica - 0,38 W/mK.
• Flessibilità.

Quando si opera in condizioni standard (temperatura del liquido di raffreddamento entro 75°C) servirà il polietilene reticolato circa 50 anni. Con un uso costante con carichi estremi: aumento della pressione, Refrigerante a 95 gradi la vita utile sarà ridotta a 15 anni.

Dimensioni e diametro

I tubi PEX sono prodotti con un diametro 10-280 mm e spessore della parete 1,7-29,0 mm. Fornito in rotoli in lunghezze 6, 8, 10, 12 metri.

In base al grado di resistenza alla pressione, i tubi XLPE sono suddivisi nei seguenti tipi:

• luce: 0,25 MPa (2,5 atm);
• luce media: 0,4 MPa (4 Atm);
• medio: 0,6 MPa (6 Atm);
• pesante: 1 MPa (10 Atm).

La pressione di cui sopra è condizionale, i dati sono validi durante il pompaggio dell'acqua t 20°C.

Vantaggi e svantaggi

Il polietilene reticolato molecolare trattiene qualità positive del PE standard e ottiene nuovi vantaggi:

Gli svantaggi dei tubi in PE reticolato includono sensibilità ai raggi UV e lenta distruzione sotto l'azione dell'ossigeno libero che penetra nella struttura dall'aria.

Attenzione! Per prevenire il contatto indesiderato dei tubi PEX con l'aria, viene utilizzato protezione anti-diffusione. Tale rivestimento deve essere maneggiato con cura per non graffiarlo durante l'installazione, il trasporto. I prodotti proteggono dalle radiazioni ultraviolette additivi speciali, che sono inclusi nella composizione in fase di produzione.

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Tipi di tubi PEXAU

• universale- ugualmente adatto per l'uso in diversi settori: per la sistemazione di un pavimento dell'acqua, sistemi di approvvigionamento di acqua calda e fredda, riscaldamento autonomo, centralizzato.

Foto 2. Tubo universale in polietilene flex Rehau Pautitan, adatto a qualsiasi tipo di riscaldamento.

• Specializzato- avere una portata ristretta. Sono destinati a un certo tipo di tubazioni, ad esempio solo per la fornitura di acqua fredda o il riscaldamento individuale.

A seconda delle condizioni d'uso, nei tubi scaldanti XLPE vengono utilizzati acqua o liquidi antigelo.

In modalità standard, i tubi di riscaldamento funzionano alla temperatura limite fino a 95°C e pressione fino a 10 atm. In caso di emergenza, resistono agli sbalzi di temperatura fino a 110°C con un doppio aumento di pressione.

Varietà di tubi del produttore leader Uponor

Uponor (Finlandia) produce pipe quattro tipi:

1. Pipa ad acqua- per la fornitura di acqua calda e fredda.
2. Comfort Pipe Plus, Radi Pipe- per impianti di riscaldamento, raffrescamento con radiatori a pavimento.
3. Tubo combinato- universale.
4. Tubo Comfort- per impianti di riscaldamento a pavimento.

Foto 3. Tubi in polietilene reticolato Uponor Comfort Pipe, progettati per il riscaldamento a pavimento.

Gamma dimensionale di prodotti in polietilene reticolato 15-110 mm. Fornito in bobine 50-540 metri, Pezzi da 6 metri.

L'azienda tedesca REHAU produce un vasto assortimento di tubi della serie RAUTITAN:

• FLETTERE- differiscono per flessibilità, si applicano alla fornitura di acqua fredda, calda, pavimento, riscaldamento a radiatori dei locali.
• STABILE- universali, hanno uno strato interno di alluminio.
• IL SUO- uso universale in condizioni di temperatura fino a 70° C fino a 10 atm.
• ROSA- per riscaldamento a pavimento, cablaggio di radiatori in edifici residenziali e pubblici.

Collegamento - raccordi a manicotto a compressione, gamma di dimensioni 12-250 mm. I tubi sono forniti in lunghezze diritte 6 m o in campate 25-125 metri.

Installazione

Esistono tre modi per collegare gli elementi PEX:

1. Raccordi a compressione- adatto per l'approvvigionamento idrico (freddo e caldo). Se necessario, l'impianto idraulico viene smontato in qualsiasi momento.
2. Raccordi a pressare- si ottiene una connessione non staccabile. Il metodo si basa sulla capacità del polietilene reticolato di ricreare la forma.
3. Raccordi per elettrofusione- la connessione più forte e affidabile. Il metodo richiede abilità quando si lavora con apparecchiature di saldatura.

Attenzione! Quando si sceglie un metodo di montaggio, considerare la pressione che sarà nel sistema. I raccordi a compressione resistono fino a 2,5 atm, raccordi a pressare - fino a 6 atm, elettrosaldato - fornisce una connessione monolitica.

Utensili

A seconda del metodo di installazione scelto, avrai bisogno di:

Giunti per elettrofusione- tipo di raccordo a forma di manicotto con terminali di riscaldamento integrati.

Riferimento! Raccordi: elementi di collegamento della tubazione, utilizzati per il montaggio e l'aggancio, la ramificazione, i giri dei tubi. Materiale principale: ottone, ma vengono prodotti polietilene, polivinilcloruro, polipropilene, parti combinate.

Lavoro preparatorio

Prima di iniziare l'installazione, assicurarsi che il posto di lavoro sia pulito - in corrispondenza delle giunture polvere e sporco non devono penetrare.

Guidati dallo schema elettrico per il collegamento del radiatore, preparare numero richiesto di raccordi e tubi. Il polietilene reticolato è di plastica, quindi fissa i tubi al muro sulle staffe.

Dai un'occhiata uscite del collettore- Devono essere in buone condizioni. Per evitare la formazione di condensa sull'impianto “freddo” e la dispersione termica delle tubazioni con acqua calda, predisporre un ulteriore isolamento termico.

Regole di funzionamento e collegamento al radiatore

• Un taglio di alta qualità è la chiave per la tenuta del giunto. tagliare il tubo rigorosamente a 90°- perpendicolare all'asse orizzontale.
• Assicurati che la superficie di taglio sia completamente piana.- senza tagli, asperità, onde.
• Per le connessioni, scegliere solo raccordi specializzati- per polietilene reticolato.
• Se è necessaria una curva del tubo, prima riscaldare l'area piegata con un asciugacapelli da costruzione.
• Quando si utilizza il metodo di elettrofusione monitorare la temperatura del dispositivo. Il polietilene reticolato può surriscaldarsi e bruciare.
• Per un'installazione di qualità seguire le istruzioni del produttore di tubi e raccordi.

Uno dei materiali per tubi più popolari è il polietilene. Tale materiale è economico e relativamente durevole. Il polietilene reticolato per il riscaldamento è reticolato dal flusso di elettroni. Di conseguenza, otteniamo tubi molto flessibili e resistenti all'usura, che sono anche resistenti alle temperature. Tali tubi sono adatti anche per impianti di riscaldamento.

Il polietilene reticolato per riscaldamento può essere reticolato in diversi modi. E ciascuno di questi metodi influisce sulle prestazioni che avranno i tubi. Ciò influisce anche sulla portata dei tubi.

Cosa c'è di così buono nel polietilene, che è cucito correttamente?

Quando i tubi in polietilene per il riscaldamento vengono perforati con un raggio di elettroni, il polietilene perde la sua termoplasticità. E pur rimanendo sufficientemente elastico, il materiale non si scioglierà né si ammorbidirà più alle alte temperature. Va notato che tali tubi sono utilizzati in quasi ¼ di tutti i sistemi di riscaldamento e approvvigionamento idrico. Questa non è una coincidenza, in quanto tali tubi hanno molti vantaggi:

• Tali tubi, in polietilene reticolato per il riscaldamento, sono resistenti all'influenza delle temperature, alte o basse. Tollerano bene anche le cadute di pressione.
• Un altro vantaggio è l'indubbia durata! Dopotutto, tali tubi non si corrodono e quindi i produttori garantiscono il funzionamento di tali tubi per 50 anni.
• I tubi in HDPE per il riscaldamento sono leggeri, motivo per cui sono anche molto facili da trasportare, trasportare e installare.
• Anche l'igiene è un vantaggio: non ci sono depositi all'interno di tali tubi.
• I tubi sono molto sicuri e non si rompono, motivo per cui vengono spesso utilizzati per il sistema "pavimento caldo".

Notiamo inoltre che per la posa di tubi in polietilene reticolato in punti particolarmente difficili da raggiungere, non è necessario smontare completamente la struttura, è possibile semplicemente allungare il tubo e tale operazione non è più adatta a nessun tubo.

Svantaggi dei tubi XLPE

Come ogni altro materiale, il polietilene reticolato non è un toccasana per tutto. E ha anche degli svantaggi.

Tali tubi non possono essere utilizzati in quei sistemi esposti alla luce solare diretta, perché le radiazioni ultraviolette sono dannose per loro. Ma per ridurre la sua influenza, i tubi possono essere rivestiti con una vernice speciale.

Se l'ossigeno entra nella struttura dei tubi, porterà processi distruttivi. E per evitare ciò, nella produzione dei tubi viene utilizzato uno speciale strato limite. Una modifica così insolita comporta anche un aumento del prezzo del prodotto.

La struttura del tubo pnd per il riscaldamento

Il costo dei tubi XLPE aumenta all'aumentare del diametro del tubo. Il rapporto ottimale è un diametro di 32 mm.

Vale anche la pena notare che il polietilene reticolato è anche instabile all'influenza dei tensioattivi. E a volte può essere danneggiato da ospiti indesiderati: i roditori.

Peculiarità

Notiamo ora alcune caratteristiche dei tubi in polietilene reticolato. La temperatura di esercizio è di 95 gradi Celsius. Il coefficiente di dilatazione lineare è 0,12 - 0,14 mm/mK. Questa è una cifra alta, che in una certa misura determina recensioni positive.

La resistenza di tali tubi può essere aumentata mediante rinforzo. E prima di saldare correttamente il riscaldamento con tubi ordinari, dai un'occhiata più da vicino a questi. Il rinforzo aiuta a mantenere la sua forma alle alte temperature.

Per installare tali tubi, non è necessario filettare e saldare. Molti artigiani hanno già notato che la facilità di installazione è il principale punto di forza di tali tubi. È realizzato con raccordi, raccordi a pressare e raccordi a compressione.

Il polietilene reticolato è un tipo di polietilene prodotto da un processo fisico e chimico in cui le molecole sono reticolate. I legami creati a livello molecolare sono molto difficili da rompere, il che rende questo materiale molto resistente e high-tech.

Ora il materiale in polietilene sta diventando sempre più popolare nel settore edile e viene utilizzato per sistemi di tubazioni, sistemi di riscaldamento e raffreddamento idronici, tubazioni dell'acqua interna, isolamento ad alta tensione di cavi elettrici.

Il polietilene viene utilizzato anche per:

• gas naturale;
• applicazioni petrolifere offshore;
• scopi chimici;
• trasporto di acque reflue;
• emissioni di scorie.

Tali tecnologie sono ampiamente utilizzate nella posa di tubi dell'acqua, poiché il polietilene reticolato viene utilizzato per la produzione di tubi, grazie al quale sono in grado di portare in casa fino al 40% in più di acqua potabile. È dimostrato che stanno gradualmente diventando la tecnologia dominante nel problema della consegna dell'acqua in casa, quindi nei prossimi anni diventeranno la tendenza principale del business delle costruzioni.

La storia del riscaldamento nei diversi anni

Nella produzione di massa nel 20° secolo, i tubi dell'acqua erano realizzati in acciaio zincato, ma quando utilizzati causavano grandi disagi al consumatore. A causa di problemi con un'intensa crescita di ruggine, il volume di passaggio dell'acqua è stato notevolmente ridotto. Negli anni '60 i tubi zincati furono sostituiti con tubi di plastica con raccordi.

Ora il modo più popolare per trasportare l'acqua negli impianti di riscaldamento idraulici è diventata l'installazione di tubi in polietilene.

Il polietilene reticolato è più adatto per il ricircolo dell'acqua calda in casa, quindi questa soluzione è la più ottimale. Pertanto, i tubi in rame e zincati vengono sempre più sostituiti con tubi in polietilene.

Vantaggi del polietilene reticolato

Il polietilene reticolato ha guadagnato popolarità tra i consumatori grazie alla sua flessibilità. Il tubo può essere piegato ad ampio angolo. Inoltre, possono lavorare con curve di piccolo raggio, a volte supportate da una staffa metallica.

Possono lavorare dal punto di distribuzione del dispositivo di fissaggio senza tagliare o giuntare. Il montaggio consente di installare una linea di alimentazione dell'acqua direttamente dalla sorgente, utilizzando un solo collegamento a ciascuna estremità.

L'installazione comporta la riduzione al minimo di tutti i tipi di giri dei tubi, il che significa che l'acqua defluisce sotto una buona pressione, il che è molto favorevole per la doccia, il water e il lavandino.

Il costo del materiale è abbastanza accettabile e il prezzo è alla portata di quasi tutti.

I tubi in polietilene reticolato sono facili da installare. La loro installazione è meno laboriosa rispetto a quelle in rame o zincate, poiché non è necessario installare torce o saldature. Inoltre non è necessaria la colla per fissare i raccordi.

Il rischio di incendio durante l'installazione è eliminato, mentre è presente durante la saldatura, poiché vengono utilizzate le luci dei fiammiferi. Potrebbero verificarsi incendi a causa di fiamme e temperature elevate. Quando si utilizza il polietilene, questo problema non si presenterà.

Proprietà speciali

L'HDPE (polietilene a bassa pressione) ha proprietà speciali che contribuiscono alla resistenza e alla durata di servizio a lungo termine del materiale. I produttori di HDPE offrono un periodo di validità di circa 25 anni. Se i tubi sono realizzati con il metodo del polietilene ad alta pressione reticolato (LDPE), sono più resistenti alle proprietà distruttive e alla corrosione.

Adatto per tubazioni calde e fredde

La comoda posizione della cornice a colori elimina qualsiasi confusione. Tipicamente, il rosso è usato per l'acqua calda e il blu per il freddo.

Beneficio ambientale

Il polietilene è più ecologico del rame e dello zinco.

Svantaggi del polietilene reticolato

Sfortunatamente, questi tubi hanno anche i loro svantaggi. Consideriamoli più in dettaglio.

degradazione dalla luce solare

Il polietilene non può essere utilizzato in luoghi in cui è concentrata una grande quantità di luce solare. L'esposizione diretta alla luce solare degrada la qualità del materiale.

danno da insetti

Il materiale attira gli insetti, che penetrano nel sistema di riscaldamento della plastica, provocando fori e, di conseguenza, perdite d'acqua.

Non posso usare la colla

Influisce negativamente sul materiale in polietilene, provocandone l'invecchiamento precoce. Tali sistemi di riscaldamento sono spesso gravemente colpiti dall'uso di adesivi per l'isolamento. Pertanto, i materiali isolanti devono essere selezionati con molta attenzione.

Impatto negativo sulla salute

C'è un'opinione secondo cui il materiale in polietilene ha un effetto negativo sulla salute umana. Ciò è dovuto al grande accumulo di sostanze chimiche nocive che entrano nell'acqua che scorre attraverso i tubi. Sostanze come l'etere terz-butilico e l'alcol butilico sono molto dannose.

Installazione di un impianto di riscaldamento in polietilene

Esistono due modi per installare i tubi XLPE: utilizzando raccordi a compressione e raccordi a pressare. La prima opzione è molto più semplice. L'algoritmo delle azioni in questo caso è il seguente:

1. dirigere il filetto verso il raccordo e posizionare il dado di compressione sul tubo;
2. quindi mettere un anello diviso sul tubo, ma il suo bordo dovrebbe deviare dal tubo tagliato di 1 mm;
3. spingere il tubo sul raccordo del raccordo fino in fondo;
4. terminare serrando il dado di compressione con le chiavi.

Ricorda che è necessario serrare il dado con molta attenzione per non danneggiare il tubo con una forza eccessiva.
Per il montaggio con raccordi a innesto, è necessaria una speciale attrezzatura per la pressa. E l'installazione stessa è la seguente:

1. mettere un manicotto di serraggio continuo sul tubo;
2. fino all'arresto inserire nel tubo un espansore della misura richiesta;
3. portare dolcemente le maniglie dell'espansore fino all'arresto e tenerle in questa posizione per alcuni secondi;
4. inserire il tubo nel raccordo del raccordo fino in fondo;
5. utilizzando una pressa, premere la manica sul raccordo.

Vale la pena dare la preferenza ai tubi in polietilene e questa sarà la soluzione migliore per riscaldare una casa. Un tale sistema durerà a lungo senza causare disagi significativi ai residenti.

Oggi, purtroppo, le mosse di marketing e gli espedienti pubblicitari influiscono sempre più su varie soluzioni tecniche e sulla scelta di un particolare materiale e attrezzatura per un progetto. Sempre più spesso, al posto di un vero e proprio passaporto tecnico o di un catalogo per le attrezzature, i designer hanno sulla scrivania opuscoli pubblicitari e opuscoli, in base ai quali scelgono. Ciò che è inaccettabile scrivere in una letteratura tecnica seria migra nelle pagine di tali opuscoli. Spesso i marketer assegnano al loro prodotto indicatori sovrastimati o del tutto inesistenti, ingannando gli ingegneri. Di norma, le eccezionali caratteristiche tecniche dell'attrezzatura nei libretti sono presentate come innegabili vantaggi. Al contrario, qualsiasi informazione tecnica sui prodotti della concorrenza viene presentata come un difetto significativo e irreparabile.

Tutti questi fattori alla fine portano alla scelta sbagliata di materiali e attrezzature, che alla fine possono portare a un'emergenza. La colpa in questo caso ricade sulle spalle del progettista, dal momento che qualsiasi produttore, insieme a pubblicità colorata che descrive trionfalmente tutte le delizie del prodotto, ha delle note a piè di pagina in caratteri piccoli o una scheda tecnica accuratamente nascosta all'occhio umano con dati reali. Molto spesso, gli opuscoli pubblicitari forniscono informazioni che non contraddicono i dati del passaporto, ma sono presentate in modo tale che le persone abbiano un'idea falsa sulle reali caratteristiche tecniche del prodotto. Ad esempio, le frasi "un tubo può sopportare una temperatura di 95 ºС e una pressione di 10 bar" e "un tubo può resistere a una temperatura del liquido di raffreddamento di 95 ºС a una pressione di 10 bar per 50 anni" sono fondamentalmente diverse l'una dall'altra . Nel primo caso, si pone un indovinello: il tubo è in grado di resistere a una temperatura del liquido di raffreddamento di 95 ºС e 10 bar contemporaneamente, o sono questi due punti critici per l'applicazione di questo tubo? E, soprattutto, non esiste un indicatore temporale, ovvero non si sa per quanto tempo il gasdotto possa resistere a questi parametri: cinque minuti, un'ora o 50 anni?

Questo articolo elenca i principali espedienti e miti di marketing propagati dai produttori di tubi PEX.

1° gruppo di miti - sulla superiorità di un metodo di cucitura rispetto a un altro

Quasi tutti i produttori di tubi PEX affermano che è il metodo per cucire i propri tubi il migliore, mentre altri non vanno bene. Solo il polietilene reticolato secondo il loro metodo avrà maggiori caratteristiche di resistenza e indicatori di affidabilità.

Per cominciare, vorrei ricordare alcune informazioni sulla reticolazione del polietilene. Per reticolazione si intende la creazione di un reticolo spaziale in polietilene ad alta densità dovuto alla formazione di reticolazioni volumetriche tra macromolecole polimeriche. La quantità relativa di reticolazione formata per unità di volume di polietilene è determinata dal "grado di reticolazione". Il grado di reticolazione è il rapporto tra la massa del polietilene ricoperta da legami tridimensionali e la massa totale del polietilene. In totale sono noti quattro metodi industriali per reticolare il polietilene, a seconda dei quali il polietilene reticolato è indicizzato dalla lettera corrispondente.

Tabella 1. Tipi di reticolazione del polietilene

Reticolazione con perossido (metodo "a")

Il metodo "a" è una reticolazione chimica del polietilene utilizzando perossidi e idroperossidi organici.

I perossidi organici sono derivati ​​del perossido di idrogeno (HOOH) in cui uno o due atomi di idrogeno sono sostituiti da radicali organici (HOOR o ROOR). Il perossido più popolare utilizzato nella produzione di tubi è dimetil-2,5-di-(bytilperossi)esano. I perossidi sono sostanze altamente pericolose. La loro produzione è un processo tecnologicamente complesso e costoso.

Per ottenere il PEX secondo il metodo "a", il polietilene viene fuso insieme ad antiossidanti e perossidi prima dell'estrusione (processo Thomas Engel), Riso. 1.1. Con un aumento della temperatura a 180–220 ºС, il perossido si decompone, formando radicali liberi (molecole con un legame libero), Riso. 1.2. I radicali di perossido vengono prelevati dagli atomi di polietilene da un atomo di idrogeno, che porta alla formazione di un legame libero all'atomo di carbonio ( Riso. 1.3). Nelle vicine macromolecole di polietilene, gli atomi di carbonio che hanno legami liberi sono combinati ( Riso. 1.4). Il numero di legami intermolecolari è 2–3 per 1000 atomi di carbonio. Il processo richiede uno stretto controllo della temperatura durante il processo di estrusione, quando si verifica la pre-reticolazione e durante l'ulteriore riscaldamento del tubo.

Il metodo "a" è il più costoso. Garantisce la completa copertura volumetrica della massa di materiale per azione dei perossidi, in quanto aggiunti alla massa fusa iniziale. Tuttavia, questo metodo richiede che la reticolazione sia almeno del 75% (secondo gli standard russi - non inferiore al 70%), il che rende i tubi realizzati con questo materiale più rigidi rispetto ad altri metodi di reticolazione.

Reticolazione silanica (metodo "B»)

Il metodo "b" è una reticolazione chimica del polietilene utilizzando organosilani. Gli organosilanidi sono composti di silicio con radicali organici. I silanidi sono sostanze velenose.

Attualmente, per la produzione di tubi in PEX secondo il metodo “b”, viniltrimetossilossano (H 2 C=CH)Si(OR) 3 ( Riso. 2.1). Quando riscaldato, i legami del gruppo vinilico vengono distrutti, trasformando le sue molecole in radicali attivi ( Riso. 2.2). Questi radicali sostituiscono l'atomo di idrogeno nelle macromolecole di polietilene ( Riso. 2.3). Quindi il polietilene viene trattato con acqua o vapore acqueo, mentre i radicali organici attaccano una molecola di idrogeno dall'acqua e formano un idrossido stabile (alcool organico). I radicali polimerici vicini vengono chiusi attraverso il legame Si-O, formando un reticolo spaziale ( Riso. 2.4). Lo spostamento dell'acqua da PEX è accelerato da un catalizzatore di stagno. Il processo di reticolazione finale avviene già nella fase solida del prodotto.

Reticolazione con radiazioni (metodo "c")

Il metodo "c" consiste nell'esporre il gruppo C-H ad un flusso di particelle cariche ( Riso. 3.1). Può essere un flusso di elettroni o raggi gamma. Con questa esposizione, alcune delle obbligazioni CH vengono distrutte. Gli atomi di carbonio delle macromolecole vicine, da cui è stato eliminato un atomo di idrogeno, si combinano tra loro ( Riso. 3.3). L'irradiazione del polietilene da parte di un flusso di particelle avviene già dopo il suo stampaggio, cioè allo stato solido. Gli svantaggi di questo metodo includono l'inevitabile reticolazione irregolare.

È impossibile posizionare l'elettrodo in modo che sia equidistante da tutte le zone del prodotto irradiato. Pertanto, il tubo risultante avrà una reticolazione irregolare lungo la lunghezza e lo spessore.

L'acceleratore ciclico di elettroni (betatron) è più spesso utilizzato come fonte di irraggiamento, che è relativamente sicuro sia nella produzione che nell'uso del tubo finito.

Nonostante ciò, in molti paesi europei è vietata la produzione di tubi cuciti con il metodo "c".

Per ridurre il costo del processo di reticolazione, il cobalto radioattivo (Co 60) viene talvolta utilizzato come sorgente di radiazioni. Questo metodo è sicuramente più economico, poiché il tubo viene semplicemente posizionato in una camera con cobalto, ma la sicurezza dell'utilizzo di tali tubi è molto dubbia.

Idea sbagliata n. 1 : “Il metodo di reticolazione (PEX-a) è migliore di altri in termini di resistenza del materiale risultante, perché il grado minimo di reticolazione regolamentato per questo metodo è maggiore rispetto ad altri metodi. E maggiore è il grado di reticolazione del PEX, più resistente è il materiale.

In effetti, GOST R 52134 regola un diverso grado minimo consentito di reticolazione dei tubi PEX per diversi metodi di produzione ( scheda. uno), ed è vero che all'aumentare del grado di reticolazione, aumenta la resistenza dei tubi.

Tuttavia, è inaccettabile confrontare i gradi di reticolazione di PEX-a, PEX-b e PEX-c, poiché i legami molecolari di questi materiali formati a seguito della reticolazione hanno punti di forza diversi e quindi anche questi tipi di polietilene reticolato nella stessa misura avrà diversi punti di forza. L'energia di legame di tipo CC che si forma nel polietilene reticolato con i metodi "a" e "c" è di circa 630 J/mol, mentre l'energia di legame di tipo Si-C che si forma nel polietilene a croce -legato con il metodo "b" è 780 J/mol. Le proprietà fisico-chimiche e tecniche sono inoltre influenzate dall'interazione delle macromolecole dovuta ai legami idrogeno che si formano nel polimero per la presenza di gruppi polari e atomi attivi, nonché dalla formazione di associati a seguito dell'interazione dei legami incrociati se stessi. Questa è principalmente caratteristica di un polimero reticolato con silanolo, dove è presente un gran numero di gruppi silanolici in grado di formare ulteriori siti di impegno in regioni amorfe, aumentando la densità della rete strutturale (che è del 30% superiore a quella del perossido e 2,5 volte superiore che con irraggiamento). reticolazione) e riducono la deformabilità alle alte temperature.

Le prove al banco di tubi in polietilene reticolato mostrano alcuni vantaggi in termini di resistenza della reticolazione con silano. Quindi, a una temperatura di prova di 90 °C per tubi con un diametro di 25 mm e una lunghezza di 400 mm, la pressione di frattura dei tubi in PEX-a, PEX-b e PEX-c era 1,72, 2,28 e 1,55 MPa , rispettivamente (BC Osipchik, ED Lebedeva, "Analisi comparativa delle proprietà prestazionali delle poliolefine reticolate con vari metodi e miglioramento delle caratteristiche fisico-chimiche del polietilene reticolato con silanolo", 24 maggio 2011).

Pertanto, le affermazioni secondo cui PEX-a è il materiale più resistente a causa del maggiore grado di reticolazione non sono vere. Questo fattore è piuttosto uno svantaggio che un vantaggio di questo metodo di reticolazione.

Il metodo di cucitura non è l'indicatore più importante di un tubo quando lo si sceglie. Prima di tutto, dovresti assicurarti che il polietilene di cui è fatto il tubo sia davvero reticolato. Alcuni produttori non cuciono o non cuciono affatto il tubo, pur indicando su di esso le stesse caratteristiche dei tubi PEX di alta qualità.

Ad esempio, nel maggio 2013, i tubi GROSS sono stati ritirati dalla circolazione in Ucraina. Con questo marchio sono stati distribuiti tubi in polietilene reticolato, sui tubi stessi c'era una marcatura PEX ( Riso. 4), ma in realtà questi tubi erano costituiti da un normale polietilene non reticolato, vale la pena parlare delle loro prestazioni? C'è un modo semplice per determinare cosa c'è di fronte a te: polietilene reticolato o un falso in polietilene normale. Per fare ciò, un pezzo di tubo deve essere riscaldato a una temperatura di 150–180 ºС, il polietilene ordinario perde la sua forma a questa temperatura e il reticolato a causa dei legami intermolecolari mantiene la sua forma anche a temperature così elevate ( Riso. 5).

Riso. 4. Marcatura sul tubo Grossa

Riso. 5. Tubi Gross (campione 7) e VALTEC PEX-EVOH (campione 6) dopo il riscaldamento in forno per 30 minuti a una temperatura di 180 ºС

Idea sbagliata n. 2: "Solo il polietilene reticolato secondo il metodo "a" ha le proprietà di memoria della temperatura, il polietilene reticolato con altri metodi non ha questa proprietà.

Cosa si intende in questo caso per "effetto memoria di temperatura"? L'essenza di questo effetto è che il tubo predeformato, dopo il riscaldamento, ripristina la sua forma originale, che aveva prima della deformazione. Questa proprietà si manifesta a causa del fatto che durante la flessione e la deformazione, le aree molecolarmente legate vengono compresse o allungate, accumulando stress interno. Dopo il riscaldamento nei punti di deformazione, l'elasticità del materiale diminuisce. Le sollecitazioni interne accumulate durante il processo di deformazione creano forze nello spessore del materiale “ammorbidito” dirette verso la forma originaria del tubo. Sotto l'influenza di questi sforzi, il tubo tende a riprendersi.

Riso. 6.1. frattura del tuboVALTEC PEX- EVOH(metodo di reticolazione - PEX-b) e il suo recupero dopo riscaldamento a 100 °C

Riso. 6.2. Frattura di un tubo PEX-a con strato antidiffusione e suo recupero dopo riscaldamento a 100 °C

Riso. 6.3. Frattura di un tuboPEX- C senza uno strato antidiffusione e il suo recupero dopo il riscaldamento a 100 ° C (il polietilene reticolato incolore diventa trasparente alle alte temperature)

Nelle figure 6.1 – 6.3 mostra il ripristino dei tubi con vari metodi di cucitura dopo una pausa. Con tutti i metodi di cucitura, i tubi hanno ripristinato la loro forma originale. Rughe formate su tubi rivestiti con uno strato antidiffusione dopo il restauro. In questi punti, lo strato antidiffusione si è delaminato dallo strato PEX. Ciò non pregiudica le caratteristiche del tubo, in quanto lo strato di lavoro è uno strato di PEX completamente rigenerato.

L'effetto memoria è inerente a qualsiasi polietilene reticolato. L'unica differenza tra PEX-a nella tecnica di recupero è che PEX-a reticola durante l'estrusione e la forma originale a cui la tubazione cerca di tornare è diritta. PEX-b e PEX-c, di regola, vengono cuciti insieme dopo essere stati formati in bobine e, di conseguenza, la forma a cui tenderanno le tubazioni è un cerchio con un raggio uguale al raggio della bobina.

Idea sbagliata n. 3: "Il collegamento B non fornisce l'igiene richiesta per i tubi, poiché i silani utilizzati nella produzione di questi tubi sono tossici".

Infatti i silani (SiH 4 - Si 8 H 18), utilizzati per ottenere il PEX-b, sono estremamente tossici. Tuttavia, l'acido silicico per la reticolazione del polietilene viene utilizzato solo nell'industria dei cavi. Per la produzione di pipe vengono utilizzati organosilanidi, anch'essi velenosi, ma la loro caratteristica distintiva è che una volta reticolati, passano completamente in uno stato legato chimicamente o si trasformano in un alcol organico chimicamente neutro, che viene lavato via durante idratazione delle condotte. Ad oggi, il reagente più comune per la reticolazione del polietilene con il metodo “b” è il viniltrimetossilano (formula semplificata: C 2 H 4 Si (OR) 3).

L'indicatore principale della sicurezza della tubazione e dei raccordi è il certificato igienico. Solo tubi e raccordi che portano questo certificato sono approvati per l'installazione in sistemi di acqua potabile.

Idea sbagliata n. 4: "Solo i tubi PEX-a hanno un grado uniforme di reticolazione su tutta la sezione trasversale, mentre altri tubi hanno una reticolazione irregolare".

Il vantaggio principale della reticolazione "a" è che i perossidi vengono aggiunti al polietilene fuso prima che venga estruso nel tubo e la reticolazione del tubo con la dovuta attenzione alle temperature e ai dosaggi di perossido sarà uniforme.

Quando le tubazioni in polietilene reticolato non erano ampiamente utilizzate, la reticolazione con i metodi "b" e "c" presentava uno svantaggio, che consisteva in una reticolazione irregolare lungo la lunghezza e la larghezza della tubazione. Tuttavia, quando il volume di produzione dei tubi ha raggiunto diversi chilometri alla settimana, è sorta la domanda di migliorare la qualità e l'automazione di questi tipi di cuciture. Utilizzando il metodo del silano, è possibile cucire uniformemente la tubazione scegliendo il giusto dosaggio di reagenti, mantenendo accuratamente i parametri di temperatura e tempo di lavorazione del tubo e utilizzando anche catalizzatori (stagno).

Inoltre, il metodo moderno di introduzione del silano differisce da quello originale, se durante l'estrusione è stato aggiunto silano al fuso di polietilene (metodo B-SIOPLAST), ora, di regola, il silano viene premiscelato con perossido e una certa quantità di polietilene e solo successivamente addizionato all'estrusore (metodo B-MONOSIL).

Gli impianti che producono grandi volumi di tubi, per tentativi ed errori, hanno da tempo raggiunto la tecnologia di reticolazione ideale e l'automazione della produzione ha permesso di ottenere tubi con caratteristiche stabili. Pertanto, il problema della cucitura irregolare della conduttura rimane solo nelle piccole industrie non automatizzate.

Idea sbagliata n. 5: "PERT è un tipo di polietilene reticolato e non è inferiore ad esso in termini di prestazioni".

Il polietilene resistente al calore PERT è un materiale relativamente nuovo utilizzato per la produzione di tubi. A differenza del polietilene convenzionale, che utilizza il butene come copolimero, PERT utilizza ottene (ottilene C 8 H 16) come copolimero. La molecola dell'ottene ha una struttura spaziale estesa e ramificata. Formando rami laterali del polimero principale, il copolimero crea un'area di catene di copolimero intrecciate attorno alla catena principale. Questi rami di macromolecole vicine formano coesione spaziale non per la formazione di legami interatomici, come in PEX, ma per la coesione e l'intreccio dei loro "rami"

Il polietilene resistente al calore ha una serie di proprietà del polietilene reticolato: resistenza alle alte temperature e ai raggi ultravioletti. Tuttavia, questo materiale non ha una resistenza a lungo termine alle alte temperature e pressioni ed è anche meno resistente agli acidi del PEX. Sul Riso. 7 vengono presentati i grafici della resistenza a lungo termine del polietilene reticolato PEX e del polietilene ad alta temperatura PERT, tratti da GOST R 52134-2003 con modifica n. 1. Come si può vedere dai grafici, il polietilene reticolato perde poco in la sua resistenza nel tempo, anche ad alte temperature. Allo stesso tempo, il grafico del calo di forza è lineare e facilmente prevedibile. Per PERT, il grafico presenta un nodo e, ad alte temperature, questo nodo si verifica dopo due anni di funzionamento. Il punto di rottura è chiamato critico, quando viene raggiunto questo punto, il materiale inizia ad accelerare attivamente la perdita di forza. Tutto ciò porta al fatto che il tubo, che ha raggiunto un punto critico, si rompe molto rapidamente.

Riso. 7. Curve di riferimento della resistenza a lungo termine dei tubi in PEX (sinistra) e PERT (destra)

Inoltre, a causa della mancanza di legami tra le macromolecole, PERT non possiede le proprietà di memoria di temperatura.

Idea sbagliata n. 6: "I tubi PEX possono essere utilizzati incondizionatamente per i sistemi di riscaldamento a radiatori".

Le condizioni per l'applicabilità di tubazioni in plastica e metallo-plastica sul territorio della Federazione Russa sono regolate da GOST 52134-2003. Poiché la resistenza delle tubazioni di plastica è influenzata in modo abbastanza significativo dal tempo di esposizione a un liquido di raffreddamento con una certa temperatura, hanno classi operative ( scheda. 2), che riflettono la natura dell'impatto di determinate temperature sul tubo durante l'intera vita utile.

Tabella 2. Classi di funzionamento delle tubazioni polimeriche

Classe operativa	Area di applicazione	T schiavo, °C	Ora alle T Schiavo; anni	T massimo, °C	Ora alle T massimo, anni	T avari, °C	Ora alle T incidente, h
	Fornitura di acqua calda (60 °C)
	Fornitura di acqua calda (70 °C)
	Riscaldamento a pavimento a bassa temperatura Riscaldamento a pavimento ad alta temperatura
	Riscaldamento a bassa temperatura con dispositivi di riscaldamento
	Riscaldamento ad alta temperatura con dispositivi di riscaldamento
	Fornitura di acqua fredda

Allo stesso tempo, l'uso di tubazioni negli impianti di riscaldamento e di approvvigionamento idrico è limitato dai paragrafi 5.2.1 e 5.2.4:

“5.2.1 Tubi e raccordi in materiale termoplastico devono essere utilizzati negli impianti di approvvigionamento idrico e di riscaldamento con una pressione massima di esercizio P max 0,4; 0,6; 0,8 e 1,0 MPa e condizioni di temperatura indicate nella tabella 26. Sono stabilite le seguenti classi di funzionamento di tubi e raccordi ... "

"5.2.4 Possono essere stabilite altre classi operative, ma le temperature non devono superare quelle specificate per la classe 5."

In altre parole, il produttore può impostare qualsiasi rapporto tra il tempo di influenza delle varie temperature. Tuttavia, la temperatura massima di esercizio non deve essere superiore a 90 °C. Nella maggior parte dei sistemi di riscaldamento, la temperatura di progetto del liquido di raffreddamento è di 95 °C. Da qui i dati seguono la conclusione: nei vecchi sistemi, i tubi PEX sono inaccettabili da usare. E se questi tubi vengono utilizzati per il riscaldamento di radiatori ad alta temperatura, solo in un sistema progettato per una temperatura massima di esercizio di 90 ° C.

Ma perché la maggior parte dei prodotti pubblicitari dei produttori di tubi PEX indica una temperatura massima di esercizio di 95 ° C? Il fatto è che nella clausola 5.2.1 GOST stabilisce standard solo per l'uso di tubi di plastica, in altre parole regola i tipi di sistemi in cui possono essere utilizzati i tubi, ma non i tubi stessi, il che conferisce ai produttori il diritto di scrivere quasi tutte le temperature di esercizio nelle caratteristiche tecniche dei tubi.

“La differenza è solo 5°C non influisce in modo significativo sulla resistenza a lungo termine del tubo”- può essere ascoltato come una giustificazione per l'uso di una pipa. Ma il tubo ha tre parametri principali: temperatura, pressione e durata, e se si aumenta uno dei parametri, gli altri due diminuiranno inevitabilmente. Pertanto, è possibile utilizzare il tubo a temperature più elevate, ma bisogna tenere conto del fatto che ciò causerà inevitabilmente una riduzione della vita utile. La durata minima consentita delle tubazioni secondo SNiP 41-01-2003 è di 25 anni e, se le tubazioni sono nascoste nella struttura dell'edificio, la durata deve essere di almeno 40 anni. Con un aumento della temperatura di esercizio a 95 ° C, la durata della tubazione si riduce a 35-40 anni, a seconda dello spessore della parete, quindi si può concludere che i tubi con tali parametri applicativi non possono essere posati di nascosto.

Di seguito sono riportati esempi di utilizzo delle omissioni del fornitore quando si specificano le specifiche tecniche:

La temperatura di esercizio di 95 ºС a una pressione di 0,8 MPa non può corrispondere a una durata di 50 anni. Dal grafico in poi Riso. 5 si può vedere che la durata massima del gasdotto a una temperatura di 95 ºС è di 8 anni.

Sono indicate la temperatura massima di esercizio di 95 ºС e la durata di 50 anni, ma è silenzioso che questa temperatura possa agire sul tubo per un massimo di 1 anno su questi 50 anni.

Idea sbagliata n. 7: "Lo strato di protezione dall'ossigeno dell'oleodotto è uno stratagemma di marketing e non ha alcun effetto sulle prestazioni ..."

L'uso di uno strato protettivo di ossigeno è dovuto principalmente al rispetto dei requisiti di SNiP 41-01-2003 "Riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria" paragrafo 6.4.1

“... I tubi polimerici utilizzati negli impianti di riscaldamento insieme a tubi metallici (anche in sistemi di fornitura di calore esterni) o con strumenti e apparecchiature che presentano restrizioni sul contenuto di ossigeno disciolto nel liquido di raffreddamento devono avere una permeabilità all'ossigeno non superiore a 0,1 g / m giorno ... »

La permeabilità all'ossigeno di un tubo in polietilene reticolato con uno spessore della parete di 2 mm e un diametro di 16 mm ad una temperatura dell'aria di 20 ºС è di 670 g/m³·giorno. Ovviamente, un tubo XLPE convenzionale non soddisfa i requisiti di questo SNiP. I requisiti di SNiP non sono apparsi per caso, il fatto è che un liquido di raffreddamento appositamente preparato viene utilizzato nei sistemi di riscaldamento e fornitura di calore. L'acqua nelle caldaie o nei punti di riscaldamento viene disaerata mediante installazioni speciali. Tutto ciò al fine di prevenire la corrosione degli elementi in acciaio e alluminio del sistema, che, in un modo o nell'altro, sono presenti in qualsiasi sistema.

Per comprendere l'effetto dannoso che l'ossigeno dà nel liquido di raffreddamento, spieghiamo il processo di corrosione dell'acciaio stesso. L'acciaio si corrode sia nell'acqua in cui l'ossigeno è disciolto che nell'acqua disaerata, ma il corso del processo è leggermente diverso.

In acqua che non contiene ossigeno, la corrosione procede come segue: sotto l'influenza dell'acqua, alcuni atomi di ferro vanno in soluzione, a seguito della quale una carica negativa di atomi di ferro (Fe 2+ + 2e -) si accumula sul superficie dell'acciaio. Nell'acqua, a causa della presenza di impurità, si formano cationi e anioni H + e OH -. Gli ioni ferro con carica negativa, che sono andati in soluzione, si combinano con gli anioni del gruppo idrogeno, formando un idrato di ferro poco solubile in acqua (è questa sostanza che conferisce al liquido di raffreddamento il colore marrone ruggine): Fe 2 + + 2OH - → Fe(OH) 2.

I cationi idrogeno (H +), aventi una carica positiva, vengono attratti dalla superficie interna del tubo, che ha una carica negativa, formando idrogeno atomico, che forma uno strato protettivo sulla superficie del tubo (depolarizzazione dell'idrogeno), che riduce il tasso di corrosione.

Come puoi vedere, la corrosione dell'acciaio in assenza di ossigeno è temporanea, fino a quando l'intera superficie interna del tubo non è ricoperta da un film protettivo e la reazione rallenta.

Nel caso in cui l'acciaio venga a contatto con acqua contenente ossigeno, la corrosione avviene in modo diverso: l'ossigeno contenuto nell'acqua lega l'idrogeno, che forma uno strato protettivo sulla superficie del ferro (depolarizzazione dell'ossigeno). E il ferro ferroso viene ossidato a ferrico:

4Fe(OH) 2 + H 2 O + O 2 → 4Fe(OH) 3,

nFe(OH) 3 + H 2 O + O 2 → xFeO yFe 2 O 3 zH 2 O.

I prodotti di corrosione in questo caso non formano uno strato protettivo strettamente adiacente alla superficie metallica. Ciò è dovuto all'aumento di volume che si verifica durante il passaggio dell'idrossido di ferro ad ossido ferroso idrato, e al "rigonfiamento" dello strato di ferro soggetto a corrosione. Pertanto, la presenza di ossigeno nell'acqua accelera notevolmente la corrosione dell'acciaio nell'acqua.

Gli elementi che subiscono la corrosione in primo luogo sono caldaie, giranti di pompe, tubazioni in acciaio, rubinetti, ecc.

In che modo l'ossigeno penetra attraverso lo spessore del polietilene e si dissolve nell'acqua? Questo processo è chiamato diffusione dei gas, un processo in cui una sostanza gassosa può penetrare attraverso lo spessore di un materiale amorfo a causa della differenza di pressioni parziali di questo gas su entrambi i lati della sostanza. L'energia che permette al gas di passare attraverso lo spessore della plastica nasce dalla differenza delle pressioni parziali dell'ossigeno nell'aria e dell'ossigeno nell'acqua. La pressione parziale dell'ossigeno nell'aria in condizioni normali è 0,147 bar. La pressione parziale nell'acqua assolutamente disaerata è 0 bar (indipendentemente dalla pressione del liquido di raffreddamento) e aumenta quando l'acqua è satura di ossigeno.

Riso. 8. Strato EVOH del tubo VALTEC PEX-EVOH con ingrandimento x100

Non è difficile quantificare il danno che può causare un tubo senza barriera all'ossigeno.

Prendiamo ad esempio un impianto di riscaldamento con tubi in polietilene reticolato senza barriera all'ossigeno. La lunghezza totale dei tubi con un diametro esterno di 16 mm è di 100 m Durante l'anno di funzionamento di questo sistema, entrerà nell'acqua:

Q = D O 2 ( D n - 2 S) 2 l · z\u003d 650 (0,16 - 2 0,002) 2 100 365 \u003d 3416 g di ossigeno.

Nella formula sopra D O 2 - coefficiente di permeabilità all'ossigeno, per tubi PEX con un diametro esterno di 16 mm e uno spessore della parete di 2 mm, è di 650 g / m 3 · giorno; D n e S- il diametro esterno della condotta e il suo spessore, rispettivamente, m, l– lunghezza della condotta, m, z- numero di giorni di funzionamento.

Nel liquido di raffreddamento, l'ossigeno sarà sotto forma di molecole di O 2.

La massa di ferro entrata nella reazione di ossidazione può essere calcolata utilizzando il calcolo stechiometrico delle equazioni per l'ossidazione del ferro ferroso (2Fe + O 2 → 2FeO) e la successiva ossidazione a ferro ferrico (4FeO + O 2 → 2Fe 2 O 3 ).

Nella reazione di ossidazione del ferro ferroso, la sua massa sarà pari a:

mFe = m o2· n Fe· M Fe /(no 2 · M O2) = 3416 2 56 / (1 32) = 11 956

In questo calcolo m Fe è la massa di ferro ferroso che ha reagito, g, m o 2 è la massa di ossigeno che è entrata nella reazione, g, n Fe e nO2- la quantità della sostanza che è entrata nella reazione: (ferro, Fe, - 2 mol, ossigeno, \u003d sì, O 2, - 1 mol), M Fe e MO 2 - massa molare (Fe - 56 g / mol; O 2 - 32 g / mol).

Nella reazione di ossidazione del ferro ferrico, la sua massa sarà uguale a:

mFe = m o2· n Fe· M Fe /(no 2 · M O2) = 3416 4 56 / (3 32) = 7970

Qui, la quantità della sostanza che ha reagito con il ferro ( n Fe) è 4 mol di ossigeno ( nO2) - 3 mol.

Ne consegue che quando 3416 g di ossigeno entrano nel liquido di raffreddamento, la quantità totale di ferro soggetto a corrosione sarà di 11.956 g (11,9 kg), mentre 7.970 g (7,9 kg) di ferro formano uno strato arrugginito sulle pareti in acciaio, e 11.956 - 7.970 = 3.986 (3,98 kg) di ferro rimarranno in uno stato bivalente ed entreranno nel liquido di raffreddamento, inquinandolo. Per fare un confronto: se prendiamo la permeabilità all'ossigeno della tubazione come il massimo consentito secondo le norme (0,1 g / m 3 giorni), allora 0,52 g di ossigeno all'anno si dissolveranno in acqua, il che porterà a una corrosione di un massimo di 1,82 g di ferro, cioè 6.500 volte in meno.

Naturalmente, non tutto l'ossigeno che entra nel tubo interagisce con il ferro, parte dell'ossigeno interagisce con le impurità nel liquido di raffreddamento e parte può raggiungere la stazione di disaerazione, dove verrà nuovamente rimosso dal liquido di raffreddamento. Tuttavia, il pericolo della presenza di ossigeno nell'impianto è molto significativo e non esagerato.

A volte nelle pubblicazioni c'è una frase: “... le prese d'aria automatiche rimuoveranno tutto l'ossigeno che è entrato attraverso le pareti della tubazione". Questa affermazione non è del tutto vera, poiché uno sfiato dell'aria automatico può rilasciare ossigeno solo se viene rilasciato dal liquido di raffreddamento. Il rilascio di gas disciolti si verifica solo quando la portata o la pressione vengono bruscamente ridotte, cosa rara nei sistemi convenzionali. Per rimuovere l'ossigeno sono installati speciali disaeratori a flusso continuo, in cui si verifica una forte diminuzione della velocità e la rimozione dei gas rilasciati. Sul Riso. 9.1 e 9.2 mostra la versione consueta dell'installazione della presa d'aria e la versione con camera di disaerazione. Nel primo caso, la presa d'aria rimuove solo una piccola quantità di gas accumulati nella tubazione, nel secondo - gas che vengono "estratti" forzatamente dal flusso a causa di un forte aumento della sezione trasversale e di una diminuzione della velocità.

Idea sbagliata n. 8: "L'allungamento della temperatura dei tubi PEX è molte volte maggiore dell'allungamento della temperatura di altri materiali, a causa di un così grande allungamento della temperatura, il tubo incorporato rompe il massetto e l'intonaco ..."

Come al solito, questi miti si basano su fatti attendibili (l'allungamento della temperatura di un tubo in polietilene reticolato è quasi 8 volte maggiore di quello di un tubo metallo-plastica), ma la conclusione è errata.

Per scoprire se si verificherà o meno la distruzione del massetto, è necessario comprendere i processi che avvengono in un tubo monolitico.

La tubazione posata all'aperto, una volta riscaldata a una certa temperatura, inizierà ad allungarsi. L'allungamento relativo della tubazione è facile da calcolare con la formula:

Δ l = kt · Δ T · l,

dove kt- coefficiente di allungamento termico del materiale del tubo, Δ T- la differenza tra la temperatura del liquido di raffreddamento e la temperatura dell'aria durante l'installazione del tubo; l- lunghezza della condotta.

Riso. 10

Ma nel massetto il tubo non può allungarsi, poiché il massetto cemento-sabbia ne impedisce la dilatazione termica. In questo caso, per ogni unità di estensione della condotta, la fascetta la comprimerà della stessa distanza. In definitiva, la condotta sarà compressa dal massetto ad una distanza pari al suo allungamento termico ( Riso. undici), la sua lunghezza non cambierà. Sorge la domanda, dove va il pezzo di tubo in più. Il fatto è che è necessaria una certa forza per comprimere il tubo. La sezione allungata del tubo si trasforma semplicemente in sollecitazione, che il tubo esercita sul massetto. E la risposta alla domanda se il massetto resisterà allo stress termico del tubo dipende solo dallo stress che il tubo eserciterà sul massetto.

Riso. undici

La sollecitazione che la condotta esercita sul massetto può essere stimata utilizzando la legge di Hooke, la deformazione elastica dei materiali. La tensione che darà il tubo sarà pari a:

n = Δ l · S · e / l,

dove Sè l'area della sezione trasversale delle pareti della condotta, eè il modulo elastico del materiale della tubazione, l- lunghezza della condotta.

Ma anche se si ottiene un certo valore di tensione per un determinato tubo, ne risulterà uno scarso vantaggio pratico, poiché questo valore deve essere confrontato con la sollecitazione massima consentita del massetto e, sulla base di questo confronto, trarre una conclusione su l'uso di questo tubo. Ma è abbastanza difficile calcolare la sollecitazione massima consentita nel massetto e il valore risultante, di norma, non sarà accurato, poiché nel massetto sono presenti dossi e concentratori di sollecitazioni, ecc.

Ma usando questa formula, puoi confrontare le tubazioni tra loro in termini di tensione che esercitano sul massetto. Se sostituiamo nella formula della sollecitazione, la formula dell'allungamento termico, otteniamo:

n = k t Δt L se / L = k t t se e.

Per un tubo metallo-plastica con un diametro di 16 mm, quando viene riscaldato di 50 ° C, la sollecitazione nel massetto è:

n= 0,26 10–4 50 8,7 10–5 8400 = 9,5 10–4 MPa.

n= 1,9 10–4 50 8,7 10–5 670 = 5,5 10–4 MPa.

n= 0,116 10–4 50 16,2 10–5 200.000 = 187,9 10–4 MPa.

Pertanto, si può vedere che PEX esercita meno sollecitazioni sul massetto rispetto a un tubo simile in metallo-plastica. Il carico della tubazione sul massetto dipende non solo dalla dilatazione termica della tubazione, ma anche dal modulo elastico, che è relativamente basso per il polietilene reticolato rispetto ad altri tipi di materiali. L'acciaio, a causa dell'elevato modulo elastico, nonostante il più basso coefficiente di dilatazione termica, provoca molte più sollecitazioni nel massetto rispetto ai tubi ad alta dilatazione termica.

Idea sbagliata n. 9: "Non è possibile montare un tubo PEX utilizzando raccordi a pressare, poiché la proprietà della memoria della temperatura non è coinvolta nel processo di garanzia della tenuta".

Ad oggi, per collegare le tubazioni PEX vengono utilizzati due tipi di connessioni: raccordi a pressare e raccordi con manicotto a compressione.

Per prima cosa devi capire il meccanismo per collegare i raccordi a pressare:

Dopo aver premuto il raccordo con una pressa, il manicotto esterno in acciaio si deforma, comprimendo la parete in polietilene. Allo stesso tempo, anche il polietilene si deforma e, a causa dello stress accumulato nei legami spaziali delle molecole, il polietilene tende a tornare alla sua forma originale (memoria di forma). Poiché il modulo elastico dell'acciaio è molte volte maggiore del modulo elastico del polietilene reticolato, non è il manicotto che subisce la deformazione, ma il polietilene, che va più in profondità nelle scanalature del raccordo e sigilla il giunto. Gli anelli di gomma in questo caso servono a due scopi principali:

Primo squillo (on Riso. 12 sinistra) è al di fuori dell'area di crimpatura della pressa. Viene utilizzato per garantire la tenuta in caso di piccoli movimenti del raccordo durante il funzionamento (tali movimenti possono essere causati da sbalzi di temperatura). Il modulo elastico dell'EPDM (il materiale di cui è composta la gomma sigillante) è molte volte inferiore al modulo elastico del PEX, quindi questo materiale in questi casi riempie tutti i vuoti formati a seguito dello spostamento del raccordo.

Riso. 12. Compressione del tubo VALTC PEX-EVOH con raccordo a pressare

Il secondo anello è parzialmente nella zona di compressione (on Riso. 12 sulla destra). Questo anello è costantemente sotto carico dal manicotto in acciaio. Serve a compensare la differenza di dilatazione termica del polietilene e dell'ottone. Con un improvviso riscaldamento o un improvviso raffreddamento del raccordo, può verificarsi una situazione in cui appare uno spazio di micron tra il raccordo e la parete del tubo che, sebbene non provochi perdite, ridurrà significativamente la durata del collegamento. Questo anello in questo caso riempirà il vuoto risultante e garantirà la tenuta.

I tubi in polietilene reticolato con il metodo "b" non vengono montati utilizzando raccordi a manicotto a compressione poiché durante tale installazione l'estremità del tubo viene espansa mediante un estrattore. L'allungamento a rottura di PEX-b rispetto a PEX-a è inferiore a causa dei legami silanici più forti. Pertanto, la procedura di espansione per la pipeline PEX-b porta all'accumulo di microfessure, che riducono la durata della connessione.

Il raccordo a pressare fornisce un fissaggio affidabile ed ermetico della tubazione durante l'intero periodo di lavoro.

Conclusione

Da un lato, l'uso di materiali moderni porta a una produzione più economica, un'installazione più rapida, rispetto dell'ambiente e sicurezza. Tutti questi fattori portano ad un miglioramento della qualità della vita umana. Ma allo stesso tempo, la concorrenza malsana tra i produttori di materiali moderni provoca paura dei consumatori nella percezione di tutto ciò che è nuovo e complica anche significativamente la scelta dell'uno o dell'altro materiale.