Система FAR - металлопластиковая труба + фитинг (журнал "СОК", № 09, 2013 г.)

Так, в пункте 6.1.2 СНиП 41-01–2003 «Отопление, водопровод, канализация» категорически утверждалось, что для трубопроводов из полимерных материалов «…параметры теплоносителя (температура, давление) не должны превышать 90 °C…». В пункте 1.1 СП 41-102–98 «Проектирование и монтаж трубопроводов систем отопления с использованием металлополимерных труб» также предписывалось, что «…металлополимерные трубы (далее — трубы) применяют при проектировании и монтаже систем отопления, расчетная температура которых не превышает 90 °C…». В то же время, согласно ГОСТ Р 52134–2003 «Трубы напорные из термопластов и соединительные детали к ним для систем водоснабжения и отопления» в табл. 26 написано следующее: «…для класса 5(высокотемпературное отопление) допускается аварийная температура 100 °C в течение 100 часов…».

Таким образом, выполнить одновременно оба требования по соблюдению температурного режима невозможно. В действующем с 1 января 2013 года СП 60.13330.2012 (актуализированной версии СНиП 41-01–2003) введена существенная коррекция для области применения пластиковых труб: «…трубопроводы из полимерных труб следует выбирать с учетом изменяющихся в течение отопительного периода параметров теплоносителя (температуры, давления) и соответствующего им срока службы согласно ГОСТ Р 52134 (п. 6.3.1)…». Высокую максимальную температуру теплоносителя (95 °C) указывают практически все производители труб с внутренним слоем из сшитого полиэтилена PE-X. Многолетняя практика показывает, что металлопластиковые трубы PE-X/Al/PE-X, действительно прошедшие сертификационные испытания в течение 1000 ч при температуре воды 95 °C, при предписанном нормативом избыточном давлении, и также имеющие требуемую степень сшивки, успешно эксплуатируются в высокотемпературных централизованных отопительных системах, в которых температурный режим выходит за предписанные ранее рамки 90 °C.

Однако требуемая степень сшивки полиэтилена не всегда достигнута у труб, считающихся готовой продукцией. Так у трубы типа PE-Xb (силановая сшивка) должны после экструдера обрабатываться несколько часов в водяной бане. Эта технология не всегда соблюдается, особенно китайскими производителями, и степень сшивки поставляемых на реализацию труб составляет часто 20–40 % вместо требуемых 60–70 %.

Полную гарантию требуемого уровня сшивки дает радиационный метод, при котором получается полиэтилен типа PE-Xc, и сшивка происходит непосредственно в экструдере. К такому типу труб относится металлопластиковая труба FAR типа PE-Xc/Al/PE-Xc.

Металлопластиковые трубы PE-X/Al/PE-X, действительно прошедшие сертификационные испытания, при предписанном нормативом избыточном давлении успешно эксплуатируются в высокотемпературных централизованных отопительных системах.

Стойкость труб с течением времени эксплуатации характеризуют диаграммы долговременной прочности, которые из-за высокой стоимости испытаний есть далеко не у всех производителей. Долговременная прочность металлопластиковых труб марки FAR с толщиной алюминиевого слоя 0,2 мм типа PE-Xc/ Al/PE-Xc, полученная в немецком центре исследований полимеров SKZ, приведена на рис. 1 в виде зависимости испытательного давления p [бар] от времени до разрушения трубы. Сравнение с опубликованными в разных источниках, в частности ГОСТ Р 52134–2003, данными для труб типа PE-X показывает, что при одинаковом времени разрушения начальное напряжение на стенке труб FAR может быть в полтора-два раза больше, чем у труб PE-X. Это обусловлено тем, что нагрузки на отдельные слои перераспределяются таким образом, что внутреннее давление на полимерный слой на порядок меньше, чем на алюминиевый, и полимерные составляющие металлопластиковой трубы находятся в значительно менее нагруженном состоянии, чем в однослойных трубах.

Диаграммы длительной прочности позволяют уточнить рабочее давление для определенного срока службы трубы. Были проведены такие расчеты для указанной выше трубы FAR для 5-го класса эксплуатации (высокотемпературное отопление) согласно ГОСТ Р 52134–2003 при сроке службы 50 лет.

ГОСТ Р 52134–2003 декларирует, что: «…трубопровод должен выдерживать температуру 20 °C в течение 14 лет, 60 °C в течение 25 лет, 80 °C в течение 10 лет, 90 °C в течение одного года и в аварийном режиме 100 °C — 100 часов…».

Максимальное допустимое напряжение σ0 на стенке трубы при переменном температурном режиме в течение заданного срока эксплуатации находится последовательными приближениями. Задаются начальные приближения σ0 и, с использованием диаграммы длительной прочности рис. 1 и данной формулы, добиваются достижения в вычислениях заданного срока службы.

Надежность трубопроводной системы необходимо рассматривать в сочетании с соединительными элементами. Фитинги для металлопластиковых труб на соединительных ниппелях имеют кольцевые (типа O-ring) уплотнения.

Стойкость труб с течением времени эксплуатации характеризуют диаграммы долговременной прочности. Также диаграммы длительной прочности позволяют уточнить рабочее давление для определенного срока службы трубы.

От качества их материала существенно зависит стойкость соединений при переменном температурном режиме. Российскими нормативами испытания по этим вопросам не предусмотрены. По зарубежным требованиям, например, стандартам ASTM D395-03, DVGW W534, KIWA BRL 5611, проводятся испытания в деформации прокладки O-ring под воздействием высокой температуры и проверке размеров после снятия нагрузки.

Проведенные испытания серии фитингов китайских производителей показали, что их O-ring уплотнения далеко не соответствуют вышеуказанным нормам и создадут проблемы при длительном сроке эксплуатации.

Российские нормативные требования к испытаниям фитингов для металлопластиковых труб в настоящее время отсутствуют. Ориентиром является СП 60.13330.2012, в п. 6.3.1 которых указано, что «…В системах с полимерными трубами рекомендуется применять, как правило, соединительные детали и изделия одного производителя…».

Поэтому в ОАО «НИИ сантехники» металлопластиковая труба FAR PE-Xc/Al/ PE-Xc прошла цикл испытаний с латунными компрессионными и прессфитингами производства завода FAR Rubinetterie S.p.A.

Российские нормативные требования к испытаниям фитингов для металлопластиковых труб на сегодняшний момент отсутствуют. Ориентиром является Свод Правил 60.13330.2012, в пункте 6.3.1 которых указано, что «…В системах с полимерными трубами рекомендуется применять, как правило, соединительные детали и изделия одного производителя…»

Испытания проводились на соответствие требованиям ГОСТ Р 52134–2003 к соединениям труб из термопластов по пунктам: 5.1.25 и 8.28 (95 °C, 1,4 МПа, 1000 ч); 5.1.27 и 8.23 (10 тыс. циклов переменного давления 1,5 МПа, 23 °C); 5.1.28 и 8.24 (растягивающая нагрузка); 5.1.29 и 8.25 (постоянное давление 3,71 МПа, 20 °C, один час при изгибе трубы); 5.1.10 и 8.16 (степень сшивки 69 %). Результаты испытаний представлены выдержками из заключения НИИ.

Система FAR - металлопластиковая труба + фитинг (PDF, 608 Кб)