envelope redakcja@polskiinstalator.com.pl home ul. Wąski Jar 9
02-786 Warszawa

Advertisement










27W poprzednim artykule przedstawiłem charakterystykę rur wielowarstwowych z tworzyw sztucznych, koncentrując się na usystematyzowaniu rozwiązań dostępnych na rynku, a także na zaletach i możliwościach poszczególnych materiałów. Stosowanie tworzyw sztucznych w instalacjach, oprócz zalet, narzuca jednak także pewne ograniczenia wynikające ze specyfiki materiału, o których trzeba pamiętać na różnych etapach inwestycji. Ich pominięcie może skutkować awarią instalacji, jej rozszczelnieniem, uszkodzeniem czy też znaczącym pogorszeniem właściwości fizyko-chemicznych znajdującej się w rurach wody.

Jak już wcześniej pisałem (artykuł „Co „piszczy” w starych instalacjach?” w „PI” 1-2/2020 oraz „Rury wielowarstwowe z tworzyw sztucznych w instalacjach wodociągowych i ogrzewczych” w „PI” 3/2020), zakres stosowania tworzyw sztucznych w sieciach i instalacjach zależy od indywidualnych właściwości tych tworzyw oraz ich zachowania się w konkretnych warunkach użytkowania. Jednym z podstawowych kryteriów doboru materiałów do określonego zastosowania jest trwałość wyrobu, czyli okres użytkowania w danych warunkach, bez zmiany właściwości użytkowych wyrobu.
! Przyjmuje się, że trwałość rur i elementów rurociągów z tworzyw sztucznych, w przypadku wyrobów użytkowanych w temperaturze wody 20°C, powinna wynosić 50 lat.

Ogólne zasady bezpieczeństwa
Odporność chemiczna elementów instalacyjnych z tworzywa sztucznego zależna jest od rodzaju przewodzonej substancji, jej stężenia i temperatury. Tablice odporności chemicznej publikowane przez producentów poszczególnych systemów rur precyzują te czynniki. Oczywiście, wszystkie tworzywa sztuczne stosowane w instalacjach wodnych mają dostateczną odporność na związki chemiczne i parametry pracy, które są typowe dla sieci i instalacji w budownictwie ogólnym. Kwestia odporności chemicznej może mieć znaczenie przy transporcie innych mediów niż woda, co wykracza poza zagadnienie instalacji sanitarnych i należy to określać indywidualnie. Tym niemniej dobierając materiał do instalacji sanitarnych w budownictwie ogólnym, należy brać pod uwagę szereg czynników zewnętrznych, w tym:

  • wpływ warunków zewnętrznych (np. farby, izolacje itp.) oraz środowiska (np. skład gruntu, opary chemiczne itp.), w jakich pracuje instalacja lub sieć – zarówno pod względem odporności tworzywa na degradację, jak też ryzyko przenikania pewnych substancji do transportowanego czynnika;
  • ochronę instalacji z tworzywa sztucznego przed uszkodzeniami mechanicznymi, możliwymi do zaistnienia na skutek samej pracy instalacji (np. od elementów współpracujących, jak: ściany, podpory, przepusty itp.), jak też na skutek ingerencji zewnętrznej (uszkodzenia celowe lub przypadkowe, dokonywane przez pracowników budowlanych albo użytkowników obiektów);
  • ochronę instalacji z tworzywa sztucznego przed uszkodzeniami środkami chemicznymi, jak: rozpuszczalniki, środki utleniające, inhibitory korozji i inne; np. niedopuszczalne jest stosowanie materiałów izolacyjnych na bazie rozpuszczalników (w tym lepików) stykających się bezpośrednio z tworzywem. Warto dodać, że stosowanie wszelkich środków i elementów zawierających substancje lotne, aromatyczne, mogące wydzielać się przez długi czas, powinno być poprzedzone stwierdzeniem ich nieszkodliwości dla tworzywa – patrz,,Odporność chemiczna rur i kształtek z tworzyw sztucznych”. Malowanie instalacji ogólnie stosowanymi farbami jest możliwe. Wskazane jest jednak upewnienie się co do ich nieszkodliwości. Preferowane są farby wodorozcieńczalne.28

! W instalacjach z tworzyw sztucznych, w tym wykonanych z PE-X, nie wolno dopuszczać do powstawania miejsc stagnacji wody. W tych punktach następuje gwałtowne namnażanie się bakterii i innych drobnoustrojów chorobotwórczych, które są szkodliwe dla zdrowia i życia człowieka.

Polietylen sieciowany – najbardziej popularny materiał
Polietylen sieciowany jest obecnie najbardziej popularnym materiałem do budowy wewnętrznych instalacji. Z rur PE-X wykonuje się instalacje wody zimnej, ciepłej wody użytkowej, centralnego ogrzewania wodnego, ogrzewania podłogowego oraz rurociągi technologiczne, np. sprężonego powietrza. Program produkcji przewodów z PE-X jest bardzo bogaty i ciągle udoskonalany. Rurociągi mogą być wykonane z materiału jednorodnego bądź też – coraz częściej – wytwarza się je jako kombinacje kilku różnych warstw materiałów (rury wielowarstwowe), co m.in. ma na celu zwiększenie wytrzymałości całego przewodu lub też dostosowanie go do konkretnych warunków pracy. Wewnętrzna warstwa takich rur najczęściej wykonana jest z polietylenu sieciowanego. Kolejną warstwą zwykle jest powłoka aluminiowa (łączona na styk lub zakładkę), natomiast warstwa zewnętrzna zazwyczaj wykonana jest z PE-RT (polietylenu o wysokiej odporności na temperaturę) lub PE-HD (polietylenu o wysokiej gęstości) albo z LPE (polietylenu o niskiej gęstości).

Łączenie materiałów bardzo często podyktowane jest również względami ekonomicznymi (koszty produkcji) oraz stale rosnącą konkurencją na rynku. Rura wielowarstwowa wykonana z wewnętrzną powłoką z PE-X i zewnętrzną z HD-PE lub PE jest tańsza od przewodu wykonanego w całości z PE-X. Instalacje z tych materiałów nie mają jednak tak wysokich parametrów jak te, które są wykonane wyłącznie z polietylenu sieciowanego. Przykładowo: rury z PE-X można stosować do instalacji ogrzewczych, w których maksymalna temperatura pracy wynosi 95°C, natomiast przewody będące kombinacją dwóch tworzyw sztucznych (np. PE-X/AL/HD-PE lub PE-X/AL/PE) mają zastosowanie tylko w instalacjach ogrzewczych niskotemperaturowych zasilanych przez kotły kondensacyjne lub w ogrzewaniu podłogowym. Podobnie – rury tworzywowej z powłoką antydyfuzyjną EVOH nie wolno używać w instalacjach ogrzewczych wysokotemperaturowych, tj. powyżej 60°C, ponieważ bariera antydyfuzyjna traci wówczas swoje właściwości. W tego typu konfiguracji materiałów nie jest też możliwy do uzyskania tzw. efekt pamięci kształtu przewodu. Parametry pracy przewodu, a w szczególności temperatura robocza, również ulegają niewielkiej zmianie.

Naturalnie większość producentów rur tworzywowych oraz złączek informuje w swoich materiałach promocyjnych przede wszystkim o zaletach tego materiału, minimalizując bądź dyskretnie pomijając jego wady lub ograniczenia użytkowe oraz ewentualne komplikacje związane z prawidłowym i bezpiecznym dla samego materiału prowadzeniem przewodów. Warto jednak je przypomnieć i rygorystycznie przestrzegać reguł, aby nie dopuścić do awarii lub przedwczesnego zużycia się całego systemu instalacyjnego.

Wymagania i ograniczenia
W większości zasady i ograniczenia związane z wykorzystaniem polietylenu sieciowanego w instalacjach odnoszą się ogólnie do stosowania przewodów i łączników z tworzyw sztucznych (wynikają ze specyfiki tworzyw sztucznych). Dla fachowców powinny więc być oczywiste i nie stanowić problemu, ale – jak pokazuje praktyka – nierzadko zapomina się o nich, poczynając od tak trywialnych spraw jak odpowiednie przechowywanie wielowarstwowych rur z polietylenu sieciowanego na budowie, a kończąc np. na niewłaściwym ich łączeniu czy nawet wykorzystaniu.

Rozszerzalność liniowa i skurcz przewodów z tworzyw sztucznych. Rozszerzalność liniowa instalacji z tworzywa sztucznego pod wpływem temperatury jest dużo większa niż instalacji ze stali lub miedzi. Wymusza to stosowanie na dłuższych, prostych odcinkach przewodów specjalnych kompensacji lub takie prowadzenie przewodów, aby umożliwić ich swobodne wydłużanie się oraz kurczenie we wnętrzu rury osłonowej (izolacyjnej). Przy rozprowadzeniach natynkowych wykorzystuje się naturalne łuki i załamania wynikające z geometrii budynku.

Wydłużenie rur spowodowane wzrostem temperatury przepływającej wody może spowodować ich wyboczenie (jeśli nie zastosuje się odpowiednich kompensacji), ale zazwyczaj bez utraty szczelności na połączeniach i obniżenia wytrzymałości przewodów, natomiast skurcz przewodów działa bardzo niekorzystnie na połączenia – dochodzi do wysuwania się przewodu ze złączki. Taka sytuacja może się pojawić, jeżeli instalacja jest wykonywana podczas upalnego lata, gdy przewody są znacznie dłuższe, i nie weźmie się pod uwagę tego, że zimą, gdy temperatura wody zimnej w przewodach spadnie do około 6°C, nastąpi ich gwałtowne skurczenie się na długości. Można zapobiec temu zjawisku układając przewody z pewnym nadmiarem i nie naciągając ich pomiędzy dwiema złączkami. Większość rur z PE-X rozwijana jest ze zwoju, tak że po odwinięciu w sposób naturalny układa się je linią falistą (z naddatkiem na długości).

Analogicznie: jeśli instalacja (np. ogrzewcza) wykonywana jest zimą w temperaturze ujemnej, należy starać się układać ją w linii prostej. Znacznie ograniczy to w przyszłości „strzałkę” wyboczenia rur. Generalnie jednak temperatura obróbki systemów rur instalacyjnych tworzywowych nie powinna być niższa niż -10°C.

Szczególną uwagę należy także zwrócić na połączenia wykorzystujące efekt „pamięci kształtu”, jeśli są one wykonywane w temperaturze bliskiej 0°C. W tej technologii (np. firmy Wirsbo) należy wspomóc obkurczanie się rury na złączce poprzez podgrzanie punktu połączenia gorącym powietrzem.

Łatwopalność, topnienie i ograniczenia w zastosowaniu. Rury z PE-X są łatwopalne. Dym powstający podczas procesu ich palenia się ma zapach świecy woskowej. W trakcie palenia się polietylenu sieciowanego wydziela się dwutlenek węgla oraz woda. W razie pożaru instalacje z tego materiału nie stanowią zagrożenia dla zdrowia człowieka, w przeciwieństwie np. do instalacji z PCV i CPVC.
Topnienie tworzyw sztucznych najczęściej mieści się w przedziale temperaturowym 120-175°C. Warto pamiętać, że już poniżej tych wartości, wraz ze wzrostem temperatury otoczenia i przepływającego medium, maleje trwałość i wytrzymałość przewodów z tworzyw sztucznych. Z powyższych cech tworzyw sztucznych wynikają ograniczenia w ich zastosowaniu, m.in.:

  • nie jest możliwe wykonywanie instalacji gazowych (wewnętrznych) oraz przeciwpożarowych z tworzywa sztucznego, gdyż w przypadku pożaru ulegają one zniszczeniu;
  • nie można łączyć przewodu z polietylenu sieciowanego bezpośrednio z kotłem centralnego ogrzewania lub innym źródłem wytwarzającym ciepło (nie wolno dopuszczać do bezpośredniego podgrzewania przewodu przez kocioł) – należy zamontować rurę metalową o długości: co najmniej 0,5 m przy obliczeniowej temperaturze wody maksimum 60˚C albo co najmniej 2 m przy wyższych temperaturach obliczeniowych. Wymaganie to może być pominięte, jeśli producent kotła wyraża na to zgodę;
  • jeżeli z powodu warunków pracy instalacji ogrzewczej nie można np. wykluczyć przeciążenia cieplnego wielowarstwowych rur tworzywowych i całej instalacji na skutek przekroczenia granicznych temperatur, wówczas należy odpowiednio zabezpieczyć instalację przed wzrostem temperatury. Można tego dokonać poprzez zastosowanie odpowiednich urządzeń zabezpieczających, regulujących bądź kontrolujących, w postaci odpowiedniej armatury czy buforów ciepła.

Właściwości dielektryczne i kolejne ograniczenia. Polietylen sieciowany jest dielektrykiem (izolatorem elektrycznym), w związku z czym instalacje z tego materiału w żadnym wypadku nie mogą być wykorzystywane jako uziemienie, pomimo występowania elementów metalowych (złączki, armatura). W wypadku wymiany instalacji metalowej (np. stalowej) na tworzywową, konieczne jest wykonanie oddzielnej instalacji uziemiającej. Ze względu na to, że rury z polietylenu kumulują na powierzchni ładunki elektrostatyczne, nie dopuszcza się ich stosowania w środowisku substancji łatwopalnych i wybuchowych (np. kopalnie węgla, stacje benzynowe).

Destrukcyjny wpływ promieniowania UV. Instalacje z tworzywa sztucznego nie są odporne na działanie promieniowania słonecznego (UV). Należy zatem chronić nieosłonięte części instalacji przed nadmiernym naświetlaniem słonecznym (dotyczy to także przechowywania materiałów do wykonania instalacji) oraz zadbać o to, aby nie nagrzewały się nadmiernie od innych źródeł ciepła.

Podatność na uszkodzenia mechaniczne. Rury z tworzywa są bardzo wrażliwe na uszkodzenia mechaniczne. Dlatego też wszystkie instalacje z tworzyw sztucznych, w tym również z PE-X, powinny być bezwzględnie zabezpieczone przed uszkodzeniami mechanicznymi, które mogą wystąpić na skutek pracy samej instalacji (np. od elementów współpracujących – ostre krawędzie ścian, pręty zbrojeniowe, podpory, przepusty itp.)29

Instalację należy także zabezpieczyć przed ingerencją z zewnątrz. Mogą to być uszkodzenia mechaniczne spowodowane np. przez inne ekipy remontowe albo wandali, jak przypalanie, nacięcia, uderzenia. Bardzo niebezpieczne dla odkrytych elementów instalacji tworzywowych są również uszkodzenia spowodowane przez wózki jezdne i inne środki transportu wewnętrznego, np. sztaplarki. Dlatego też np. w szkołach, internatach, ogólnie dostępnych pomieszczeniach komunikacyjnych czy piwnicznych, gdy zakłada się duże ryzyko uszkodzeń czy dewastacji, należy zrezygnować z wykonywania z tworzyw sztucznych fragmentów instalacji szczególnie na to narażonych. Generalnie już na etapie projektowania i wykonawstwa warto przyjąć zasadę maksymalnego zakrywania instalacji.

30Możliwość perforacji przez owady. Rury PE-X są podatne na przebicie przez owady żywiące się roślinami. Takim szkodnikiem jest w szczególności zachodni chrząszcz nasienny (Leptoglossus occidentalis), który czasami perforuje rurę PE-X, co w konsekwencji powoduje wyciek.

Wrażliwość na tłuszcze i środki chemiczne. Polietylen sieciowany nie nadaje się do kontaktu z tłuszczami zwierzęcymi i mlekiem, jest bardzo wrażliwy na smółki pogazowe i rozpuszczalniki ropopochodne. Przewodów z PE–X nie można stosować do przesyłania paliw płynnych, w tym oleju opałowego. Ponadto nie należy ich malować farbami olejnymi, chlorokauczukowymi, ftalowymi itp. Dopuszczalne jest natomiast pokrywanie przewodów farbami akrylowymi (na bazie wody). Wykorzystanie odpowiednich materiałów do połączeń. Jeśli chodzi o łączenie rur tworzywowych, to również trzeba pamiętać o ograniczeniach związanych z wykorzystaniem niektórych materiałów:

  • do łączenia rur nie wolno używać chemicznych środków uszczelniających, klejów i past uszczelniających. Dopuszcza się stosowanie do uszczelnianiania połączeń gwintowanych konopii i past firmy Gebatout 2 firmy GEB w połączeniu z konopiami;
  • w przypadku zastosowania w połączeniach złączek wykonanych z PP-SU (polifenylosulfonu), nie można stosować do uszczelniania połączeń gwintowanych nasączonych nici nylonowych oferowanych przez wielu producentów materiałów uszczelniających, ponieważ po kilkuletniej eksploatacji złączki z PP-SU mogą popękać;
  • zabroniony jest kontakt złączek wykonanych z PP-SU z popularnymi piankami uszczelniającymi produkowanymi na bazie metakrylanu, izocyjanianu i akrylanu (np. poliuretanowe pianki montażowe do okien);
  • wszystkie tworzywa sztuczne (w tym PE-X) pochłaniają zapachy, dlatego też nie należy używać do uszczelniania połączeń gwintowanych w rurach PE-X substancji ropopochodnych lub pokostu. Jeżeli rozprowadzenie rur w piwnicy budynku i piony są wykonane z rur stalowych, to przed podłączeniem instalacji z tworzywa sztucznego do tych pionów należy dokładnie przepłukać całą instalację stalową, aby wypłukać preparaty ułatwiające gwintowanie rur oraz resztki pokostu w miejscach uszczelnienia połączeń na złączkach żeliwnych. W przeciwnym wypadku użytkownicy instalacji będą wyczuwali w wodzie zapach substancji ropopochodnych.

Dyfuzja tlenu przez ścianki rur z tworzywa. Przez ścianki rur PE-X (jednowarstwych) doskonale przenika tlen do wnętrza przewodu. Zjawisko to nazywane jest dyfuzją tlenu, a ilość tlenu, który przenika przez ścianki rur, jest porównywalna z cotygodniową wymianą wody w instalacji ogrzewczej na nową. Im wyższa jest temperatura wody, tym szybkość przenikania tlenu jest większa. Nie ma to wprawdzie wpływu na trwałość samych przewodów, ale tlen w wodzie działa korozyjnie na wszystkie elementy oraz urządzenia metalowe (w szczególności na grzejniki i pompy). Z tego powodu do instalacji ogrzewczych przeznaczone są rury wielowarstwowe z wkładką aluminiową, która całkowicie eliminuje dyfuzję tlenu przez ścianki.

Tylko utylizacja. Rur z polietylenu sieciowanego nie da się powtórnie tak przetworzyć, aby odzyskać materiał, z którego zostały wyprodukowane.

Literatura
[1] Zespół autorski: dr inż. Lucjan Furtak, dr hab. inż. Stanisław Rabiej, mgr inż. Jakub Wild,,,Warunki techniczne wykonania i odbioru rurociągów z tworzyw sztucznych”, Polska Korporacja Techniki Sanitarnej, Grzewczej, Gazowej i Klimatyzacji, Warszawa 199


 

pi