Все характеристики трубы из поперечно-сшитого полиэтилена Intersol (PEX-b)
Материалом для изготовления молекулярно-сшитого полиэтилена является полиэтилен высокого давления линейный термопластичный полимер, продукт полимеризации этилена (на производстве WATTS Industries используется гранулят LUPOLEN4261A фирмы BASF). Поперечное сшивание меняет химическую структуру материала, соединяя полимерные цепочки между собой трехмерной сетью химических связей. Полученная структура имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с полиэтиленом высокого давления, а также материалами, используемыми в трубах других типов:
1. Повышенная максимальная температура длительной эксплуатации (до 110 °С) при менее выраженном старении под действием высокой температуры;
2. Пониженная деформация под давлением (деформация ползучести);
3. Максимальная стойкость к низким температурам среди всех типов полимерных труб, применяемых для отопления и водоснабжения;
4. Улучшенная стойкость к истиранию (абразивному износу);
5. Свойство термической памяти;
6. Высокая механическая прочность, в том числе при низких температурах;
7. Полное отсутствие химической и электрохимической коррозии;
8. Повышенная химическая стойкость;
9. Повышенное шумопоглощение;
10. Минимальное падение давления вследствие высокой гладкости внутренней поверхности трубы;
11. Полное отсутствие отложений на внутренней поверхности трубы;
12. Трубы PEX имеют максимальную гибкость среди всех видов полимерных труб (полипропилен PP-R ,полибутилен PB, поливинилхлорид PVC-C).
Существуют следующие методы поперечного сшивания полиэтилена высокого давления: пероксидный (PEX-a), силановый (PEX-b), метод облучения (PEX-c) и метод сшивания с помощью азо-эфира (PEX-d). При производстве труб из поперечно-сшитого полиэтилена фирма WATTS Industries использует силановый метод поперечного сшивания (PEX-b). Методика молекулярного сшивания полиэтилена защищена немецким патентом 1963571 и американским патентом 3075948. При этом молекулы разных полимерных цепочек полиэтилена высокого давления соединяются химическими связями кремний-кислород-кремний, аналогичными по прочности связи углерод-углерод. На первом этапе технологического процесса к молекулам полиэтилена приращиваются реактивные группы посредством добавки силанов и очень малого количества пероксида. Процесс поперечного сшивания активируется добавлением воды и катализатора – олова. Технология силанового поперечного сшивания может использовать один из двух методов:
1. сиоплас
2.моносил
Метод «сиоплас» (двухступенчатый) был разработан в 1968 году британской компанией «Доу-Корнинг» (г.Лондон) и состоит из двух этапов экструзии:
1. Обогащение полиэтилена высокого давления пероксидом, силаном и другими добавками – например, антиоксидантами. На этом этапе получают гранулированный обогащенный полиэтилен высокого давления.
2. Добавление катализатора к обогащенному грануляту и формирование геометрии трубы в стандартном экструдере. После экструзии поперечное сшивание завершается в горячей воде.
Метод «моносил» был разработан в 1974 году компанией швейцарской «Майллефер» (г. Экубленс). Он объединяет два этапа метода «сиоплас» (обогащение, добавление катализатора и экструзия) в один этап. Процесс молекулярной сшивки продолжается в горячей воде. При этом методе особенно важны: конструкция экструдера, который должен иметь особую «винтовую» геометрию с соотношением параметров «винта» от 24 до 30, прецизионное дозирование добавок, система впрыскивания смеси силанпероксид, автоклав для ускорения процесса сшивания в экструдированной трубе. Метод «моносил» требует более дорогого оборудования, но позволяет уменьшить стоимость производства за счет увеличения объема, сокращает технологический цикл и обеспечивает более полный и непрерывный контроль на всем протяжении технологического цикла. WATTS industries использует метод «моносил» для изготовления трубы из поперечно-сшитого полиэтилена (INTERSOL PEX-b). Труба имеет оптимальную для данной технологии степень поперечного сшивания 65 %. Высокое качество продукции обеспечивается непрерывным контролем и испытанием каждой бухты на производстве на давление 20
бар, а также внешней контролирующей организацией – Южногерманский Центр Полимерных Материалов в г. Вюрцбург. Применение трубы в системе напольного отопления имеет специальную сертификацию DIN CERTCO Reg.-Nr. 3V223 PE-X и Reg. Nr. 7 F 015, а также Института RAL, что охватывает весь спектр комплектации «теплого пола». Имеется российский сертификат соответствия ГОСТ Р (ГОСТ 18599-83, 18599-2001, 12.2.063-81, 9544-93,15763-91). Использование трубы для питьевого водоснабжения подтверждается гигиеническими сертификатами DVGW и ГОССАНЭПИДНАДЗОР.
Труба может сгибаться в холодном состоянии до радиуса сгиба, равного пяти наружным диаметрам. Для получения меньшего радиуса сгиба следует нагревать трубу горячим воздухом (использование открытого огня недопустимо).
Минимально допустимые радиусы сгиба
трубы INTERSOL PEX-b приведены в таблице:
Старение полимерной трубы определяется падением ее «длительной прочности», т.е. уменьшением прочности материала трубы под действием температуры теплоносителя – см. диаграмму (кривые для различных температур теплоносителя). В результате воздействия высокой температуры и давления со временем возрастает гидростатическая нагрузка на трубу, значение которой зависит от диаметра, толщины стенки, температуры и давления. При температуре 70 °С, давлении 3 бара и сроке эксплуатации 50 лет расчетная гидростатическая нагрузка на трубу INTERSOL PEX-b диаметром 16 мм с толщиной стенки 2 мм составляет 1,05МПа (Н/мм ), а длительная прочность согласно диаграмме составляет 5,4МПа (Н/мм ): коэффициент безопасности для трубы 16х2 при указанных параметрах равен 5,1.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ТРУБЫ INTERSOL PEX-b ИЗ МОЛЕКУЛЯРНО-СШИТОГО ПОЛИЭТИЛЕНА.
1. Во время транспортировки трубы должны все время находится в своей фабричной упаковке и размещаться на
гладких и плоских поверхностях. Рекомендуется перевозить трубы в закрытых транспортных средствах и хранить их
в закрытых помещениях. Подготовка горизонтальной поверхности для укладки труб: необходимо проверить, что
поверхность является ровной и свободной от посторонних предметов. Распакованные трубы не должны быть
доступны воздействию прямых солнечных лучей.
2. Под слоем труб обязательно необходимо укладывать теплоизоляционный материал, толщина и тип которого
рассчитываются исходя из температуры под полом. После завершения монтажных работ поверх слоя труб укладывается цементно-песочная стяжка (либо производится заливка пола) толщиной не менее 45 мм, что предполагает общую высоту всех слоев укладки, включая теплоизоляционную плиту, трубу 16х2 и стяжку, не менее 11 см. В соответствующей документации представлены различные характеристики материалов теплоизоляции, конструкции и толщины слоев для различных типов стяжки и покрытий пола, для различных температурных условий под поломи т. д., тепловой расчет и выбор которых осуществляется на стадии проектирования.
3. Имеются два основных типа укладки трубы: спираль («улитка») и меандр («катушка»), с шагом укладки 5, 10, 15, 20, 25 и 30 см (возможна также комбинация обоих типов на одном участке укладки). В зависимости от конфигурации помещения при проектировании укладка трубы разбивается на несколько участков, в каждом из которых труба укладывается по избранному типу и с избранным шагом, в целях оптимизации трудозатрат, улучшения равномерности нагрева пола и достижения заданной температуры поверхности. Следует также оптимизировать длину каждой петли, следя за тем, чтобы длина каждой петли не превышала 120 м для обеспечения гидравлической балансировки всей системы. Следует избегать соединений по длине петли. Укладка трубы осуществляется от «подачи» коллектора, в направлении, противоположном намотке, при разматывании труба не нуждается в нагревании. Необходимо обеспечивать постоянство уровня укладки и тщательно избегать изломов, учитывая минимальный радиус сгибов.
4. Минимально допустимый радиус сгиба без нагревания составляет пять наружных диаметров. При нагревании соответствующего участка трубы горячим воздухом (феном) минимальный радиус сгиба может быть уменьшен (например, если для трубы с наружнымдиаметром16мм минимально допустимый радиус сгиба в холодном состоянии составляет 80 мм, то в нагретом состоянии – 36 мм). Необходимо следить за равномерностью нагрева всего сгибаемого участка. Использование открытого пламени для нагревания трубы недопустимо! При нагревании труба становится полупрозрачной и существенно более гибкой. Форма, приобретенная трубой в нагретом состоянии, фиксируется после остывания. В случае возникновения заломов или любых ошибок при сгибе, они могут быть устранены посредством нагревания трубы горячим воздухом. Рекомендуется использование температуры до 130 °С. При температурах выше 140 °С происходит размягчение и оплавление материала трубы.
5. Для устранения теплоотдачи и защиты трубы на отдельных участках труба укладывается в гофрированном полиэтиленовом кожухе. Укладка трубы для напольного отопления (без кожуха) требует особого внимания к отсутствию тяжелых и острых предметов (битый кирпич и т.д.), которые могут стать причиной механического повреждения трубы. Тепловое расширение трубы в продольном направлении не играет никакой существенной роли при длине петли напольного отопления до 200 метров. Тепловое расширение в радиальном направлении компенсируется слоем бетонной стяжки обогреваемого пола, покрывающей трубу, равной не менее 1,5 диаметра трубы, что также решает проблему отпотевания (конденсации).
6. При монтаже напольного отопления следует обратить особое внимание на горизонтальность укладки трубы, что обеспечит одинаковое расстояние от трубы до поверхности пола после заливки. Площадь обогреваемого пола разбивается (в соответствии с оптимальной длиной одной петли до 120 м) на отдельные (обычно прямоугольные, площадью не более 40 м , сторонами не более 8 м) участки, разделяемые специальными пластичными вставками (фугами), что компенсирует деформации, возникающие при тепловом расширении бетонной или цементно- песочной стяжки. Один такой участок должен соответствовать площади укладки одной или двух соседних петель. Крепление трубы напольного отопления может выполняться различными способами: с помощью металлической сетки, на которую крепится труба, с помощью специальных «гарпунов», которыми труба крепится к полистироловым плитам покрытым фольгой с разметкой, с помощью клипс или дюбелей различного типа, а также с помощью«матов с фиксаторами», максимально упрощающих и ускоряющих процесс монтажа. Крепление труб осуществляется с интервалом не более одного метра по длине трубы.
7. Точка установки коллектора должна обеспечивать по возможности сходную длину каждой петли. Желательна установка коллектора ближе к центру системы. Наиболее оптимально использование коллекторов от 6 до 10 точек. Наличие воздушного клапана на коллекторе обеспечивает отвод воздуха из системы, а запорный и сливной краны на коллекторе обеспечивают возможность автономного опорожнения участка системы на данном коллекторе. Регулирование температуры поверхности пола осуществляется терморегулирующим вентилем соответствующей петли на «обратке» коллектора, вручную либо посредством установленного на этом вентиле сервопривода, управляемого комнатным термостатом, который монтируется на стене соответствующего помещения. Выбор способа терморегулирования – ручной или автоматический – индивидуален для каждой петли и зависит от желания заказчика.
8. Гидравлическая балансировка осуществляется регулированием расхода в каждой петле посредством гидравлических вентилей на «подаче» коллектора (совмещенных с расходомерами), число оборотов каждого из которых рассчитывается заранее. Монтаж фитингов не требует специального инструмента, но должен выполняться квалифицированным и опытным персоналом. До опрессовки системы необходимо визуально проверить качество монтажа и промыть систему водой комнатной температуры для удаления сора и воздуха. Гладкая внутренняя поверхность трубы обеспечивает высокую скорость протока при условии правильно рассчитанных параметров циркуляционного насоса и гидравлических сопротивлений всех элементов системы. Скорость протока определяется в первую очередь температурой теплоносителя и максимальной требуемой теплоотдачей. Падение давления на изгибах трубы ничтожно мало и может быть проигнорировано. При первоначальной промывке системы необходима скорость протока не менее 0,45 м/с для полного удаления воздуха из трубы. После завершения монтажа и промывки системы следует осуществить опрессовку на давление не ниже 1,3PN (PN - рабочее давление) в течение 24 часов с последующей тщательной проверкой герметичности системы и возможным дополнительным затягивании резьбовых соединений.
9. Заливка пола или укладка цементно-песочной стяжки осуществляется при заполненной системе под рабочим давлением. При заливке пола недопустимо использование легкого бетона и бетона с изолирующими добавками. Рекомендована добавка 1 % присадки (пластификатора) WATTS-MTR (0,125 кг/м пластификатора при высоте бетонной или цементно-песочной стяжки 62 мм), что улучшает физико-механические свойства стяжки (отсутствие сгустков, пузырей воздуха, неравномерностей) и ускоряет процесс затвердения после укладки или заливки пола. По действующим в России строительным нормам и правилам время полного затвердения стяжки не менее 28 суток (по правилам, принятым в Германии, ходить по уложенному полу можно через 4-5 дней после укладки или заливки, время полного затвердевания 21 день, после чего осуществляется технологический прогрев пола 3-4 дня.
10. В зимнее время следует избегать замораживания системы (особенно до заливки пола или укладки цементно-песочной стяжки: объем замерзшей воды в трубе увеличивается, что может привести к нарушению герметичности или разрыву трубы). Если существует возможность замораживания системы отопления, необходимо предварительно слить воду или использовать антифриз. Следует учитывать то, что труба становится более жесткой при низкой температуре при монтаже, однако укладка вручную возможна даже в зимнее время, с использованием теплого воздуха при необходимости улучшения гибкости трубы.
11. До и после монтажа открытая труба не должна длительное время подвергаться воздействию солнечных лучей. Воздействие тропических условий (высокая температура и влажность воздуха, повышенное содержание морской соли) не вызывает никаких отрицательных эффектов.
12. Труба INTERSOL PEX-b имеет наиболее высокую максимально-допустимую температуру эксплуатации по сравнению с полимерными трубами других типов: 110 °С, что позволяет их использовать для различных участков систем отопления и водоснабжения. При проектировании системы «теплого пола» следует задавать температуру подающего трубопровода 35-50 °С, а температуру на поверхности пола не выше 29 °С (жилая зона), 35 °С (краевая зона - периметр помещения, зона у окон и стен), 33 °С (ванная/душевая). Максимальная теплоотдача пола будет соответственно 100 Вт/м (жилая зона), 175 Вт/м (краевая зона - периметр помещения, зона у окон и стен), 100 Вт/м (ванная/душевая), что соответствует требованиям международного стандарта ISO7733. Для паркетных полов максимальная температура поверхности не должна превышать 27 °С, что соответствует максимальной теплоотдаче 70 Вт/м . Равномерность распределения комнатной температуры при напольном отоплении, создающем температуру в комнате 20 °С, обеспечивает уровень комфорта, соответствующий уровню радиаторного отопления, создающего температуру в комнате 22 °С. Для напольного отопления характерно более благоприятное для человека распределение температуры воздуха по вертикали, чем для радиаторного отопления: более теплый воздух на уровне ног и туловища, более прохладный в верхней части объема помещения. Кроме того, отсутствие принудительной циркуляции воздуха (конвекции) при напольном отоплении уменьшает необходимость вентиляции (проветривания) до одной полной смены воздуха в час. При напольном отоплении благодаря максимальной отопительной поверхности достигается около 60 % теплоотдачи излучением, а не конвекцией, что создает идеальное для человека температурное распределение и минимальное движение воздуха в помещении: 0,05-0,12 м/с, что сводит осаждение пыли в помещении к минимуму.
