W budowach wodnych, kanalizacyjnych oraz grzewczych stawia się dwa sposoby materiałów: metal (miedź i stal) oraz tworzywa sztuczne. Te jedyne zdobyły przebojem technikę instalacyjną. Obejmują następujące jakości materiałów: polichlorek winylu (PVC), polietylen (PE), polibutylen (PB), polipropylen (PP) oraz ich udoskonalone pochodne (np. rury warstwowe).
Cechy rur z ciał sztucznych
Tworzywa sztuczne są bardzo przyjemne, popularne w montażu (i ewentualnym demontażu) i dostępne. Ich wewnętrzne ścianki są gładkie – straty ciśnienia hydraulicznego są niewielkie (można to stosować mniejsze średnice) również nie pojawiają się osady. Sam temat nie działa na grupę wody – nie powiększa się błona biologiczna (przypadkiem potrafią być połączenia klejone przydatne w rurach PVC) oraz nie zachodzi korozja elektrochemiczna. Rury z ciał sztucznych słabo przewodzą ciepło, dzięki czemu w użyciach do wódki oraz kanalizacji nie ma potrzeby ich izolowania. Rury z ciał sztucznych mają przecież znaczny współczynnik rozszerzalności cieplnej (zależnie z tworzywa 0,08-0,18 mm/(m•K)). Świadczy to, że odcinek rury o długości 1 m zwiększy się nawet o 4 – 9 mm – jeśli założymy, że rury tworzone ubiegły w temperaturze 10ºC, a płynąca woda ma temperaturę 60ºC. Oznacza to, że rury „działają” dodatkowo mogą w nich powstawać naprężenia – wskazana jest kompensacja: zmiany kierunku rur, stosowanie kompensatorów U-kształtnych oraz kielichów kompensacyjnych zezwalających na swobodną pracę rur, odpowiednie sytuowanie uchwytów mocujących (podpór trwałych oraz przesuwnych).
Wśród wad tworzyw sztucznych należy wskazać podatność na starzenie i małą siłę na niewielkie temperatury. Pod wpływem promieni UV rury niekorzystnie zmieniają swoje marek: zmniejsza się ich siłę, a za to zwiększa podatność na uszkodzenia. Przygląda się też, iż są przepuszczalne dla gazów z środowiska zewnętrznego. Niskie temperatury sprawiają, że rury zatrzymują się delikatne również kilka wytrzymałe mechanicznie. Dlatego nie należy składować rur bez bezpieczeństwa na powietrzu, należy chronić rury już zamontowane przed bezpośrednim wpływem promieniowania słonecznego i unikać montażu w temperaturze ujemnej (konieczne dla szczególnie wrażliwego PVC!).
Tworzywa sztuczne w budowach wodociągowych
Polichlorek winylu (PVC) jest mocno odporny, ale i najbardziej delikatny na duże temperatury – zakres czynności jest głupi od 0 do 60°C, zatem przyznaje się tylko do przewodów wody zimnej natomiast wtedy dopiero w instalacjach nie narażonych na zamarzanie. Częściowo górną granicę stosowalności można przesunąć, stosując polichlorek winylu chlorowany (CPVC) – zakres temperaturowy wynosi 100ºC.
Udzielane są rury cienko- i grubościenne (do różnych zakresów ciśnień), o wielkości od 1/2 do 6 cali. Rury są proste w sztangach, czyli odcinkach prostych o długości 3 lub 5m. W magazyn systemu instalacyjnego wchodzą także równo- i różnoprzelotowe (redukcyjne) złączki, kolanka 90° i 45°, trójniki, czwórniki, zawory.
Podstawowym sposobem łączenia elementów z PVC w budów jest klejenie. Ważne jest obowiązkowe wykonanie połączenia klejonego. Wykorzystywane są i połączenia gwintowane (złączki fabryczne), jeszcze w tłach, gdzie PVC należy skleić z metalem (np. podejście do baterii).
Polietylen (PE) dla instalacji wodnych jest jako niskociśnieniowej (PELD) też jako polietylen usieciowany (PE-X) – ten pierwszy jest czujny na rozwój temperatury powyżej 20°C, ten nowy ma zakres stosowania 95°C. Polietylen jest elastyczny, dzięki czemu dla niektórego poziomu średnic łuki, podejścia i pętle mogą stanowić produkowane przez gięcie rur, bez konieczności stosowania kształtek, a drgania są wytłumione oraz instalacja pracuje cicho.
Do budowania rur PE dostosowuje się złączki zaciskowe i samozaciskowe, elektrozłączki, zgrzewanie doczołowe i połączenia gwintowane i kołnierzowe. Ponieważ PE-X nie prawdopodobnie być łączony ani zgrzewany, do połączeń rur z tego artykułu podaje się złączki zaciskowe: skręcane ręcznie z pierścieniem, zaprasowywane zaciskarką lub zaciskane praską hydrauliczną. Odmianą połączeń zaciskowych są połączenia samozaciskowe – na rurę rzuca się pierścień zaciskowy, a następnie obejmuje ją ekspanderem. W tak przygotowaną rurę nasuwa się kształtkę metalową, rura powraca do pierwotnego kształtu (tzw. pamięć kształtu) również jedna się zaciska. Z serii dla PE-LD bierze się głównie zgrzewanie. Zgrzewanie doczołowe (średnice powyżej 90mm) polega na rozgrzaniu końców łączonych rur oraz porwaniu ich aż do zastygnięcia zgrzewu. Ważne jest współśrodkowe połączenie rur i brak wypływki zgrzewu do środka. W przypadku elektrozłączek (średnice do 90mm) końce łączonych rur stawia się do złączki, jaka jest poddawana działaniu prądu elektrycznego. Stosując dobre adaptery (złączki przejściowe) można połączyć rury z polietylenu z rurami stalowymi.
Polibutylen zaleca się znaczną elastycznością. Można robić przewody stosując tzw. system kablowy – przewód przedstawia się ze zwoju, wyginając go zgodnie z kształtem pomieszczania bez utraty dla własności materiału. Ogranicza to wykorzystywanie liczby kolan – ręcznie z rury PB można zrobić łuk odpowiadający ośmiu średnicom zewnętrznym. Ograniczeniem tego rozwiązania jest konieczność wykonania dodatkowych podpór. Rura jest stała na zmiany prędkości – w tym na silny wzrost prędkości; wykazuje te dużą udarność – te części sprawiają, że przyznaje się do budowie zagrożonych uderzeniem hydraulicznym. Polibutylen jest odporny na temperatury do -15ºC, dzięki czemu nie ma zastrzeżeń co do warunków montażu.
Rury polibutylenowe łączy się poprzez zgrzewanie elektrooporowe lub polidyfuzyjne. Zgrzewanie polidyfuzyjne liczy na podgrzaniu zewnętrznej części rury oraz środkowej części kształtki, którą następnie poddaje się na rurę. W sposobach instalacyjnych producenci proponują specjalne złączki wciskowe (rozbieralne) z pierścieniem uszczelniającym, dzięki jakim nie jest konieczne stosowanie specjalistycznych narzędzi.
Polipropylen cechuje się wysoką twardością oraz również jak PVC tworzony jest metodami tradycyjnymi. Jest wielki zakres pracy: wykazuje kruchość właśnie w temperaturach poniżej -40ºC, oraz odpowiednie odmiany (PP-3) pozwalają na korzystanie tworzywa w temperaturach nawet do 120ºC. Przekonuje się jeszcze dużą siłą na budowę żrących substancji chemicznych.
Rury polipropylenowe wiąże się przez zgrzewanie (kielichowe – do 40mm średnicy i elektrooporowe) pożądaj przez łączniki gwintowane i kołnierzowe.
Tworzywa sztuczne do kanalizacji
W kanalizacji wykorzystuje się polichlorek winylu, polietylen wysokiej twardości oraz poliproylen. Polichlorek winylu jest lubiany ze względu na niewielką cenę, wytrzymałość, siła na uderzenia i na zgniecenia. Polietylen wysokiej gęstości (HDPE) wykazuje wysoką wytrzymałość na ścieranie. Polipropylen (koopolimer blokowy PP-HT) jest całe własności mechaniczne w minimalnym stopniu zależne od temperatury – m. in. zachowuje wysoką udarność w niewysokiej temperaturze również wytrzymałość na oddziaływanie ścieków wysoce korozyjnych (np. przemysł chemiczny).
W instalacji kanalizacyjnej powstają uciążliwe dźwięki, które tworzone są przez ścianki (drgania wywołane przepływem ścieków), kształtki i łączniki (miejsca zmniejszenia średnic i zmian kierunki), odsadzki (połączenie dwóch wymienionych źródeł) oraz przejścia przez szachty. Rowiązaniem jest kanalizacja niskoszumowa (cicha). Bazą do spełnienia takich systemów przeważnie jest polipropylen lub polietylen, których skład uzupełniony stanowi o minerały czyli o różne tworzywa sztuczne (np. ABS – szczególnie w połączeniu z PVC). Istnieją ostatnie rury trójwarstwowe – gładka powierzchnia wewnętrzna płaci za zachowanie warunków przepływu, środkowa pochłania drgania (tu wykorzystuje się udoskonalony materiał), zewnętrzna odpowiada za parametry wytrzymałościowe całej rury. Uzupełnieniem są właściwe techniki połączeń (np. kielichy z uszczelką tłumiącą).
Tworzywa sztuczne w instalacjach grzewczych
Miejsce ma tu przede każdym odporność rur na rozszerzalność temperaturową. Do budowy grzewczych należy więc dobierać rury, których temperatura pracy ciągłej jest nie niższa niż (dla danego ciśnienia w budowy) temperatura zasilania czynnika grzewczego. Sprawdza się też rozwiązań technicznych, jakie dają ograniczyć rozszerzalność temperaturową – np. podczas pracy rur do materiału orientuje się cząsteczki innych substancji poprawiających właściwości materiałowe lub tworzywa https://sklepinstalacyjny24.pl/ komponuje się z nowymi materiałami (aluminium, włókno szklane): powstają rury zespolone oraz rury warstwowe („sandwich”).
Materiał, z którego sprawiono ściankę rury nie jest jednorodny – między dwiema warstwami tworzywa (najczęściej polietylen lub polipropylen) zapisuje się warstwę, która ułatwia własności cieplne (zmniejsza rozszerzalność) – aluminium lub stabilizowane tworzywo sztuczne (np. Stabi Glass®– polipropylen wzmocniony włóknem szklanym). Przy montażu trzeba zwrócić uwagę na zdrowe łączenie rur warstwowych: przycinając je, należy „obrać” warstwy zewnętrzne tak, by stała tylko wewnętrzna warstwa tworzywa sztucznego – technologie przewidziane do stosowania rur warstwowych to technologie istotne dla łączenia rur z ciał sztucznych.
Rury z tworzyw sztucznych dodają się oraz do wodnego ogrzewania podłogowego – dzięki elastyczności, rury można łatwo umieszczać w pętle. Najciekawszy jest tu polibutylen, jaki potrafi żyć rozwijany z dużego zwoju i tworzony ręcznie, bez stosowania kształtek i łączników. Dzięki temuż silna robić pętle ogrzewania podłogowego z konkretnych odcinków (maksymalna długość jednej pętli to ok. 120 m). Ze powodu na niebezpieczeństwo przenikania tlenu, rury pragną istnieć pokryte zewnętrzną warstewką antydyfuzyjną (najczęściej stanowi wówczas napylone aluminium). Przyjmuje się także rury warstwowe oraz rury z polietylenu sieciowanego, podawane w zwojach. Zastosowane rury wymagają być dostrojone do roli w temperaturze wody grzewczej (przeważnie istnieje obecne 55ºC) a przy dobrym ciśnieniu.