Трубопроводные системы для водоснабжения и отопления. Дело труба

Когда дело доходит до замены старой разводки водопроводов в квартире или создания системы отопления и водоснабжения в новом жилье, неизменно встает вопрос выбора труб. В ассортименте современной трубопроводной продукции разобраться непросто — рынок предлагает трубы из самых разных материалов и по различным ценам. Чтобы не ошибиться в выборе, следует учесть ряд нюансов. Ведь в конечном итоге на кону надежность и долговечность системы водоснабжения или отопления.

При выборе типа трубопроводной системы следует принимать во внимание условия эксплуатации: химический состав воды, ее температуру, давление, способ прокладки трубопровода (скрытый или открытый), а также совместимость с другими элементами сети.

Трубы, применяемые для канализации, водоснабжения и отопления, делят на две большие категории: металлические и полимерные. К основным характеристикам трубопроводов, по которым можно судить об их областях применения и ограничениях, относятся следующие:

Термостойкость. Некоторые виды полимерных трубопроводов разрушаются при длительном воздействии высоких температур и потому их не применяют в системах отопления.

Химическая стойкость. Безвредная для человека, вода в зависимости от своего состава может быть агрессивной средой для ряда материалов. Для металлических труб особое значение приобретает рН воды, а также наличие растворенного кислорода, хлора и его соединений. Большие концентрации хлора не менее губительны для большинства полимерных труб.

Коэффициент линейного теплового расширения (КЛТР). Характеризует свойство трубы удлиняться при нагревании. Например, данный эффект можно наблюдать на отрезках полимерных труб — при незначительном нагреве они начинают изгибаться и провисать. КЛТР для полимерных трубопроводов находится в пределах 0,15–0,18 мм*м*К, а вот для металлических систем данный коэффициент во много раз ниже и в зависимости от типа трубопровода составляет 0,012–0,015 мм*м*К. На первый взгляд удлинение едва ли кажется опасным, но на самом деле вследствие неконтролируемого теплового расширения и возникновения внутреннего напряжения в стенках трубопроводов и фитингов оно грозит серьезными последствиями вплоть до разрушения трубы, фитингов и мест соединения трубопроводов с вытекающими отсюда последствиями. Поэтому при формировании системы закладывают специальные участки-компенсаторы, в которых труба естественным образом может укорачиваться и удлиняться без риска деформации — обычно они имеют П-, U-, S — или Г-образную форму. В случае невозможности устройства таких участков, применяют представляющие собой некое подобие «гармошки» сильфонные компенсаторы, которые могут сжиматься при удлинении труб.

Газопроницаемость. Некоторые полимерные трубопроводы, используемые в системах теплоснабжения, обладают способностью на молекулярном уровне пропускать кислород через стенку трубы внутрь системы (так называемая диффузия кислорода). Даже если сами трубы не подвержены какому-либо воздействию кислорода, то кислород, попав внутрь трубопровода, вызывает коррозию стальных приборов отопления, котельного оборудования, способствует образованию воздушных пробок и связанных с этим неполадок в работе системы. В первую очередь проблема диффузии кислорода актуальна для систем отопления, поэтому для них важно подбирать трубы с защитным антидиффузионным барьером.

Трубы, применяемые для систем водоснабжения и отопления, можно разделить на две большие категории: металлические и полимерные.

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ТРУБЫ
Металлические трубы известны человечеству издавна. Многие виды со временем были отвергнуты (например, свинцовые), другие активно используются и поныне.

Общие черты металлических труб — их высокая термостойкость, прочность, устойчивость к воздействию ультрафиолета, а также низкий коэффициент теплового удлинения. Если говорить о системах водоснабжения и отопления, то в этой области наиболее активно применяются трубы из меди, нержавеющей и оцинкованной стали.

Огонь, вода и медные трубы
Исторические факты говорят о том, что первые металлические трубы, созданные человеком, были изготовлены из меди — об этом свидетельствуют остатки труб, найденных в Египте, их возраст составляет более четырех тысяч лет. Сменилось несколько эпох, а медные трубы по-прежнему пользуются большой популярностью. Этому есть объяснение: медь проста в обработке, прочна, а главное — отличается высокой химической стойкостью. Она мало подвержена коррозии и старению, не пропускает газы, очень пластична — трубы малых диаметров легко гнуть. К тому же медь, как известно, обладает бактерицидными свойствами. Это немаловажно при ее использовании в системе питьевого водоснабжения, где качество воды имеет особое значение.

Многие пользователи настороженно относятся к тому, что со временем медные трубы внутри меняют цвет — появляется буроватый или вовсе зеленый оттенок. На деле же смена «окраса» свидетельствует о том, что труба покрылась защитным слоем из оксидов и карбонатов меди. Это естественный процесс, в результате которого труба приобретает защиту от воздействия химических веществ — поверхность металла прореагировала, закрыв для реакции более глубокие слои. Опасность для меди может представлять вода с рН-фактором ниже 7 — в условиях «кислой» среды защитная пленка из оксидов может не образоваться, и тогда медь начнет коррозировать, что со временем приведет к ее разрушению. Оптимальный рН для медных труб — 7–8,5.

Медные трубы довольно дороги, поскольку стоимость этого металла на рынке колеблется и постепенно растет. И если раньше самым дорогостоящим материалом для труб считалась нержавеющая сталь, то сейчас ее «лидерство» не столь очевидно.

Медные трубы Wieland

Монтировать медные трубы и фитинги можно различными способами: при помощи твердой или мягкой пайки, компрессионных, пресс- и пуш-фитингов.

Процесс соединения деталей с применением мягкой пайки выглядит следующим образом. После того как трубу отрезали и удалили грат, фитинги с внутренней стороны и трубу снаружи зачищают до характерного металлического блеска при помощи специальной абразивной губки. Затем на трубу равномерным слоем наносят флюс — он предотвращает возникновение в капиллярном зазоре окислов меди, которые образуются при нагреве места соединения и препятствуют затеканию припоя. После этого на трубу надевают фитинг и затем прогревают его до необходимой температуры при помощи газовой горелки.

Температура плавления мягкого припоя находится в пределах 220–250 °C. После достижения фитингом заданной температуры нагрева (ее определяют по изменению цвета пламени горелки) огонь убирают, а к нагретому месту соединения трубы и фитинга подносят оловянный припой. Тот, расплавляясь, становится жидким и под действием сил капиллярного всасывания заполняет зазор между соединяемыми деталями(трубой и фитингом). В случае с мягкой капиллярной пайкой большое значение приобретают правильность и соответствие геометрических размеров трубы и фитингов. Следует использовать только специализированный инструмент для отрезания, калибровки и удаления грата с поверхности труб. Важно также избегать замятия мест разреза: для получения надежного соединения необходимо, чтобы капиллярный зазор между деталями был в пределах 3–5 микрон.

Пайка твердыми припоями по подготовительным операциям во многом схожа с мягкой пайкой, с той лишь разницей, что для твердой пайки используются твердосплавные многокомпонентные припои. Они расплавляются в пламени горелки при температуре 750–850 °C и обладают различными характеристиками и химическим составом в зависимости от назначения и области применения.

Любой тип пайки обеспечивает надежное соединение, допустимое к применению во внутренних инженерных системах зданий, но это весьма сложный и трудоемкий процесс, проводить который должен опытный монтажник с хорошим уровнем подготовки и определенными навыками.

Монтаж также едва ли можно назвать быстрым — помимо собственно пайки требуются еще определенные предварительные работы.

Компрессионный фитинг представляет собой разборную деталь, включающую собственно тело фитинга со штуцером, зажимное кольцо и накидную гайку. В зависимости от типа фитинга их конструкция может быть разной, но принцип действия у них у всех одинаковый. В процессе затягивания гайки кольцо сжимается, уменьшается его диаметр, в итоге оно плотно зажимает трубу и удерживает ее в фитинге.

Монтаж таких фитингов не требует специального инструмента — достаточно обычного гаечного ключа. Получаемые соединения являются разборными. Но есть один нюанс: со временем в результате цикличного теплового расширения соединение несколько «расшатывается», ослабевает, и гайку необходимо периодически «подтягивать» для сохранения его герметичности. Трубопроводы на компрессионных фитингах нельзя замуровывать или замоноличивать в конструкциях стен или пола — к ним необходим доступ для обслуживания.

Пресс-фитинги работают по иному принципу. В процессе монтажа фитинг с усилием обжимают вокруг трубы при помощи особого пресс-инструмента, и в результате их совместной деформации труба оказывается надежно зафиксирована. Герметичность соединения обеспечивает уплотнительное кольцо, закрепленное на внутренней части фитинга. Пресс-соединения не разъемные и не деформируются с течением времени, а потому их можно замуровывать в пол или стены.

Обычно трубопроводную систему сперва «наживляют», полностью или частично собрав трубы и фитинги, а затем обжимают и проводят испытание на герметичность. Поскольку внешне опрессованный и неопрессованный фитинги похожи, не исключен риск, что про какое-либо соединение могут случайно забыть при опрессовке. Казалось бы, при заполнении системы водой такие соединения должны дать течь, но это не всегда срабатывает — плотно сидящие фитинги могут не пропустить воду, и трубопровод проверку пройдет, хотя система будет с изъяном.

Чтобы помочь монтажникам в определении незапрессованных соединений, производители фитингов и труб внедряют различные системы контроля. Так, компания Viega разработала контур безопасности SC-Contur: в фитинге под уплотнительным кольцом проделан специальный дренажный канал — он гарантированно обеспечивает протечку воды при незапрессованном соединении, хотя при опрессовке канал закрывается и не угрожает герметичности системы. Схожие решения, основанные на визуальном контроле протечки, применяют и некоторые другие крупные производители труб.

Медные и бронзовые пресс-фитинги Viega Profipress для труб из меди

Пресс-фитинги для медных систем обычно выполнены из меди, но ввиду ее относительной мягкости резьбовые, а также некоторые иные виды фитингов выполняют из других материалов, например бронзы или латуни. Эти сплавы нейтральны по отношению к меди и многим другим металлам: при их физическом контакте с трубами не происходит образование электрохимической коррозии.

В сфере медной промышленности распространена практика, когда компании в рамках сотрудничества друг с другом выпускают отдельно фитинги и трубы, совместимые между собой. Например, компания Viega выпускает широкую линейку пресс-фитингов для медных труб KME. Другая компания, Sanha, также производит медные фитинги, но не трубы.

Сталь и нержавейка
Стальные черные трубы, пожалуй, можно отнести к наиболее распространенным среди металлических трубопроводов, представленных на рынке. Они активно применялись в строительстве в советские времена, да и сейчас их реально встретить, например, в типовых многоквартирных домах. Основной недостаток стали — ее подверженность коррозии в присутствии кислорода и, как следствие, ограниченная область применения.

Обычно в толстостенных стальных трубах отечественного производства, ввиду большой шероховатости их внутренней поверхности, на стенках в процессе эксплуатации образуются наросты из ржавчины и осевших солей жесткости, которые со временем вызывают сужение внутреннего сечения (так называемое зарастание труб), что приводит к ухудшению пропускной способности и росту гидравлического сопротивления системы. Однако благодаря большой толщине стенки процесс износа труб может занимать многие годы.

В ржавых трубопроводах активно развиваются различные микроорганизмы, что ухудшает органолептические показатели питьевой воды. Это явление хорошо знакомо жителям крупных городов, чьи квартиры питают старые стальные водопроводы. Из-за этих же недостатков во многих странах Европы применение стальных труб для водоснабжения ограничено, а поквартирная разводка для целей питьевого водоснабжения и вовсе запрещена.

Пресс-фитинги Geberit Mapress из углеродистой стали

Трубы зарубежного производства сделаны, как правило, из тонкого стального листа. У них более низкая шероховатость внутренних поверхностей. Ввиду материала и малой толщины стенки их запрещено использовать в системах питьевого водоснабжения и системах отопления с открытым контуром, поскольку коррозия может привести к их разрушению. Тем не менее такие трубопроводы хорошо зарекомендовали себя в закрытых контурах систем теплоснабжения с низким содержанием кислорода в теплоносителе. Ведь для стали характерен низкий коэффициент линейного теплового расширения и высокая термостойкость.

Для повышения коррозийной стойкости стальные трубы могут оцинковывать. Наружная оцинковка защищает от внешней среды. Трубы, оцинкованные и изнутри, применяются в водонаполненных системах спринклерного пожаротушения и не подходят для систем отопления, так как при температуре выше 60 градусов Цельсия возможно отслоение цинка с образованием так называемых хлопьев — свободно осаждаясь в системе, они могут засорять ее основные элементы.

Несколько иначе обстоят дела с нержавеющей сталью, которая отличается высокой химической устойчивостью. Содержащийся в воде кислород, главная угроза для черной стали, для нержавейки не опасен. Уязвима она, пожалуй, только для растворенных в больших концентрациях соединений хлоридов, но в водопроводной воде, и уж тем более в теплоносителе, данные соединения обычно отсутствуют или их концентрация крайне мала.

Трубы из нержавеющей стали более жесткие, чем стальные, и практически универсальны — в равной степени подходят как для систем отопления любых типов, так и для водоснабжения. Однако и стоят они дороже, чем трубы из черной стали.

Для монтажа стальных трубопроводов применяют различные методы:
— сварные соединения (для толстостенных труб);
— пресс-соединения, в том числе с использованием переходников на резьбу или фланцы (для тонкостенных труб);
— резьбовые соединения.

Наиболее распространенный метод соединения стальных толстостенных трубопроводов — сварка. Это проверенный временем, надежный вид неразъемного соединения — что называется, намертво.

Фактически сваренные трубы представляют собой единое целое. Однако у сварки есть свои ограничения. Технологический процесс требует, чтобы стенка трубы была не менее 2,5 мм (именно поэтому тонкостенные трубы не подлежат сварке). Соединение выполняют при помощи специального электродугового или газового сварочного оборудования, работать с которым должен опытный специалист.

Наконец, сварка стальных труб предполагает сильнейшее термическое воздействие на расположенные близко к месту сварки объекты — дерево может обгореть, пластик — расплавиться.

Есть и другой способ соединения толстостенных труб — с помощью резьбовых фитингов. Специальным инструментом резьбу «нарезают» прямо на конце трубы, после чего на нее накручивают фитинг. Для такого соединения требуется дополнительная герметизация — сантехнический лен, пенька, различные уплотнительные ленты, нити, пасты.

Пресс-фитинги и трубы Viega Prestabo из оцинкованной стали

Для соединения современных тонкостенных стальных труб применяют обжимные пресс-фитинги, по конструкции, характеристикам и преимуществам аналогичные фитингам для меди. Здесь также используются различные средства визуального выявления незапрессованных соединений при подаче воды. Фитинги, которые гарантированно «текут» в необжатом состоянии выпускают Viega, Geberit, Sanha.

Geberit также маркирует свои фитинги индикатором обжима с цветными метками, который до опрессовки плотно охватывает конец фитинга, а после воздействия пресс-инструмента разрушается — по целым и деформированным меткам можно судить о том, какое соединение было опрессовано, а какое — нет. Существуют также компрессионные и пуш-фитинги для стальных труб.

Среди крупных производителей тонкостенных труб из стали и нержавеющей стали, а также фитингов к ним, можно выделить такие крупные компании, как Viega, Geberit, KAN, Sanha.

ПОЛИМЕРНЫЕ ТРУБЫ
Это второй распространенный класс трубопроводных систем. Для изготовления труб здесь применяют материалы, полученные путем полимеризации различных органических соединений. В отличие от металлических труб, полимерные не могут похвастаться столь богатой историей.

Активное изучение и применение полимеров в промышленности пришлось уже на XX век, и первые пластиковые трубы появились в Германии в 30-е годы прошлого столетия, а на территории России — и того позже.

Полимерные трубы дешевле металлических, не подвержены коррозии, отличаются высокой химической стойкостью.

Стенки труб гладкие, сечение не зарастает со временем. Монтаж прост и занимает меньше времени, чем некоторые виды соединения металлических труб. Но, если говорить о трубах для водоснабжения и отопления, то у них есть свои недостатки. Перечислим основные: более высокий, по сравнению с металлическими трубами, коэффициент линейного теплового расширения: при нагреве трубы удлиняются, что хорошо заметно на длинных отрезках (трубы буквально провисают).

Кроме того, стенки полимерных труб проницаемы для кислорода, а значит, он может попадать через них внутрь системы отопления или водоснабжения и вызывать коррозию стальной арматуры и приборов отопления. К недостаткам отнесем и чувствительность к ультрафиолету, который приводит к растрескиванию и разрушению трубы. И наконец, термостойкость полимерных труб значительно ниже, чем металлических. Срок службы полимерных труб напрямую зависит от температурного режима и давления в системе. Так, понятие «максимальная рабочая температура» указывает на то, что труба способна выдерживать такой режим на протяжении определенного временного периода, однако не должна работать с этой температурой постоянно. Оптимальные рабочие температуры, при которых полимерные трубы могут эксплуатироваться длительное время, обычно невелики — 70–95 °C.

Наиболее распространены в этом сегменте трубы из полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида и полибутена.

Полиэтилен и металлополимерные трубы
Полиэтилен (PE) — пожалуй, самый распространенный сейчас полимер, применяемый для производства труб для водоснабжения и отопления. С ним легко работать, так как изделия из него достаточно пластичны: трубы малых диаметров можно гнуть буквально руками, более широкие — специальным инструментом. У этого материала более низкая шероховатость, чем у металлов, поэтому пропускная способность выше. Однако ряд эксплуатационных характеристик полиэтилена зависит от его подвида. Если рассматривать области водоснабжения и отопления, то здесь часто применяются трубы, выполненные из полиэтилена низкого давления (ПНД, PE-HD), сшитого (PE-X) и высокотемпературного (Polyethylene of Raised Temperature Resistance, PE-RT)

PE-HD — материал, чувствительный к высоким температурам (максимальная рабочая — 70 °C), вследствие чего его чаще применяют в системах холодного водоснабжения.

Полиэтиленовые трубы производят при помощи экструдера, выдавливающего материал через форму определенного диаметра. Фото: компания «Эгопласт»

Модифицированные виды полиэтилена (PE-X, PE-RT) с измененной структурой более устойчивы к высоким температурам.

PE-X называют сшитым потому, что отдельные молекулы полиэтилена в его массе под действием разных факторов соединяются друг с другом — «сшиваются». При этом остается определенная доля несшитых молекул, что необходимо для сохранения полезных свойств материала: сшивка, с одной стороны, увеличивает прочность и устойчивость к термической деформации, с другой — делает полиэтилен более жестким и потому хрупким. Труба со степенью сшивки 100 % напоминала бы стекло. У современных труб PE-X степень сшивки достигает 60–75 % в зависимости от того, по какой технологии их произвели. А методов несколько — их принято обозначать латинскими буквами в соответствии с хронологией появления. Наиболее распространены способы A, B и C (есть также и D, но он практически не применяется в настоящее время).

Метод А носит также название «метод Энгеля» в честь изобретателя. Согласно технологии в расплав полиэтилена добавляют пероксиды — вещества, выступающие в роли катализатора для процесса сшивки молекул полиэтилена. Из этого состава путем экструзии получают трубы с высокой степенью сшивки — порядка 75 %, маркируемые как PE-Xa. Поскольку пероксиды вводят в материал до экструзии и хорошо перемешивают исходную массу, сшивка получается равномерной по всей толщине стенки трубы. Метод позволяет производить трубы как малых, так и очень больших диаметров. Кроме того, это дорогостоящий метод, поскольку технологический процесс сложен и требует строгого соблюдения температурного режима. Метод А применяют, как правило, крупные компании с большим оборотом продукции, например Uponor (Wirsbo).

Второй метод — B — использует иной принцип. Здесь катализатором служат органосиланы (силаниды) — вещества на основе кремния. Смесь катализаторов добавляют в расплав полиэтилена, сшивка начинается в экструдере и завершается уже после, когда трубу помещают в горячую ванну или в паровую баню, ускоряющую процесс сшивки. Различают две основные технологии. В первой используют уже заранее подготовленную смесь катализаторов (многие компании даже покупают смесь у сторонних производителей). Вторая предполагает введение катализаторов в определенных пропорциях непосредственно в процессе экструзии — это более дорогостоящая технология, но она позволяет компаниям самостоятельно контролировать процент сшивки, дозируя количество силанидов. Технологию второго типа — Monosil — применяет, например, компания Industrial Blansol при производстве систем трубопроводов Barbi. Метод B в различных модификациях используют также Geberit, Valtec и ряд других производителей.

Третий метод — C — часто называют «физическим», подчеркивая тот факт, что он не использует химических катализаторов сшивки молекул. Трубу бомбардируют потоком заряженных частиц, которые провоцируют соединение молекул полиэтилена. Для равномерности сшивки трубу прогоняют через установку несколько раз, поворачивая ее вокруг своей оси. Многие компании избрали именно этот метод сшивки полиэтилена, в том числе Viega, Wavin, Tece, Henco.

Трубы PE-X стабильно работают в системах с температурой 70 градусов Цельсия, их максимальная рабочая температура — 90–95 °C, а кратковременно они могут выдерживать до 110 °C.

Для производства PE-RT сшивка не требуется. Молекулы этого полиэтилена не соединены между собой, но переплетены, что обеспечивает высокую термостойкость и прочность. Этот материал дешевле, чем сшитые полиэтилены, поэтому его популярность на рынке растет. По термической стойкости он не уступает PE-X — его «максимум» также составляет 95 °C.

Однако у труб из полиэтилена, как уже говорилось, есть еще один недостаток — этот материал проницаем для кислорода. Кислород, попадая внутрь системы, может вызывать коррозию (например, внутри радиаторов, арматуры). Чтобы уменьшить диффузию кислорода через стенки труб, производители выпускают их с дополнительным слоем из полимера, не пропускающего кислород. В настоящее время в роли такой «защиты» выступает чаще всего этиленвиниловый спирт (EVOH). Прослойку из этого полимера располагают снаружи трубы либо внутри, между слоями полиэтилена. Однако EVOH не влияет на тепловое удлинение трубы.

Металлополимерные трубы PE-Xb Geberit Mepla	Металлополимерные трубы PE-RT Uponor MLC
Пуш-фитинги Friatec для PE-X труб Friatherm Multi	Тонкие пуш-фитинги Frankishe Alpex-Plus
Пуш-фитинги и трубы PE-Xc TeceLogo

Проблемы диффузии кислорода и теплового удлинения полиэтилена отчасти послужили причиной появления нового вида труб — металлополимерных (их также часто называют металлопластиковыми). Это композитная труба, состоящая из трех основных слоев: внутренний слой выполнен из полиэтилена (обычно сшитого PE-X или PE-RT), внешний также из полиэтилена (PE-X, PE-RT или PE-HD), а между ними прослойка из алюминиевой фольги. Во время производства слои наносят поочередно, при этом фольгу со слоями полиэтилена соединяют клеевым составом.

Алюминиевая фольга выполняет две важные функции — препятствует диффузии кислорода через стенку и армирует трубу, уменьшая ее удлинение при нагреве.

Трубы из сшитого полиэтилена и металлополимерные можно соединять сразу несколькими различными способами.

По принципу работы их делят на четыре группы: компрессионные, аксиальные пресс-фитинги, радиальные пресс- и пуш-фитинги, а также самозажимные фитинги.

Компрессионные фитинги для труб из PE-X, RE-RT или металлополимерных, как правило, латунные или бронзовые, с разрезным зажимным кольцом. Для ПНД-труб применяют компрессионные фитинги из полипропилена. Принцип монтажа такой же, как у компрессионных фитингов для стальных и медных систем: на трубу надевают гайку, затем обжимное кольцо, после чего вставляют в трубу фитинг и закручивают гайку. Эти соединения также требуют со временем обслуживания, поэтому их нельзя бетонировать или замуровывать без возможности доступа.

Пресс-фитинги для металлополимерных и полиэтиленовых труб отличаются от таковых для труб из металла. Они не такие жесткие, как металлические, поэтому фитинги для них обязательно содержат штуцер, помещаемый внутрь трубы — именно вокруг него затем ее и обжимают. Обычно пресс-фитинги оснащены гильзами, за счет деформации которых происходит обжимка трубы, но не всегда. Например, у компании Geberit фитинги для труб Mepla гильз не имеют, а фиксация трубы с обжимом вокруг фитинга происходит благодаря толстому слою алюминия внутри самой трубы.

Для изготовления фитингов широко применяются как традиционно используемые в сантехнике сплавы металлов (латунь, бронза), так и некоторые пластики. Например, весьма распространены фитинги из полифенилсульфона (обозначаются аббревиатурой PPSU) — термореактивного пластика, который отличается высокой прочностью и термостойкостью.

Это упругий материал, который даже при физической деформации гнется, но не разрывается. Фитинги из PPSU используют, в частности, компании Viega, Wavin, Firat и многие другие производители.

Латунные пуш-фитинги N.T.M. для труб из сшитого полиэтилена	Пресс-фитинги из PPSU для системы металополимерных труб PE-Xc KAN-therm Press	Пресс-фитинги из PPSU для металлополимерных труб Wawin Future K1

К недостаткам пресс-технологии можно отнести малый диаметр проходного сечения фитинга по сравнению с трубой — ведь штуцер, вставленный внутрь, меньше самой трубы.

Для выявления неопрессованных соединений компании прибегают к различным решениям. Одни снабжают фитинги каналами, через которые протекает вода, если фитинг не обжат (например, Viega, Uponor, Geberit), другие предлагают определять опрессовку фитинга по характерным следам пресс-инструмента: на гильзах он оставляет отчетливый рельеф, в то время как неопрессованные гильзы ровные.

Аксиальные фитинги работают по иному принципу. Согласно технологии, конец трубы перед монтажом расширяют специальным инструментом (экспандером), чтобы она приняла форму воронки, в которую вставляют фитинг. Затем гайку, надетую на трубу заранее (после развальцовки трубы гайку уже не надеть), надвигают на конец трубы, в результате чего она оказывается плотно зажата между внутренней частью фитинга и гайкой. Монтаж ведут с помощью специального инструмента — ручных или электротисков, которые надвигают гильзу на фитинг. Как сам фитинг, так и гильза могут быть выполнены из латуни либо из PPSU.

Аксиальная технология опрессовки использует так называемый «эффект памяти» полиэтилена. Он заключается в способности материала «запоминать» состояние до деформации (в данном случае — развальцовки трубы) и стремиться возвратиться в него. То есть, расширенная полиэтиленовая труба со временем стягивается, плотно охватывая фитинг. Кроме того, за счет развальцовки трубы удается сохранить большой диаметр проходного отверстия самого фитинга — он практически не отличается от диаметра трубы.

Фитинги аксиального типа производят многие компании, например, Uponor, Tece, Barbi.

Особняком стоит технология самозажимных соединений Quick&Easy (Q&E), разработанная компанией Uponor. Она похожа на аксиальную и также основана на «эффекте памяти» полиэтилена, но реализована иначе. На трубу перед монтажом надевают кольцо из сшитого полиэтилена со стопором, но не сдвигают, как в случае с аксиальными фитингами, а оставляют на конце трубы. После чего трубу расширяют экспандером. В образовавшийся раструб быстро вставляют фитинг. Кольцо стягивается, прижимая трубу к фитингу, — процесс занимает всего 30 секунд. Фитинг может быть выполнен как из латуни, так и из PPSU. Его диаметр мало отличается от диаметра трубы.

Пуш-фитинги для монтажа металлополимерных труб применяются очень широко, в отличие от металлических систем. Здесь также присутствует кольцо (стальное или из PPSU), фиксирующее трубу внутри фитинга, но, как и в случае пресс-фитингов, пуш-фитинги содержат штуцер. Уплотнительное кольцо может располагаться как на штуцере (внутри трубы), так и на гильзе (снаружи). Процесс монтажа сводится к первичной подготовке труб (нарезка, калибровка, обработка торца) и сборке путем простой вставки труб в фитинги.

Изготавливают пуш-фитинги в основном из пластика (PPSU, PVDF — поливинилденфторида), но встречаются образцы с использованием сплавов металлов, например латуни. Из металла обычно выполняют и фитинги-переходники на резьбу. Производят пуш-фитинги многие компании, специализирующиеся на выпуске металлополимерных труб — Friatec, Tece, Wavin, Sanha, Frankishe, N. T.M, Henco, Industrial Blansol и множество других.

Ассортимент пуш-фитингов на рынке широк, каждая компания предлагает собственные наработки. Так, Sanha для фиксации труб, помимо кольца, применяет также удерживающие клинья, которые зажимают трубу при попытке выдвинуть ее из фитинга. Многие компании предусматривают возможность разборки фитингов с последующим их использованием.

Полипропилен
Полипропиленовые (PP) трубы весьма популярны на рынке трубопроводных систем как в Европе, так и в России. Этому способствуют не только характеристики самих труб (химическая и коррозийная стойкость, низкая теплопроводность, отсутствие влияния на органолептические данные воды), но и невысокая цена, а также довольно простой способ соединения.

Различают несколько модификаций полипропилена — PPH (голополимер пропилена), PPB (блок-сополимер этилена и пропилена), PPR (рандом-сополимер, также называемый PPRC). Последний, пожалуй, наиболее распространен среди полипропиленовых труб. Максимальная температура для PP-труб — 90 °C, кратковременно трубы могут выдерживать 100 °C.

Полипропиленовые трубы выпускают в нескольких вариациях, в зависимости от назначения и необходимых свойств.

Маркировка указывает на номинальное давление воды при температуре 20 °C, которое выдерживают эти трубы.

Монтаж полипропиленовой трубы Wavin с помощью термосварного оборудования

Трубы типа PN10 применяются в основном для систем холодного водоснабжения с давлением до 10 атм., PN20 — для холодного и горячего (давление до 20 атм.). Для систем же отопления, учитывая достаточно высокий линейный температурный коэффициент расширения полипропилена, более подходят армированные трубы.

Как и в случае с металлопластиковыми трубами, для армирования PPR часто используют алюминиевую фольгу — перфорированную либо без перфорации. Такие трубы обозначают также PN25. Первоначально ее размещали близко к наружной поверхности трубы, покрывая сверху тонким слоем PP. При подготовке к термосварке армированнуютрубу нужно зачистить, удалив верхний слой с алюминием.

Другой тип армированных алюминием PP-труб — с алюминиевым слоем посередине трубы. В этом случае нет эффекта вздутия, а наружную поверхность трубы снимать не требуется. Однако специалисты советуют все же обрабатывать их с торца, чтобы избежать контакта алюминия с водой и последующей химической реакции, которая может привести к разрушению трубы.

Есть и альтернатива алюминию — стекловолокно. Его смешивают с полипропиленом и наносят в виде отдельного слоя посередине трубы. Смесь полипропилена со стекловолокном позволяет уменьшить толщину стенки без уменьшения прочностных характеристик, а также выдерживать большие нагрузки. Такие трубы легко опознать по характерному цветному слою посередине. Армированные стекловолокном, они не требуют зачистки.

Трубы Pro Aqua PPR: армированные фольгой, стекловолокном, без армирования

Монтируют полипропиленовые трубы термической сваркой. Для этого используют специальный инструмент с насадками, которые при контакте с пластиком расплавляют его. Плавлению должны подвергнуться одновременно и труба, и фитинг. Соответственно, сварочная установка дновременно нагревает обе детали: трубу для этого вставляют в насадку-муфту, а фитинг надевают на насадку-дорн. Когда предназначенные для соединения поверхности расплавятся, фитинг снимают с насадки и быстро вставляют в него трубу.

После остывания обе детали оказываются надежно сварены между собой, практически став единым целым. Разнообразный ассортимент фитингов позволяет осуществлять монтаж даже в труднодоступных местах.

Производят полипропиленовые трубы множество компаний, как зарубежных (например, Pro Aqua, Wavin, Jakko, Firat), так и отечественных.

Поливинилхлорид и его модификации
Поливинилхлорид (ПВХ, PVC) — это практически негорючий материал, более плотный, чем полиэтилен и полипропилен, благодаря чему приобретает ряд положительных свойств. В первую очередь стенка трубы из ПВХ менее подвержена диффузии кислорода, поэтому ПВХ-трубы не нуждаются в дополнительной защите алюминием или другими материалами. Кроме того, КЛТР у них ниже, чем у других полимерных «собратьев», поэтому их не армируют. Благодаря высокой плотности материала, внутренняя поверхность труб получается очень гладкой, что положительно сказывается на ее пропускных характеристиках. ПВХ менее пористый полимер, чем полиэтилен или полипропилен, соответственно, стенки труб менее подвержены заселению бактериями.

Трубы Jakko PPR: сверху — армированная алюминием, снизу — стекловолокном

Трубы из ПВХ достаточно жесткие, поставляются обычно не в бухтах, а в виде прямых отрезков определенной длины. Гнуть их можно, но только предварительно разогрев строительным феном — в этом случае труба приобретает высокую пластичность, причем на ее эксплуатационные характеристики эта процедура не влияет.

Впрочем, есть у этого материала и недостаток — низкая термостойкость. Рабочая температура, которую выдерживает ПВХ, 60 °C, максимальная — до 70 °C (кратковременно). Поэтому поливинилхлоридные трубы применяют обычно для холодного и горячего водоснабжения, но для систем отопления они едва ли подойдут.

Несколько иначе обстоят дела с подвидом этого семейства труб — хлорированным поливинилхлоридом (ХПВХ, C-PVC). При производстве материала для них в расплав пластика добавляют хлор, который под действием высокой температуры встраивается в молекулярную структуру полимера. Хлорирование изменяет свойства вещества, главное из которых — повышение термостойкости до рабочей температуры 90 °C с возможностью выдерживать малое время и более высокие температуры (95 °C). Это открывает возможность применения ХПВХ-трубы в низкотемпературных системах отопления.

Фитинги для систем ПВХ и ХПВХ выполняют из аналогичных видов пластика. Процесс сборки системы несколько необычен, если сравнивать его с монтажом трубопроводов из других материалов: трубы и фитинги из ПВХ соединяют с помощью клея. В его составе — собственно ПВХ и растворитель. Когда клей наносят на трубу и на фитинг, их поверхности частично растворяются — «плавятся». Затем трубу помещают в фитинг, чтобы смазанные клеем части совпали, и поворачивают.

Летучий компонент клея (растворитель) испаряется, и состав затвердевает, став одним целым с трубой и фитингом. Этот процесс длится от получаса до нескольких часов, в зависимости от температуры в помещении — чем она ниже, тем дольше «сохнет» клей. Перед эксплуатацией трубы промывают. Несмотря на тип соединения, трубопровод выдерживает достаточно высокое давление.

Полибутен
Трубы из полибутена (PB) сочетают положительные свойства других видов полимерных труб. Как и PE-X, они выдерживают достаточно высокие градусы — их максимальная рабочая температура составляет порядка 95 °C. Кроме того, относительно низкий (для полимеров) коэффициент теплового удлинения позволяет выпускать трубы без армирования. PB-трубы соединяют обычно методом термосварки, подобно полипропиленовым.

Однако у полибутена есть и недостаток — этот материал уязвим перед растворенным в воде хлором. Под его воздействием трубы и их соединения разрушаются, дают течь.

УНИВЕРСАЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Производители фитингов разрабатывают свои продуктовые линейки таким образом, чтобы с их помощью можно было удобно и просто развести систему, пользуясь фитингами той же марки, что и трубы.

Это понятно — и труба, и фитинг в таком случае оптимально подходят друг другу (сочетать фитинги и трубы разных марок возможно, если размеры совпадают, но гарантию на такую «гибридную» систему производители не дают; исключение — фитинги и трубы, изготовленные по стандарту, например в медных системах).

Но линейки фитингов обычно не включают специальную арматуру — фильтры грубой очистки, редукторы давления, да и запорные краны есть в ассортименте далеко не у всех производителей труб. В целом для подключения к другим системам (например, для перехода от стального стояка к металлопластиковой разводке внутри квартиры) требуются более универсальные соединения — резьбовые. Поэтому любая линейка фитингов, будь то пресс-, пуш-фитинги или термосварные — обязательно включает переходники на резьбу.

Трубы и фитинги Friatec Friatherm Starr из Х-ПВХ, соединенные с помощью клея	Резьбовые фитинги Pro Aqua

Ассортимент арматуры с резьбовыми соединениями чрезвычайно широк. На этом рынке представлено много крупных компаний, специализирующихся на водопроводной арматуре, и каждая предлагает богатый выбор наименований — здесь и различные фитинги для стальных труб (тройники, уголки и т. д.), и переходники, коллекторы, фильтры грубой очистки, всевозможнаязапорная арматура. Стандартные размеры и параметры резьбы позволяют комбинировать арматуру разных марок, подбирая отдельные необходимые элементы. Собранную «на резьбу» систему легко разобрать и собрать снова, используя те же детали (нужно только заново их уплотнить). Часто для изготовления резьбовой арматуры и фитингов применяют устойчивые к химическому воздействию материалы — латунь, бронзу. Они не подвержены коррозии, не вызывают химической реакции при контакте с другими материалами.

Также резьбовые фитинги делают из стали, в том числе нержавеющей, из пластика и других менее распространенных материалов. Для прочного и надежного резьбового соединения используют различного рода уплотнительные материалы: лен, пеньковую подмотку с суриковой замазкой, пасту, фторуплотнительные материалы, тефлоновую нить и т. д.

Пресс-фитинги General Fittings для металлопластиковых труб серии 5S00	Фитинг-переходник Viega с пресс-системы на резьбу

Выбирать резьбовую арматуру следует с осторожностью, чтобы не купить случайно поддельную, сделанную из непригодной для питьевого водоснабжения свинцовистой латуни или вовсе из хрупких и дешевых сплавов, быстро разрушающихся и приводящих к авариям.

Однако следует помнить, что резьбовые соединения требуют наблюдения и обслуживания.

ПРЕСС-ИНСТРУМЕНТ
Влияние пресс-инструмента на качество монтажа пресс-систем сложно переоценить, так как именно от его усилия зависит надежность соединения. Никаким «непрофильным» инструментом пресс-инструмент заменить нельзя. Более того, многие производители труб и фитингов выпускают собственные линейки пресс-инструмента, непосредственно под свои марки, либо заказывают инструмент у крупных производителей пресс-инструмента — опять же с полной адаптацией под свои изделия. Но есть и сторонние производители широкого спектра пресс-инструмента, которые выпускают модели, совместимые с наиболее распространенными марками фитингов. К таким можно отнести Rems, Rottenberger, Ridgit и ряд других.

Линейка пресс-инструмента Viega

Различают пресс-инструмент для радиальной опрессовки (используется для пресс-фитингов) и аксиальной (для аксиальных натяжных фитингов).

Монтаж PE-Xc труб с помощью аксиальных фитингов TeceFlex

Линейка радиального пресс-инструмента может включать несколько моделей для разных случаев. Например, для опрессовки труб малых диаметров требуется усилие, которое может создать и человек, поэтому для их монтажа подходят ручные пресс-клещи. А вот трубы большого диаметра нуждаются в опрессовке мощным электроинструментом. Обычно его комплектуют насадками под разные диаметры. Различают гидравлический пресс-инструмент и электрический. Некоторые производители предлагают также портативные варианты на аккумуляторах — они не требуют подключения к сети, могут применяться на объектах, не подключенных к электричеству, но и стоят недешево.

Ручной аксиальный инструмент. Фото: компания «Русклимат»	Пресс-инструмент. Фото: компания Rems-Werk Christian Foll und Sohne GmbH

Аксиальный пресс-инструмент также может быть ручным или электрическим (в том числе аккумуляторным). Кроме того, для монтажа аксиальных фитингов нужен и расширительный инструмент — экспандер, выбор которого на рынке также достаточно широк.

1. Аксиальный фитинг для PE-X труб Barbi 2. Аксиальный фитинг Barbi с переходом на резьбу

ОБЗОР ТРУБ

Viega Sanpress
Пресс-система труб из нержавеющей стали с фитингами из бронзы

Sanpress — проверенная временем система труб из нержавеющей стали, она представлена на рынке уже более 20 лет. Viega использует для производства нержавеющую сталь 1.4521, которая, помимо высокой химической стойкости, отличается также и демократичной ценой.

Пресс-фитинги изготовлены из бронзы — нейтрального сплава, который тоже не коррозирует. Сочетание нержавеющей стали и бронзы делает Sanpress практически универсальной, ведь эти трубы можно использовать в системах питьевого водоснабжения и отопления с открытым контуром, в которых присутствует растворенный кислород.

Все фитинги снабжены контуром безопасности SC-Сontur — это специальный микропаз, гарантирующий протечку воды, если фитинг не опрессован. Благодаря этому решению неопрессованные соединения легко заметить по протечкам.

Sanpress включает трубы размерами от 12 до 108 мм, а также широкий ассортимент фитингов, в том числе сильфонные компенсаторы.

KAN-therm Steel
Пресс-система труб и фитингов из углеродистой стали

Пресс-система KAN-therm Steel предназначена в первую очередь для создания систем отопления с закрытым контуром и подготовленным теплоносителем, не содержащим кислород. KAN-therm Steel выдерживат давление до 16 атм., температуру до 120 градусов Цельсия.

Трубы и фитинги выполнены из стали 1.0034 с низким содержанием углерода, снаружи их защищает от коррозии слой оцинковки толщиной 7–15 мкм. Система включает трубы и фитинги различных диаметров — от 15 до 108 мм. Благодаря тому, что для производства труб применяется тонкостенная сталь, трубы отличаются малым весом.

Пресс-фитинги позволяют монтировать систему быстрее, чем при помощи сварки, и в то же время получать более надежные соединения, чем при использовании резьбовых фитингов. Герметичность обеспечивают уплотнительные кольца O-Ring, изготовленные из EPDM. Соединения не требуют обслуживания и подходят для скрытой укладки. При помощи переходников Steel легко соединить с другими системами труб KAN-therm — например, полимерными Press и Push.

Geberit Mapress
Пресс-система труб и фитингов из нержавеющей стали

Система Geberit Mapress включает трубы и пресс-фитинги от 15 до 108 мм, изготовленные из нержавеющей стали. Технология производства Geberit обеспечивает точность геометрических размеров, отсутствие дефектов, чистую и ровную поверхность даже в зонах сварочных швов.

Монтаж системы Mapress прост и быстр, использование пресс-инструмента гарантирует надежность и качество соединений. При обжиме уплотнительное кольцо деформируется до определенной формы и еще плотнее прилегает к трубе и фитингу, обеспечивая герметичность. Прочность достигается за счет совместной деформации фитинга и трубы.

Наружные индикаторы обжима позволяют визуально проверить, все ли соединения опрессованы. Кроме того, если фитинг не обжат, то через углубления в кольце потечет вода.

Трубы и фитинги Mapress из нержавеющей стали универсальны, поскольку не подвержены коррозии и выдерживают высокие давление и температуру. Они могут применяться в системах водоснабжения, отопления, для технического и промышленного использования.

Viega Pexfit Pro
Пресс-система труб PE-Xc с фитингами из PPSU и бронзы

Металлополимерная труба для систем водоснабжения Pexfit Pro выполнена из сшитого полиэтилена PE-Xc с прослойкой из алюминиевой фольги. Труба пластична, ее легко гнуть, что позволяет в ряде случаев обходиться без угловых фитингов. Монтируют Pexfit Pro с помощью фирменных пресс-фитингов. Фитинги для труб 14–25 мм изготовлены из прочного пластика PPSU (полифенилсульфон), свыше 25 мм — из устойчивой к коррозии бронзы. Гильзы выполнены из нержавеющей стали и снабжены смотровыми окошками, чтобы видеть, до конца ли труба вошла в фитинг. Для выявления неопрессованных соединений во всех фитингах применяется контур безопасности SC-Contur, благодаря чему при проверке на герметичность необжатые соединения выдадут себя по протечке воды. Таким образом, неопрессованные фитинги сразу видно невооруженным глазом.

В ассортименте фитингов, помимо стандартных элементов для разводки системы, присутствуют бронзовые переходники на резьбу, а также для соединения труб Pexfit Pro с другими видами труб Viega.

General Fittings
Компрессионные фитинги

Несомненное преимущество компрессионных фитингов — это то, что для монтажа труб с их помощью не требуется специальное оборудование для пайки или обжима фитингов, достаточно иметь под рукой гаечный ключ. General Fittings выпускает широкий ассортимент компрессионных фитингов для различных видов труб. Так, для полиэтиленовых и полипропиленовых труб разработаны специальные фитинги с коническим разрезным кольцом. Такие соединения выдерживают давление до 60 атм.

Для медных труб применяются компрессионные фитинги с неразрезным кольцом. Этот метод часто используется для монтажа разветвленных сетей медных водопроводов, где, как правило, мало пространства и ограничен доступ.

General Fittings 5S00
Пресс-фитинги для металлополимерных труб

Пресс-фитинги, которые становятся все более популярными в России, есть и в ассортименте General Fittings. Фитинги 5S00 — универсальные, они совместимы как с металлопластиковыми трубами отечественного производства, так и с импортными.

Широкое распространение пресс-фитингов разных марок привело к появлению множества вариантов и типов используемого при монтаже инструмента. Огромное количество разнообразных профилей пресс-клещей, требуемых различными производителями, усложнило задачу и снизило унификацию весьма дорогостоящего инструмента. Решение этой серьезной проблемы предлагает General Fittings, начав выпуск универсальной серии пресс-фитингов, с которыми легко работать, используя любой из трех основных профилей — TH, H либо U. В итоге существенно снижаются затраты на покупку профессионального инструмента.

Редакция благодарит компании Geberit, Glynved,
Tece, Viega, Wavin, «Бугатти», «Главобъект», «Русклимат»,
«Эгопласт» за помощь в подготовке статьи.

Автор: Маргарита ТРЕТЬЯКОВА

июнь 2011 года