Какие бывают металлополимерные трубы и способы их использования

Пластиковые трубы обладают, по сравнению с металлическими, множеством преимуществ: они намного легче, их проще переносить до места сборки и соединять друг с другом; кроме того, полимерная продукция дешевле. Однако есть у изделий и ряд недостатков: многие марки пластмасс не переносят повышенные механические нагрузки и обладают высоким коэффициентом температурного расширения. Нейтрализовать эти проблемы, хотя бы отчасти, помогает введение в полимерные трубы металла; свойствам и особенностям металлопластиковых труб посвящена эта статья.

История возникновения металлополимерных труб

Один из самых старых материалов изготовления трубопроводов различных назначений – железо, а позже его сплавы (стали и чугуны), медь и прочие цветные металлы.

Особую популярность медные водопроводы стали приобретать с 1950-х годов, сначала в США и Европе, затем по всему миру.

Преимущества медных изделий:

• отсутствие угрозы возникновения ржавчины;
• лучшая, по сравнению со сталью или чугуном, гидроизоляция стыков;
• меньшая засоряемость внутреннего объёма.

Несмотря на очевидные преимущества, у медной продукции есть и несколько существенных недостатков:

• для сварки (пайки) труб необходимо специальное дорогостоящее оборудование, не всегда доступное;
• высокая стоимость меди: этот материал стоит дороже и стали, и алюминия, и всех видов полимеров.

Таким образом, хотя медь и обладала отличной пластичностью и хорошо поддавалась обработке, требовалось предложить другой, более дешёвый материал.

Им стал алюминий. Поначалу, сразу после открытия, он стоит очень дорого, однако через некоторое время, благодаря развитию технологии добычи, очистки и обработки цена на металл значительно снизилась.

Среди недостатков алюминия необходимо отметить:

• чрезмерную мягкость: находящиеся в любой водопроводной воде мелкие абразивные частицы неизбежно портили внутреннюю поверхность труб, вплоть до прорыва;
• большая разница электрохимических потенциалов с медью и железом: при контакте с этими металлами или даже с водой алюминиевые трубы начинают стремительно разрушаться, что в итоге сводит выгоду от использования металла на нет.

Тем не менее, полного отказа от алюминия не произошло: с открытием способа получения высокомолекулярных соединений, то есть полимеров, возникла идея изолировать легкоразрушающийся металл слоями пластика – как снаружи, так и изнутри. Так появились многослойные металлополимерные трубы.

Полученные изделия обладали целым рядом значительных преимуществ по сравнению как со стальной продукцией, так и с медной:

1. Гораздо более гладкая внутренняя поверхность. В этом случае не страшны даже мелкие абразивные частицы в воде: они лишь полируют пластик, придавая ему ещё большую гладкость.
2. Благодаря гладкой поверхности металлополимерные трубы для водоснабжения обладают отличной пропускной способностью, превышающей аналогичные параметры металлических изделий. Кроме того, внутренняя гладкость не позволяет оседать в трубах различного рода загрязнениям, следовательно, внутренний просвет такой продукции со временем практически не уменьшается.
3. Благодаря диэлектрическим свойствам, металлопластиковые трубы не разрушаются при контакте с металлами и водой и не проводят ток, то есть не требуют дополнительной изоляции.
4. Минимальные потери тепла: пластик хуже, чем металлы, отдаёт тепловую энергию, следовательно, отопительные контуры из этого материала позволят сэкономить денежные средства.
5. Простота соединения труб между собой. Можно использовать различные фитинги (с разрезными кольцами и накидными гайками) или осуществлять пайку (сварку) полимерных изделий.

Особенности и история использования металлополимерных труб в России

При первом появлении в России металлополимерные трубы получили признание и широкое распространение. Объёмы продажи труб, разумеется, нарастали не сразу, поскольку использование нового материала всегда представляет собой риск.

Поначалу металлопластиковые трубы и арматура (фитинги) поставлялись из Европы и, обладая отличным качеством, дорого стоили. Со временем выпуск аналогичной продукции был налажен в Китае; традиционно эти изделия характеризовались значительно более низким качеством, но и меньшей себестоимостью и, соответственно, ценой.

Ещё через некоторое время появились первые образцы труб, выпущенные в России.

Привлекательный внешний вид таких изделий, выгодно отличающихся от аналогичных стальных или чугунных, позволял прокладывать трубы снаружи стен, не пряча их в ниши. Это не только значительно облегчало монтаж и последующий ремонт трубопроводов, но и позволяло при их установке не портить поверхности и не использовать различные декоративные приспособления.

После периода активной эксплуатации металлополимерных многослойных труб для горячего водоснабжения и отопления было замечено, что их соединения не вполне герметичны и через некоторое время сквозь них просачивается вода.

Поначалу вину перекладывали на сантехников, однако после было замечено, что практически все случаи протечки приходились на фитинги. Полностью исправить ситуацию на тот момент не получилось, в результате чего многие хозяева стали заменять металлопластиковую продукцию оцинкованной сталью, не вызывающей таких проблем. Читайте также: «Применение труб ППМ, особенности производства, правила установки».

Решение проблемы протечек

Неприятности с протечками были связаны исключительно со способом соединения фитингами.

Чтобы понять, в чём именно проблема, необходимо ознакомиться со строением металлопластиковой трубы и процессом соединения отрезков такой продукции.

Металлополимерная труба, по определению многослойная, состоит из трёх основных слоёв и двух клеевых. По порядку это: пластик (обычно сетчатый полиэтилен, хотя есть варианты), клеящее вещество, тонкая алюминиевая трубка со сварным швом, снова клеящее вещество, а снаружи – слой пластика.

Порядок соединения труб посредством фитингов:

1. На торец трубы надевают разрезное кольцо и накидную гайку.
2. Изнутри торца снимают фаску, после чего внутрь вставляется штуцер фитинга. Надёжность соединения обеспечивается применением нескольких резиновых колец, надеваемых на штуцер, и обжим полимером материала изготовления штуцера – латуни.
3. Накидное кольцо опускается, гайка надевается на резьбу и завинчивается. Это обеспечивает дополнительный обжим штуцера.

В результате получается плотное герметичное соединение с хорошей гидроизоляцией. Однако через некоторое время, из-за повышенной температуры теплоносителя, резиновые кольца теряют упругость и пластичность и начинают просто крошиться.

Это наиболее часто встречающаяся проблема, однако возможна и другая – неаккуратность при сборке.

В частности, перед соединением имеющих овальную форму сечения труб их следует тщательно выровнять с помощью калибратора и обязательно снять с торцов фаски. Качественный калибратор для металлопластиковых труб справится с подобной задаче без каких либо трудностей.

В противном случае уплотнители с большой вероятностью сместятся и соединение начнёт протекать почти сразу же.

Металлопропиленовые трубы в этом отношении гораздо надёжнее и устойчивее к воздействию высоких температур. В многослойных полипропиленовых трубах алюминий выполняет лишь армирующую функцию, снижающую коэффициент термического расширения.

Полипропилен, в отличие от полиэтилена, поддаётся сварке (пайке), следовательно, при сборке водопроводных или отопительных контуров из этого материала можно использовать не только обжимные фитинги, но и сварочные аппараты, и электромуфты.

Ещё один современный способ соединения металлопластиковых труб – использование пресс-фитингов, в которых разрезное кольцо заменяется латунной гильзой. Это соединение отличается большей герметичностью, однако для его осуществления требуется обжимной аппарат.

Свойства металлопластиковых труб

Основные технические характеристики металлополимерных труб – это габариты, максимальное рабочее давление и температура. ГОСТа, регламентирующего другие параметры продукции, такие как износостойкость, не существует.

В большинстве случаев на рынке представлены трубы следующих диаметров: 16, 20, 26, 32, 40 мм.

Верхний порог рабочего давления, по мнению производителей, составляет 10…12 бар.

Максимальное значение рабочей температуры – 95°С; допускаются кратковременные повышения этого параметра до 130°С.

С завода-изготовителя такая продукция поступает в бухтах, что позволяет отмерять практически любую требуемую длину изделия.

К опасным грузам трубы, согласно ГОСТу 19433-88, не относятся, поэтому перевозить их можно на любом транспорте.

Металлопластиковые трубы, несмотря на возникающие при монтаже и замене элементов сложности, имеют много качеств, выгодно отличающих их от аналогичных изделий из других материалов.

При добросовестно выполненном соединении и своевременном осмотре и ремонте контура можно гарантировать, что трубопроводы из металлопластика прослужат долго и без перебоев.

Металлополимерные трубы: особенности монтажа

Давайте попытаемся собрать в одной статье все, что на известно о металлопластике: из чего он делается, как соединяется и какие могут иметь металлополимерные трубы технические характеристики.

Металлополимерная труба широко используется при создании самых разных инженерных сетей

Предыстория

Металлические водопроводы появились сравнительно давно. Примерно с середины прошлого века началось распространение в странах Европы и в США водопроводов из меди.

Они выгодно отличались от предшествовавших им стальных тем, что:

• Не ржавели;
• Не зарастали со временем отложениями;
• Не текли на соединениях.

Однако у меди была и пара довольно неприятных недостатков:

• Медные водопроводы требовали для традиционного монтажа пайкой специального оборудования, которое было далеко не у каждого;
• Медь стоила дорого. Очень дорого.

Медь для водопроводов, однако, используют и сейчас

Нужны была альтернатива — легкий в обработке и пластичный металл с минимальной ценой, который послужил бы материалом для бюджетного водопровода.

Сами собой напрашивался алюминий: если в самом начале своего применения в промышленности металл ценился буквально на вес золота ( в высшем свете считалось особым шиком выложить на стол алюминиевые вилки), то с отработкой технологии его производства из глинозема цена упала до смешных значений.

Сейчас алюминий — один из самых дешевых металлов

Однако алюминий был слишком мягким: вода неизбежно несет с собой взвеси, которые вызывают эрозию металла.

Кроме того, контакт алюминия с водой при даже минимальной разнице потенциалов со стальным или медным элементом водопровода (а медные краны отнюдь не редкость) запускал электрохимические процессы, приводившие к ускоренному разрушению трубы.

Напрашивалась идея изолировать алюминий от воды; и с началом массового производства дешевого полиэтилена выбор в пользу именно этого материала был сделан. Заодно обросла изолирующим слоем и наружная поверхность трубы.

Труба металлополимерная в разрезе: ее устройство как на ладони

Достоинства полученного материала оказались столь убедительны, что металлополимеры потеснили традиционные стальные и медные водопроводы на привычной им территории за считанные месяцы:

• Эрозия внутренней поверхности частицами взвесей делает полиэтилен лишь более гладким;
• Вследствие минимального сопротивления гладкой поверхности труба имеет максимальную пропускную способность, а взвеси и отложения не остаются в трубе. Стало быть, ее пропускная способность не падает со временем;
• Полимер по определению не образует гальваническую пару ни с медью, ни со сталью: он диэлектрик. Заодно такая труба никогда не ударит током.
• Полиэтилен имеет куда худшую теплопроводность, чем алюминий и уж тем более чем медь. Результат — минимальные потери тепла через поверхность.
• Предельная простота монтажа с помощью фитингов с накидными гайками и разрезными кольцами сделала монтаж систем водоснабжения и отопления доступным не только профессионалам, но и новичкам в области сантехники.

Сборка не сложнее детского конструктора

Темная сторона силы

Восторг и обожание

Как только металлопластиковые трубы поступили на российский внутренний рынок, их заметили. Сперва осторожные пробы (интернет еще не распространился в России, и чужое мнение можно было узнать лишь при личном общении), потом столь же осторожное одобрение; следом — брызжущий восторгом энтузиазм.

Первое время импортировавшиеся металлопластиковые трубы и фитинги приезжали в основном из Европы и стоили весьма дорого. Первыми сориентировались вездесущие китайцы и наладили производство материалов, которые сильно уступали европейским в прочности и долговечности, зато были дешевы и доступны.

Потом очнулись и отечественные производители. Рынок стал насыщаться.

В то время трубы из металлопластика, выглядевшие непривычно празднично на фоне ржаво — крашенного стального совкового убожества, никому не приходило в голову прятать под декоративной отделкой. Наоборот — они выставлялись напоказ: белизна труб и сияние латунных или хромированных фитингов привлекали внимание.

Совет: вообще, строго говоря, любые инженерные магистрали если уж прятать — то строго под разборным декором. Все ломается.

Желательно, чтобы для ремонта не приходилось рушить дорогой кафель зубилом и кувалдой.

В то время при продаже квартир указать в ее описании «металлопластиковые трубы» значило получить огромное преимущество перед другими продавцами.

Металлопластиковые трубы не стыдно выставить напоказ

Горечь и разочарование

А потом стали раздаваться осторожные возгласы: металлопластиковые трубы капают на соединениях. Вначале тоненькая струйка жалоб, обвинений сантехников в некачественном монтаже переросла в бурлящий поток недовольства, а потом в понимание: на горячей воде и отоплении трубы металлополимерные многослойные через какое-то время начинают капать на фитингах.

Свою лепту в разочарование внесли и несколько эпизодов, когда подгулявшего хозяина обдавало струей кипятка после того, как он пытался использовать новенькую трубу в качестве опоры при знакомстве с унитазом.

Уже в начале двухтысячных при монтаже систем отопления там, где воду нельзя было перекрыть вентилями, не выходя из квартиры, разумные хозяева однозначно предпочитали металлопластику оцинкованную сталь.

Трубы металлополимерные многослойные для горячего водоснабжения сейчас применяются с осторожностью. А вот теплый пол из них — замечательное решение

Разбор полетов

Что же, собственно, происходило? Почему соединения начинали течь через несколько десятков циклов нагрева — охлаждения?

Давайте рассмотрим строение многослойной трубы из металлополимера. Ее основа — алюминиевая трубка с продольным сварным швом. Изнутри слой клеящего состава обеспечивает ее соединение со слоем сетчатого полиэтилена. Такие же два слоя украшают алюминий снаружи.

Металлополимерные многослойные трубы устроены так

При использовании традиционного способа соединения с фитингом:

• На трубку надеваются накидная гайка и разрезное колечко.
• Затем с внутренней стороны снимается фаска, и она надевается на штуцер фитинга. При этом герметичность соединения обеспечивает пара-тройка резиновых колечек в бороздках штуцера и собственно обжим внутренним слоем полиэтилена латуни штуцера.
• Затем опускается разрезное колечко, накидная гайка наживляется на резьбу и затягивается. Труба при этом обжимает штуцер. Все довольны.

Со временем на горячей воде происходит следующее: резиновые уплотнители теряют эластичность, превращаясь в неупругий крошащийся материал.

Совет: второй причиной может быть просто ошибка сборки.

Если в разрезе трубы металл — полимерные многослойные имеют овальную трубу — их стоит выровнять калибратором и не забыть снять фаску внутри.

Иначе колечки могут просто сместиться со своих мест и не обеспечить дополнительного уплотнения вообще. Тогда соединение потечет почти сразу.

Одновременно полиэтилен, достигнув температуры размягчения несколько десятков раз, постепенно течет и расступается под давлением гребней штуцера, на который надета труба. Появляется зазор.

Соединение утрачивает герметичность. Подтянуть гайку иной раз приходиться несколько раз, пока между алюминием и штуцером не будет вытеснен весь полиэтилен.

Дальнейшая герметичность соединения зависит исключительно от качества обработки обеих металлических поверхностей.

Особняком стоят металлопропиленовые трубы. Полипропилен имеет несколько иные физические свойства; в частности, он более устойчив к нагреву. Алюминиевая трубка в этом случае выполняет функцию армирования и ограничивает его тепловое расширение.

Благодаря же материалу внешней оболочки трубы металлопропиленовые могут соединяться и с обжимными фитингами, и с фитингами для полипропиленовых труб методом диффузной сварки.

Альтернатива

Сравнительно недавно появился иной способ обжима трубы на соединениях — пресс-фитинги. Вместо разрезного колечка трубу обжимает латунная гильза. Обжим требует специального инструмента; однако такие соединения при правильной сборке не текут.

Пресс-фитинги требуют специального инструмента

Характеристики труб

Давайте посмотрим, какие могут иметь трубы металлополимерные технические характеристики.

Большинство производителей предлагают трубы из металлопластика диаметрами 16,20,26,32 и 40 миллиметров. Заявленное максимальное рабочее давление составляет 10-12 бар. Максимальная рабочая температура — 95С; возможно ее кратковременное повышение до 130 С.

Труба продается метражом и поставляется бухтами.

В магазинах многослойные металл полимерные трубы можно увидеть такими

Согласно ГОСТ: трубы металлополимерные не относятся к опасным грузам и могут перевозиться любым транспортом согласно общем правилам транспортировки (ГОСТ 19433).

Прочность, износостойкость и прочие параметры, которыми обладают именно трубы металлополимерные — ГОСТ не регламентирует.

Заключение

Несмотря на свои особенности (остережемся однозначно называть их недостатками) многослойные металлополимерные трубы — прекрасный современный материал, который можно и нужно использовать при монтаже инженерных систем. При использовании фитингов с накидными гайками, однако, лучше применять металлопластик для холодного водоснабжения.