Metaal-kunststof buizen: typen, technische kenmerken, installatiekenmerken
In veel opzichten zijn metaal-kunststofbuizen superieur aan hun naaste concurrenten: polymeer-, koper-, gietijzer- en staalmaterialen voor het aanleggen van snelwegen. Hun eigenschappen zijn vooral belangrijk bij het bouwen van een verwarmingssysteem.
Om ervoor te zorgen dat een metaal-polymeercomposiet de door de fabrikant aangegeven eigenschappen volledig kan realiseren, is het noodzakelijk om het juiste type buis te selecteren. Het moet geschikt zijn voor de komende bedrijfsomstandigheden en de installatie vergemakkelijken. In ons artikel leert u alles over buizen van metaal en kunststof, evenals richtlijnen voor het kiezen ervan.
De inhoud van het artikel:
Structuur van metaal-kunststof composietbuizen
De metaal-kunststof pijpleiding is populair geworden vanwege de combinatie van de sterkte van metaal en flexibiliteit polymeer. Het ontwerp van composietbuizen is een meerlagige “taart” van lagen polymeer versterkt met een aluminiumlaag.
De symbiose van kunststof met metaal zorgt voor een hoge mechanische sterkte, voorkomt de diffusie van zuurstof uit de atmosfeer en minimaliseert de thermische uitzetting van het materiaal.
De interne polyethyleen “voering” is absoluut glad, waardoor een ongehinderde doorgang van het getransporteerde medium wordt gegarandeerd en het ontstaan van afzettingen en kalk wordt voorkomen.Het polymeer is bestand tegen agressieve stoffen en corrodeert niet.
De metalen kern is verantwoordelijk voor de stijfheid van het product en verhoogt de temperatuurbestendigheid van de pijpleiding. De uiteinden van het aluminium worden verbonden door laserlassen. De dikte van de aluminium huls is 0,15-0,75 mm, waardoor deze bestand is tegen frequente temperatuurschommelingen en hoge druk.
De buitenste polymeerlaag is een bijzonder duurzame kunststof, bestand tegen mechanische schade, hoge luchtvochtigheid en agressieve reagentia. De buitenmantel vermindert de intensiteit van condensvorming op de leidingen.
De initiële kenmerken van het product worden grotendeels bepaald door het gebruikte type polymeer:
- PEX - hogedichtheidspolyethyleen;
- PE-RT – hittebestendig polymeer;
- PER – polyethyleen;
- PP-R – polypropyleen.
De lijmsamenstelling is verantwoordelijk voor de stevigheid van het gehele samenstel. Fabrikanten introduceren hun eigen gepatenteerde recepten en er wordt geen reclame gemaakt voor de ingrediënten en verhoudingen van de componenten. Een hoogwaardige lijmlaag neutraliseert de spanningen in de structuur tussen het polymeer en aluminium, voorkomt delaminatie en verhoogt de slijtvastheid van de pijpleiding.
Fysieke en technische kenmerken
De eigenschappen van metaal-kunststof pijpleidingen zijn afhankelijk van de afmetingen van het product (diameter, wanddikte), type polymeer en fabrikant. Alle indicatoren moeten echter voldoen aan de normen van GOST 18599 (2001), R-53630 (2009) en R-52134 (2003).
Algemene vereisten voor metaal-kunststof netvoeding volgens GOST:
- vloeigrens van de hete kunststoflaag – tot 0,3 g/10 minuten;
- geen delaminatie van de voorrand wanneer deze tot 10% wordt uitgerekt;
- minimaal toelaatbare weerstand tegen delaminatie onder belasting is 15 N/cm, zonder belasting – vanaf 50 N/cm;
- verknoping van polyethyleenlagen – vanaf 60%;
- thermische stabiliteit van plastic componenten;
- de grenswaarde van de zuurstofdoorlaatbaarheid bij een temperatuur van +40°C bedraagt 0,32 mg/m²*dag, bij +80°C – 3,6 mg/m²*dag;
- de mate van sterkte van de gebruikte polymeren is 8-12 MPa;
- de initiële vloeibaarheidstemperatuur van de lijmsamenstelling bedraagt minimaal +120°C.
GOST reguleert ook omgevingsparameters. Het aandeel vluchtige stoffen in metaal-kunststofbuizen mag niet hoger zijn dan 0,035%.
Basisgemiddelde fysieke en technische kenmerken:
- Assortiment. Fabrikanten bieden metaal-kunststof vormstukken met een interne doorsnede van 14-60 mm en een wanddikte van 2-3 mm. De lengte van de baai is 50-200 m.
- Kracht. Onder zijdelingse belasting is de minimale treksterkte 2880 N. De sterkte van lassen aan metaal en lijmverbindingen is 57 en 70 N/mm².
- Hittebestendig. Het composiet behoudt zijn eigenschappen binnen een temperatuurbereik van +95°C. Laten we uitgaan van een kortetermijnsprong naar +110°C; bij -40°C bevriest het thermoplastisch materiaal.
- Lineaire parameters. De buigradius is recht evenredig met de diameter van de pijpleiding. Voor handmatige installatie is de waarde 80-125 mm, voor machinale installatie (pijpenbuiger of mal) - 46-95 mm.
De druklimiet in het systeem is afhankelijk van de temperatuur van het getransporteerde middel.
Als het voldoet aan de operationele normen van het paspoort, is de levensduur van het metalen plastic 50 jaar. Bij gebruik in “hete” nutsnetwerken (koelvloeistoftemperatuur boven 25-30°C) wordt de bedrijfsperiode teruggebracht tot 25 jaar.
Prestaties en toepassingsgebied
De structuur en technische eigenschappen van metaal-kunststof bepaalden een aantal sterke punten van de composietsnelweg.
Positieve aspecten van de werking zijn onder meer:
- anti-corrosie – het binnenoppervlak roest of slibt niet;
- goede doorvoer door lage hydraulische weerstand van de pijpleiding;
- chemische inertie voor de meeste giftige stoffen en agressieve omgevingen;
- flexibiliteit, waardoor het aantal kan worden geminimaliseerd verbindingsstukken en hoekstukken;
- gasdichtheid - elementen van het pijpleidingsysteem (radiatoren, ketels, pompapparatuur) worden beschermd tegen de schadelijke effecten van zuurstof;
- geluidsabsorptie – stil transport van vloeistof langs nutsvoorzieningen;
- slijtvastheid, gebruiksgemak en geen behoefte aan extra onderhoud.
De buizen zijn licht van gewicht en daardoor gemakkelijk te transporteren en te installeren. Bijkomende voordelen: esthetiek, betaalbare prijs en vrijwel afvalvrij gebruik.
Naast de positieve aspecten heeft metaalplastic ook nadelen:
- Verschil in thermische uitzetting. Kunststof ‘past’ zich sneller aan aan veranderingen in de watertemperatuur dan aluminium. Dit verschil heeft een negatieve invloed op het materiaal: na verloop van tijd verzwakken de verbindingen en neemt het risico op lekkage toe.
- Buigvereisten. Herhaaldelijk buigen/ontbuigen of eenmalig buigen buiten de norm kan leiden tot vervorming van de lagen metaal-kunststof gietwerk.
- Gevoeligheid voor UV-stralen. De buitenste laag van polymeer verliest zijn beschermende eigenschappen bij langdurige blootstelling aan ultraviolette straling.
De metaal-polymeerpijpleiding wordt geïnstalleerd met behulp van knelfittingen.
Deze vervormingen kunnen het gevolg zijn van bevriezing van het koelmiddel in de leiding. Oplossing voor het probleem: het isoleren van de hoofdleiding in de installatiefase of het vervangen van het getransporteerde water in het verwarmingssysteem door antivrieswater.
Dankzij de prestatie-eigenschappen van metaal-polymeerbuizen kunnen ze worden gebruikt in de particuliere, industriële bouw en andere zakelijke gebieden.
Belangrijkste toepassingen:
- communicatie van watervoorzieningssystemen;
- levering van agressieve vloeistoffen en gas in landbouw- en industriële faciliteiten;
- plaatsing van geïsoleerde “watervloeren”, inclusief voor het verwarmen van de grond in kassen;
- isolatie van elektrische kabels en draden.
Metaal-kunststofcomposietfittingen worden veel gebruikt bij de constructie van ventilatie-, airconditioning- en putirrigatiesystemen.
Operationele beperkingen:
- gebouwen die volgens de brandveiligheidsnormen zijn geclassificeerd als categorie "G" - er bevinden zich stoffen waarvan de verwerking gepaard gaat met warmteontwikkeling of het verschijnen van vonken;
- gebouwen met warmtebronnen, als hun verwarmingstemperatuur hoger is dan 150°C;
- centrale verwarming met een “inzet” van de lifteenheid;
- bij het leveren van hete koelvloeistof met een werkdruk van 10 bar of meer.
Het wordt niet aanbevolen om metaal-kunststof componenten in open nutsleidingen te installeren. Temperatuurschommelingen en gebruik bij koud weer zullen leiden tot vernietiging van de pijpleiding.
Selectie van metaal- en kunststofproducten
De kwaliteit en bedrijfsomstandigheden van metaal-kunststofproducten zijn afhankelijk van het type polymeercomponent, de grootte, de technologie voor het verbinden van de aluminium huls en de betrouwbaarheid van de fabrikant. Volgens de vermelde criteria kan het volledige assortiment buisproducten worden geclassificeerd.
Type polymeer gebruikt
Op basis van de samenstelling wordt kunststof voor de productie van buizen conventioneel verdeeld in twee groepen: hoge- en lagedrukpolymeren.
De eerste groep omvat:
- PEX- vernet polyethyleen;
- PE-RT – hittebestendig polymeer.
PEX is polyethyleen met “verknoopte” moleculaire ketens. Cross-links transformeren een lineaire structuur in een stabiele driedimensionale verbinding.
Deze eigenschap verhoogt de weerstand van pijpleidingen Water hamer.
Het type intermoleculaire bindingen wordt bepaald door de gebruikte verknopingskatalysator:
- PEX-A. Nieuwe ketens in de structuur zijn het resultaat van de behandeling van polyethyleen met peroxide. Het maximale niveau van “firmware” wordt bereikt - tot 85%. Voordelen: behoud van elasticiteit, hoge sterkte en uitgesproken moleculair "geheugen". Het nadeel zijn de hoge kosten van de technologie en als gevolg daarvan de hoge prijs van buizen.
- PEX-B. Het optimale alternatief voor A-links. Verknopingstechniek met behulp van silaan. Het belangrijkste voordeel is de verlaging van de productiekosten. Technologische nuances: mate van verknoping - 65%, verminderde elasticiteit, strengere beperkingen op het buigen van buizen. PEX-B-polymeren behouden een traag verknopingsproces - het materiaal verandert in de loop van de tijd zijn oorspronkelijke eigenschappen.
- PEX-C. Vorming van nieuwe bindingen onder invloed van elektronenstraling. De kwaliteitsparameters van het eindproduct zijn aanzienlijk inferieur aan die van buizen uit de PEX-A-categorie. Plus - lage kosten.
- PEX-D. Intermoleculaire bindingen zijn het resultaat van stikstofbehandeling. PEX-D-buizen kunnen niet concurreren met hun tegenhangers en hun productie is verminderd.
RE-RT-buizen worden gekenmerkt door langdurige thermische weerstand. Thermisch stabiel polyethyleen heeft talrijke stabiele intermoleculaire bindingen. De productie omvat de techniek van gecontroleerde processen van ruimtelijke vorming van macromoleculen.
Dankzij de hoge technische eigenschappen van metaal-kunststofbuizen met RE-RT-polymeer is hun toepassingsgebied uitgebreid. De hoofdleiding is bestand tegen temperaturen tot +124°C en is niet bang voor bevriezing.
Voor de installatie van een "koude" pijpleiding zijn modellen gemaakt van polyethyleen met lage dichtheid geschikt. Mogelijke benamingen: PE-RS, PE, PEHD, HDPE. Kenmerken van materialen:
- een temperatuur van 70°C is van cruciaal belang - de leidingen zijn vervormd;
- maximale systeemdruk – 8-10 bar;
- verslechtering door blootstelling aan de zon.
Er wordt gekozen voor een composietmateriaal gemaakt van metaal en lagedrukpolymeren om het budget voor de aanleg van pijpleidingen te “besnoeien”.
Buisafmetingen: diameter en dikte van de wapening
De grootte van de pijpleiding wordt bepaald door het toepassingsgebied ervan. Het assortiment van toonaangevende fabrikanten omvat aanpassingen met een buitendiameter van 16-50 mm.
Hieronder staan de kenmerken en kenmerken van het gebruik van buizen met een diameter van XX*YY, waarbij XX de externe sectie is en YY de interne diameter.
16*12. Leidingen worden voornamelijk gebruikt voor het regelen van het watercircuit (watertoevoer naar meters, mixers) en het verwarmingssysteem van het huis. Voor de hoofdleiding kunnen producten met een grotere diameter worden gebruikt.
20*16. Installatie van "warme vloeren" en watertoevoersystemen. De fittingen hebben een betere doorvoer vergeleken met eerdere analogen, dus het wordt aanbevolen om ze te installeren als de waterdruk onstabiel is.
26*20. Wanddikte – 3 mm.Deze optie wordt bij voorkeur gebruikt in een privéwoning voor autonome systemen, waarbij het belangrijk is om enige reservecapaciteit te voorzien in geval van mogelijke druk-‘onderbrekingen’.
32*26. Dankzij de afmetingen van de buis kan deze worden gebruikt als stijgleiding of hoofdleiding voor lagedruksystemen. Door de grote doorsnede wordt het volume van de getransporteerde eenheid vergroot.
40*32. Dikte – 3,9 mm. Leidingen hebben toepassing gevonden bij het aanleggen van lange routes van nutsnetwerken in de civiele en industriële bouw. Geschikt voor waterbehandeling, airconditioning, individuele en gecentraliseerde watertoevoersystemen.
De dikte van de pantserlaag bepaalt de sterkte, flexibiliteit en thermische geleidbaarheid van de buizen.
Bij het kiezen wordt rekening gehouden met de volgende nuances:
- hoe dikker de aluminiumlaag, hoe stijver de pijpleiding;
- zelfmontage is gemakkelijker uit te voeren van producten met een metaallaag van 0,15-0,2 mm;
- met een toename van het wapeningsaandeel neemt het verlies aan thermische energie tijdens het transport van het koelmiddel toe.
Voor het uitvoeren van intern huishoudelijk werk is de optimale grootte van de versterkende laag 0,3-0,5 mm.
Nuances van productietechnologie
Er zijn twee basismethoden voor het produceren van metaal-polymeerbuizen: Engels en Zwitsers. Het belangrijkste verschil tussen de technologieën is de aansluitmogelijkheid voor de aluminium huls.
Je kunt vaak van marketeers horen over de classificatie van buizen in "naadloos" en "naadloos", afhankelijk van de productietechnologie. Als u zich echter verdiept in de basisprincipes van de productie, begrijpt u dat de verbindingsnaad bij beide opties aanwezig is, het verschil zit in de uitvoering ervan.
Engelse technologie - overlaplassen. Een buis wordt gevormd uit een metalen strip, de randen van de "huls" worden overlappend met ultrageluid gelast. Op de buiten- en binnenkant van de aluminium buis worden gelijktijdig lagen lijm en polymeer aangebracht.
Zwitserse technologie – stomplassen. Productiefasen:
- Productie van polymeerbuizen door extrusie.
- Kleefstof aanbrengen op het buitenoppervlak van het plastic.
- Vorming en "rollen" van een metaallaag van aluminiumtape.
- Het van begin tot einde verlijmen van de randen van het wapeningsmateriaal met behulp van argonboog- of laserlassen.
- Opeenvolgende toepassing van lijm en polymeer op het aluminiumoppervlak.
De laatste fase is het afkoelen van het eindproduct.
Garanties van verkopers van ‘naadloze’ buizen over een hogere sterkte in vergelijking met ‘naadloze’ buizen mogen niet als axioma worden beschouwd. Lasexperts weten dat de sterkte van een overlaplas altijd hoger is dan die van een stompe las.
Beoordeling van fabrikanten: kwaliteit en prijsverhouding
Een informele beoordeling van fabrikanten van metaal-polymeerbuizen wordt gepresenteerd door binnenlandse en buitenlandse bedrijven.
Valtec (Italië, Rusland). Metaal-polymeer leidingsystemen worden vervaardigd volgens de organosilanidemethode (PEX-b).De mate van verknoping van de werklaag bedraagt 65%, de beschermende buitenlaag 55%. Door de eigenschappen te combineren werd het mogelijk een flexibel materiaal te verkrijgen.
Geschatte prijs van een product 16*2 mm – 1 USD/m, 32*3 mm – 4,5 USD/m.
Henko (België). Vijflaagse buizen vervaardigd met behulp van “naadloze” technologie. Bij de productie wordt gebruik gemaakt van vernet polyethyleen PEX-C, de mate van vernetting bedraagt 60%. Buizen worden geproduceerd met een diameter van 14-40 mm, dikte - 2-3,5 mm, spoellengte - 5-200 m.
De gemiddelde kosten voor buisfittingen met een doorsnede van 20 mm bedragen 0,8 USD/m.
Oventrop (Duitsland). Het bedrijf is gespecialiseerd in de productie van hittebestendige buizen op basis van PE-RT-polymeren. Vanwege hun uitstekende technische en operationele kenmerken worden de producten als universeel beschouwd en worden ze in verschillende bouwsectoren gebruikt. Prijs – ongeveer 1,2 USD/m.
Comap (Frankrijk). Metaal-kunststof pijpleiding met behulp van PEX-C- en PEX-B-polymeerverbindingen. De producten worden gekenmerkt door absolute elektrochemische stabiliteit en lage slijtage. Buizen uit de Multi-Skin-serie absorberen geluid goed en behouden een bepaalde bochtvorm.
Nanoplast (Rusland). Een binnenlandse fabrikant heeft de productie van metaal-polymeerbuizen gelanceerd met behulp van Zwitserse technologie. Een speciaal kenmerk van het product is een versterkte versterkingslaag (metaaldikte is 0,3-0,55 mm).
Decodering van productiemarkeringen
De markering bevat basisinformatie over de kenmerken en het doel van de pijpleiding. De volgorde van de waarden kan van fabrikant tot fabrikant verschillen.
Standaard benamingen:
- naam van het productiebedrijf;
- productienorm, certificaatnummer;
- type gebruikte materialen;
- nominale afmetingen;
- maximaal toegestane druk;
- omgeving geschikt voor transport;
- aanvullende bedrijfsomstandigheden (temperatuur).
Aan het einde worden het batchnummer, ploegnummer en productiedatum weergegeven.
Kenmerken van de installatie van een metaal-kunststof pijpleiding
De montage van de hoofdleiding uit metaal-polymeerbuizen wordt uitgevoerd met behulp van drie soorten gevormde fittingen: afneembaar, compressor, persfittingen. Om verbindingen te maken door te krimpen, heb je nodig druk op de kaken, waardoor een absoluut afgedichte eenheid kan worden gevormd.
Het aansluiten van leidingen met behulp van persfittingen gaat als volgt:
Naast de traditionele krimpverbindingen wordt bij het werken met metaal-kunststofbuizen een andere technologie en type fittingen gebruikt, de zogenaamde push-on fittingen. Om in dit geval een gesloten eenheid te vormen, wordt naast een perstang ook een expander gebruikt, waarmee de mof wordt vergroot. Deze techniek wordt gebruikt voor het monteren van systemen die in een dekvloer of met groeven zijn gelegd.
Door een schuifhuls op een op een fitting geïnstalleerde geëxpandeerde buis te drukken, kunt u een strakke verbinding verkrijgen, maar voor een eenmalige montage is het niet altijd raadzaam om het hele gereedschap aan te schaffen.
Afneembare (spantang)fittingen bestaan uit een huis, een open ferrule en een rubberen pakking. Er is een draad aanwezig voor aansluiting op huishoudelijke apparaten.
Installatieprocedure:
- Markeer de montagelocatie en knip de buis door.
- Plaats de moer en de ferrule op de pijpleiding.
- Installeer de fitting en draai de moer vast.
- Controleer de dichtheid van de verbinding.
De compressorfitting wordt als voorwaardelijk afneembaar beschouwd. Om een pijpleiding met dit type fitting te monteren, hebt u een minimum aan gereedschap nodig, slechts een paar sleutels zijn voldoende:
De fittingen zijn eenvoudig te installeren:
- Lijn de leiding op de montageplaats uit binnen een bereik van 10 cm.
- Snij de buis recht af.
- Verwerk de uiteinden, plaats de moer en de ring.
- Bedek de schacht met afdichtmiddel en steek deze in de buis.
- Draai de wartelmoer vast.
De meest betrouwbare verbinding in assemblage van metaal-kunststof pijpleidingen bereikt door het gebruik van persfittingen.De methode is optimaal voor het installeren van verborgen communicatielijnen. Om de pijpleiding te installeren heeft u een persmachine, een kalibrator en een pijpsnijder.
U maakt kennis met waardevolle tips voor het krimpen van metaal-kunststofbuizen. volgend artikel, waarin alle installatienuances in detail worden geanalyseerd.
Conclusies en nuttige video over het onderwerp
Vergelijking van de weerstand van metaal-kunststof- en polypropyleenleidingen tegen hoge druk:
Trainingsvideo over de stapsgewijze installatie van een metaal-polymeerpijpleiding met behulp van persfittingen:
Metaal-kunststof buizen zijn een symbiose van de voordelen van beide materialen. De gecombineerde structuur breidt het toepassingsgebied van metaal-polymeerproducten in technische communicatiesystemen van verschillende bouwplaatsen uit. Sterke argumenten vóór: duurzaamheid en betaalbare prijs.
Wilt u ons vertellen hoe u metaal-kunststofbuizen hebt geselecteerd en met uw eigen handen hebt geïnstalleerd? Heeft u nuttige informatie over het installeren of upgraden van communicatiesystemen? Schrijf opmerkingen in het onderstaande blok, stel vragen, deel nuttige informatie en foto's over het onderwerp van het artikel.