Водопроводные трубы: характеристики, срок службы, давление и гидравлический расчет
Опубликовано: 03.09.2018
Комфорт проживания в многоквартирном или загородном доме засвистит, в том числе, и от того, какие водопроводные трубы бывают установлены в жилище. Поэтому в данной статье мы рассмотрим типы и характеристики труб для домашних водоводов.
Современная трубная промышленность использует для своих нужд множество конструкционных материалов. Однако, по сложившейся традиции, в системы подачи воды попадают только металлические или пластиковые трубы.
↑Первые металлические водопроводы появились в жилищах состоятельных горожан еще в 18 веке. И с тех пор набор трубных материалов этого типа практически не претерпел изменений.
И в современных квартирах, как и два-три столетия тому назад, можно увидеть следующие разновидности «трубных» металлов:
Медь высокой очистки, с минимальным содержанием свинца, сурьмы и мышьяка (не более 0,001 процента). Сталь конструкционная, высокоуглеродистая, нелегированная, без антикоррозийной защиты (она же «черная»). Сталь, легированная хромом (она же «нержавейка») Сталь конструкционная, высокоуглеродистая, с антикоррозийным покрытием на основе цинка (она же «оцинковка»). ↑Трубопроводы из пластиковых компонентов появились в наших жилищах только в ХХ веке.
Ведь именно в это время был разработан промышленный способ полимеризации органических веществ, который подарил трубной промышленности следующие разновидности конструкционных полимеров:
Полипропилен – термостойкий пластик с высокой кольцевой жесткостью
Полиэтилен – самый чистый вид пластмасс, пригодный для строительства питьевых водоводов
Поливинилхлорид – материал с очень высокой конструкционной жесткостью и оптимальным соотношением между диаметром и толщиной стенки изделия, гарантирующим высокую пропускную способность.
Помимо вышеупомянутых вариантов, существуют еще и трубы водопроводные из металлопластика – многослойного конструкционного материала, в состав которого входят слои пластмассы (полиэтилен, полипропилен) и металла (алюминиевая фольга).
↑Свойства водопроводных труб и фитингов зависят от множества причин, к которым можно причислить и параметры транспортируемой среды, и характеристики среды внешней, и многое другое. Однако наибольшее влияние на свойства трубопроводов оказывают конструкционные материалы для водопроводных труб. Ведь только от конструкционных материалов зависит способность трубопроводов сопротивляться внешнему и внутреннему воздействию.
Поэтому в данной части статьи мы рассмотрим характеристики всех «трубных» материалов, упомянутых выше по тексту. Причем в этом обзоре мы коснемся и положительных и отрицательных качеств тех или иных водопроводных труб.
↑Металлические трубы могут быть и медными, и стальными, и нержавеющими, и оцинкованными.
Однако, несмотря на некоторое разнообразие конструкционных материалов, для трубопроводов такого типа характерен общий набор положительных характеристик, к которым относятся:
Общее отрицательное качество у металлических труб, в принципе, одно – высокий вес погонного метра изделия. Стальные и медные трубы весят в 8-10 раз больше полимерных аналогов.
Кроме того, к общим недостаткам трубопроводов из металла относится еще и чрезвычайно высокая трудоемкость монтажа подобных систем.
Стальные трубопроводы монтируют либо на ненадежные, резьбовые соединения либо на сверхнадежную сварку. Медные трубопроводы собирают с помощью пайки или компрессионных муфт.
К индивидуальным положительным качествам труб из меди относится абсолютная сопротивляемость процессу коррозии и невероятно долгий период эксплуатации. При отсутствии серьезных аварий срок службы водопроводных труб из меди длится столетиями!
К индивидуальным недостаткам медных труб можно отнести высокую стоимость подобных систем.
↑Индивидуальные характеристики стальных трубопроводов зависят от типа стали, используемой в процессе сборки водовода. Так, водопроводные трубы из неоцинкованной стали с положительной стороны характеризуются дешевизной конструкции и широтой распространения подобного материала, а с отрицательной – склонностью к ржавлению и, вследствие этого, низким сроком эксплуатации.
Оцинкованные трубы не имеют такого недостатка, что, безусловно, хорошо. Однако за более длительный период эксплуатации оцинкованным изделиям пришлось расплатиться плохой ремонтопригодностью и ограничениями по типу монтажа. Оцинкованные трубы собирают только на резьбу.
Нержавеющая сталь практически не имеет недостатков. Она дешева, долговечна и хорошо ремонтируется. Но сборка нержавеющих трубопроводов отличается просто невероятной сложностью, заметной даже в контексте повышенной трудоемкости процесса монтажа стальных водопроводом. Причина такой сложности – затруднения в процессе сварки труб из нержавеющей стали. Поэтому любые поделки из водопроводных труб на основе нержавейки обойдутся весьма недешево.
↑Исследуя многообразие конструкционных полимеров можно обнаружить, что у трубопроводов из этого материала есть общий набор положительных характеристик, к которым относятся следующие качества:
Абсолютная инертность к прокачиваемой среде. То есть, трубы из пластика не только не меняют собственные свойства под влиянием воды, но и не изменяют химический состав жидкости, что особенно ценится при строительстве питьевых водопроводов. Средний уровень кольцевой жесткости. Трубопровод из полимера может выдержать постоянное давление в пределах до 5 МПа. Разумеется, этот показатель несравним с аналогичной характеристикой стальных или медных трубопроводов. Однако, в большинстве случаев, давление в водопроводных трубах бытового типа не превышает и 2,5МПа. То есть, средней кольцевой жесткости полимерных трубопроводов вполне достаточно для обеспечения водой и многоквартирного, и малоэтажного дома. Длительный период эксплуатации. Нержавеющая полимерная труба проживет и 50, и 100 лет, что в два-три раза больше срока жизни «черной» стальной трубы. Упрощенный процесс сборки, рассчитанный на выполнении большинства операций «своими руками».К общим отрицательным качествам полимерных трубопроводов относятся следующие качества:
Высокая горючесть. Трубопроводы из пластика не просто горят, а еще и выделяют в процессе горения массу вредных веществ. Минимальная конструкционная жесткость. Любой полимер практически не может сопротивляться ни поперечным, ни продольным деформациям. Восприимчивость к механическим нагрузкам. То есть, повредить тело трубы можно любым достаточно острым предметом. ↑Фитинги и водопроводные трубы из полипропилена обладают следующим набором индивидуальных достоинств:
К индивидуальным недостаткам полипропиленовых водоводов можно отнести только затрудненный процесс монтажа разборных соединений в напорных системах. Ведь методика монтажа полипропиленовых труб основана либо на пайке, либо на приклеивании стыков. И для обустройства разборного узла вам придется задействовать особый фитинг, в котором помимо полипропиленового корпуса присутствует еще и металлический штуцер.
↑Главной индивидуальной положительной характеристикой полиэтилена является высокая пластичность подобного материала. Только полиэтиленовые трубы могут промерзать по всей длине зимой и оттаивать в теплое время года, сохраняя герметичность линии.
Благодаря высокой пластичности, полиэтиленовые трубы демонстрируют отменную сейсмическую устойчивость. Проще говоря: изделиям из полиэтилена нестрашны ни толчки, ни подвижки в грунте.
К отрицательным характеристикам, присущим только полиэтиленовым трубам, следует отнести низкую термостойкость.
По такому водопроводу можно прокачать лишь холодную воду с температурой не выше 40 градусов Цельсия.
↑В качестве водопроводных труб изделия из поливинилхлорида практически не применяются. Этот хрупкий материал хорошо зарекомендовал себя только в канализационных системах. Впрочем, хлорированный поливинилхлорид, все же, можно встретить в водоводах систем пожаротушения. Ведь ХПВХ является самым термостойким видом пластика, способным выдержать температуру до 400 градусов Цельсия.
↑
По своему набору положительных и отрицательных характеристик металлопластиковые трубы очень похожи на изделия из конструкционных полимеров. Например, срок службы металлопластикового водопровода – 60-80 лет – не превышает эксплуатационный период полипропиленового водовода. А монтаж подобных систем на резьбовые фитинги способен освоить даже подросток, что укладывается в концепцию работы с конструкционными полимерами исключительно «своими руками».
От прочих полимерных труб комбинированный вариант из металла и пластика отличается лишь некоторой избирательностью технологий монтажа – металлопластика монтируют только на резьбовые или компрессионные фитинги из металла. Кроме того, у металлопластиковых труб самый ограниченный сортамент – наибольший диаметр такой трубы не превышает 63 миллиметров.
↑Сортамент водопроводных труб из стали и меди определен в специальных нормативных документах – государственных или отраслевых стандартах. Аналогичным образом нормируются и пластиковые, и металлопластиковые трубы. Причем, в соответствующем ГОСТе описаны все геометрические параметры: от диаметра сечения, до длины мерного отрезка отгружаемых труб. И если вы хотите разобраться с геометрией сортамента, то вам придется познакомиться с соответствующими ГОСТами поближе, что собственно мы и предлагаем сделать. Итак..
Основной документ, согласно которому нормируются стальные водопроводные трубы – гост 3262-75 – предполагает, что сортамент таких изделий состоит из 25 типоразмеров с оригинальным диаметром. Причем наименьший диаметр стальной трубы по данному ГОСТу равен шести миллиметрам, а наибольший – 150 миллиметрам. Причем восемь типоразмеров (от шести до 40 миллиметров в диаметре) поставляются не только с гладкими, но и с резьбовыми торцами.
↑
Гост на водопроводные трубы из меди – 52318-2005 – указывает, что сортамент подобной продукции состоит из 26 типоразмеров, диаметры которых колеблются между шестью и 267 миллиметрами.
При этом толщина стенок у медных труб изменяется от полмиллиметра до трех миллиметров. То есть, медные трубы имеют максимально возможное соотношение между толщиной стенки и внешним диаметром, что сказывается на пропускной способности самым благоприятным образом.
↑Общий ГОСТ на трубы водопроводные из пластика РЕ и РР типа (полиэтилена и полипропилена) — Р 52134-2003 — предполагает, что в сортамент подобной продукции состоит из 34 типоразмеров. Однако из всего размерного ряда диаметров, размещенного в пределах между 10 миллиметрами и 1,6 метра, для нужд водопроводных систем целесообразно использовать трубы с габаритами сечения до 160 миллиметров. То есть, всего 15 типоразмеров.
↑Нормативный документ, согласно которому нормируются металлопластиковые трубы водопроводные – ГОСТ Р 53630-2009 – утверждает, что размерный ряд подобной продукции состоит из 11 типоразмеров. Диаметры сечения таких труб согласно нормированному сортаменту колеблются в пределах от 14 до 110 миллиметров. Однако с учетом невозможности использовать разъемные фитинги на трубах с диаметром более 63 миллиметров, водопроводные сортамент металлопластиковых изделий состоит лишь из восьми типоразмеров.
↑Если присмотреться к формулам, по которым выполняется гидравлический расчет водопроводных труб, то становится понятно, что никакой взаимосвязи между возможной пропускной способностью и типом конструкционного материала практически нет.
Ведь формула расчета пропускной способности имеет следующий вид:
где q – это расход воды, V – скорость потока, а d – диаметр сечения трубы.
На этом же настаивает и таблица гидравлического расчета водопроводных труб. Поэтому мы можем с уверенностью утверждать, что под выбранную вами пропускную способность подойдет практически любая труба.
Так что смело покупайте то изделие, качество и характеристики которого вам понравятся больше всего. Только соизмеряйте с предполагаемым расходом воды диаметр вашей покупки.