Металлопластиковые трубы: виды, технические характеристики, особенности монтажа

По многим характеристикам металлопластиковые трубы превосходят своих ближайших конкурентов: полимерный, медный, чугунный и стальной материал для прокладки магистралей. Особенно значимы их свойства при устройстве отопительной системы.

Чтобы металлополимерный композит реализовал полностью заявленные производителем качества, необходимо правильно подобрать тип трубы. Он должен соответствовать предстоящим условиям эксплуатации и способствовать монтажу. Все о трубах из металла и пластика, а также об ориентирах их выбора вы узнаете из предложенной нами статьи.

Структура  труб из металлопластикового композита

Металлопластиковый трубопровод завоевал популярность благодаря сочетанию в себе прочности металла и гибкости полимера. Конструкция композитных труб – это многослойный «пирог» из слоев полимера, армированных алюминиевой прослойкой.

Симбиоз пластика с металлом обеспечивает высокую механическую прочность, предупреждает диффузию кислорода из атмосферы и минимизирует тепловое расширение материала.

Внутренний полиэтиленовый «вкладыш» отличается абсолютной гладкостью, обеспечивая беспрепятственный проход транспортируемой среде и не допуская появление отложений, накипи. Полимер стоек к действию агрессивных веществ и не поддается коррозии.

Типовая структура трубы: внутренний полимерный слой, клей, алюминий, клеящий состав и внешний полиэтилен. Каждый элемент выполняет свою функцию

Сердечник из металла отвечает за жесткость изделия и повышает температурную стойкость трубопровода. Торцы алюминия стыкуются посредством лазерной сварки. Толщина алюминиевой гильзы составляет 0,15-0,75 мм – это позволяет выдерживать частые скачки температуры и высокий напор.

Наружный полимерный слой – особо прочный пластик, стойкий к механическим повреждениям, высокой влажности и агрессивным реагентам. Внешняя оболочка понижает интенсивность образования конденсата на трубах.

Оба слоя полиэтилена оберегают алюминиевый «рукав» от гальванического парообразования при контакте с латунной и стальной арматурой магистрали

Исходные характеристики изделия во многом определяются типом используемого полимера:

• PEX – полиэтилен высокого давления;
• PE-RT – термоустойчивый полимер;
• PE-R – полиэтилен;
• PP-R – полипропилен.

За монолитность всей сборки отвечает клеевой состав. Производители внедряют собственные запатентованные рецептуры, а ингредиенты и соотношение компонентов не афишируется. Качественный адгезионный слой нивелирует напряжение внутри конструкции между полимером и алюминием, не допускает расслоения и повышает износостойкость трубопровода.

Физико-технические характеристики

Свойства металлопластиковых трубопроводов зависят от габаритов изделия (диаметра, толщины стенки), типа полимера и производителя. Однако все показатели должны соответствовать стандартам по ГОСТу 18599 (2001), Р-53630 (2009) и Р-52134 (2003).

Дополнительные характеристики: материал внутреннего, наружного слоя – сшитый полиэтилен, коэффициент теплопроводности труб 16/20 мм – 0,41 W/mk, 26 мм – 0,39 W/mk

Общие требования к металлопластиковой магистрали по ГОСТу:

• предел текучести горячего пластичного слоя – до 0,3 г/10 минут;
• отсутствие расслоения передней кромки при растяжении до 10%;
• минимально допустимая стойкость к расслоению при нагрузках – 15 Н/см, без нагрузок – от 50 Н/см;
• сшивка полиэтиленовых слоев – от 60%;
• термостабильность пластмассовых компонентов;
• граничное значение кислородопроницаемости при температуре +40°С – 0,32 мг/кв.м*сутки, при +80°С – 3,6 мг/кв.м*сутки;
• степень прочности используемых полимеров – от 8-12 Мпа;
• температура начальной текучести адгезионного состава – минимум +120°С.

ГОСТ регламентирует и экологические параметры. Доля летучих веществ в металлопластиковых трубах не должна превышать 0,035%.

Базовые усредненные физико-технические характеристики:

1. Сортамент. Производители предлагают металлопластиковый погонаж с внутренним сечением – 14-60 мм, толщиной стенки – 2-3 мм. Длина бухты – 50-200 м.
2. Прочность. В условиях поперечной нагрузки минимальная стойкость на разрыв – 2880 Н. Показатель прочности сварки с металлом и клеевого соединения – 57 и 70 Н/кв.мм.
3. Теплостойкость. Композит сохраняет свои характеристики в пределах температуры +95°С. Допустим кратковременный скачок до +110°С, при -40°С термопласт замерзает.
4. Линейные параметры. Радиус изгиба прямо пропорционален диаметру трубной магистрали. При ручной установке величина составляет 80-125 мм, при машинной (трубогиб или кондуктор) – 46-95 мм.

Граничный показатель давления в системе зависит от температуры транспортируемой агента.

При температуре теплоносителя 25°С изделие выдерживает напор в 25 атмосфер, при 95°С – 10 атмосфер. Если транспортируется жидкость 20°С, то разрушение трубопровода наступит под давлением свыше 80-ти атмосфер

При соответствии паспортным нормам эксплуатации срок службы металлопласта составляет 50 лет. Использование в «горячих» инженерных сетях (температура теплоносителя свыше 25-30°С) период работы сокращается до 25 лет.

Эксплуатационные качества и сфера применения

Структура и технические характеристики металлопластика обусловили ряд сильных сторон композитной магистрали.

К числу положительных аспектов эксплуатации относятся:

• антикоррозийность – внутренняя поверхность не покрывается ржавчиной и не заиливается;
• хорошая пропускная способность благодаря невысокому гидравлическому сопротивлению трубопровода;
• химическая инертность к большинству токсичных веществ и агрессивных сред;
• гибкость, позволяющая при монтаже магистрали минимизировать количество соединителей и угловых деталей;
• газонепроницаемость – элементы трубопроводной системы (радиаторы, котлы, насосное оборудование) защищены от пагубного воздействия кислорода;
• шумопоглощение – тихая транспортировка жидкости вдоль инженерных коммуникаций;
• износостойкость, удобство эксплуатации и отсутствие необходимости в дополнительном обслуживании.

Трубы имеют небольшой вес, поэтому просты в транспортировке и монтаже. Дополнительные достоинства: эстетичность,  доступная стоимость и практически безотходное использование.

Стыковка трубопровода пресс-фитингами обеспечивает герметичное надежное соединение магистрали – это позволяет выполнять скрытую прокладку трубопровода и выполнять бетонную заливку

Наряду с положительными сторонами металлопласту свойственны и недостатки:

1. Разность теплового расширения. Пластик быстрее «подстраивается» под изменения температуры воды, чем алюминий. Эта разность негативно влияет на материал – со временем стыковочные соединения ослабевают, и возрастает риск протечки.
2. Требования к изгибу. Многократное сгибание/разгибание или единоразовый изгиб сверх нормы может привести к деформации слоев металлопластикового погонажа.
3. Восприимчивость к УФ-лучам. Полимерный внешний слой при длительном воздействии ультрафиолета теряет свои защитные свойства.

Монтаж металлополимерного трубопровода происходит посредством обжимных фитингов.

При использовании некачественных изделий и несоблюдении технологии монтажа возможно расслоение структуры металлопласта и растрескивание наружного пластикового слоя

Эти деформации могут стать следствием замерзания теплоносителя в трубе. Решение проблемы: утепление магистрали на стадии монтажа или замена транспортируемой воды в системе отопления на незамерзайку.

Эксплуатационные свойства металлополимерных труб позволяют их использовать в частном, промышленном строительстве и других сферах хозяйствования.

Основные области применения:

• коммуникации систем водоснабжения;
• подача агрессивных жидкостей, газа в сельском хозяйстве и промышленных объектах;
• обустройство утепленных «водяных полов», в том числе для обогрева почвы в теплицах;
• изоляция электрокабелей и проводов.

Арматура из металлопластикового композита широко применяется в устройстве систем вентилирования, кондиционирования и полива из скважин.

При условии изготовления «внутреннего рукава» трубы из пищевого пластика, допустимо использование металлополимерного трубопровода для подачи питьевой воды

Ограничения эксплуатации:

• помещения, относящиеся согласно нормам пожарной безопасности к категории «Г» — расположены вещества, обработка которых сопровождается тепловыделением или появлением искр;
• здания с источниками тепла, если их температура нагрева превышает 150°С;
• централизованное отопление с «врезкой» элеваторного узла;
• при подаче горячего теплоносителя с рабочим давлением от 10 бар.

Металлопластиковые комплектующие не рекомендуется внедрять в инженерные магистрали открытого типа. Температурные скачки и эксплуатация в мороз приведут к разрушению трубопровода.

Выбор изделий из металла&пластика

Качество и условия эксплуатации металлопластиковых изделий зависят от типа полимерного составляющего, размеров, технологии соединения алюминиевой гильзы и благонадежности производителя. Согласно перечисленным критериям можно классифицировать весь ассортимент трубной продукции.

Тип используемого полимера

Исходя из состава, пластик для производства труб условно делится на две группы: полимеры высокого и низкого давления.

К первой группе относятся:

• PEX— сшитый полиэтилен;
• PE-RT – термостойкий полимер.

PEX – полиэтилен с «сшитыми» молекулярными цепочками. Поперечные связи преобразуют линейную структуру в стабильное трехмерное соединение.

Сравнение молекулярного строения традиционного полиэтилена (слева) и РЕХ-полимера. Особенность сшитого полимера – своеобразное качество «памяти». При незначительной деформации изделия стремятся вернуть начальную форму

Это свойство повышает сопротивляемость трубопроводов к гидроударам.

Тип межмолекулярных связей определяется используемым катализатором для сшивки:

1. PEX-A. Новые цепочки внутри структуры – результат обработки полиэтилена пероксидом. Достигается максимальный уровень «прошивки» — до 85%. Плюсы: сохранение эластичности, высокая прочность и выраженная молекулярная «память». Минус – дороговизна технологии, и как следствие – высокая цена на трубы.
2. PEX-B. Оптимальная альтернатива «А-связям». Методика сшивки с использованием силана. Основное достоинство – сокращение производственных расходов. Технологические нюансы: степень сшивки – 65%, снижение эластичности, более строгие ограничения на изгиб трубы. В PEX-B полимерах сохраняется вялотекущий процесс сшивки – материал со временем меняет исходные характеристики.
3. PEX-C. Образование новых связей под действием излучения электронов. Качественные параметры готового изделия значительно уступают трубам категории РЕХ-А. Плюс – низкая стоимость.
4. PEX-D. Межмолекулярные связи – результат обработки азотом. Трубы PEX-D не выдерживают конкуренции со своими собратьями, их производство сокращено.

Трубы RE-RT отличаются долгосрочной термической стойкостью. Термостабильный полиэтилен обладает стойкими многочисленными межмолекулярными связями. В производстве задействована техника управляемых процессов пространственного образования макромолекул.

Сеткообразная структура увеличивает прочность материала и повышает стойкость на изгиб. Важный плюс – термопластичность. Допустима стыковка посредством фитингов и сварки. Последний метод повышает надежность соединения

Благодаря высоким техническим характеристикам металлопластиковых труб с RE-RT-полимером сфера их применения расширена. Магистраль выдерживает температуру до +124°С и не боится заморозки.

Для устройства «холодного» трубопровода подойдут модели из полиэтилена низкого давления. Возможные обозначения: PE-RS, PE, PEHD, HDPE. Особенности материалов:

• температура в 70°С критична – трубы деформируются;
• предельное давление системы – 8-10 бар;
• ухудшение качеств под воздействием солнца.

Композитный материал из металла и полимеров низкого давления выбирают с целью «урезания» бюджета на устройство трубопровода.

Габариты трубы: диаметр и толщина армировки

Размер трубопровода определяется сферой его использования. В ассортименте ведущих производителей представлены модификации с наружным диаметром 16-50 мм.

Самые востребованные модификации для бытовой эксплуатации – трубы сечением 16, 20 мм. Стандартная толщина стенки этих типоразмеров составляет 2 мм, алюминиевое армирование – 0,2 мм

Ниже приведены характеристики и особенности применения труб диаметром XX*YY, где ХХ – внешнее сечение, YY – внутренний диаметр.

16*12. Трубы используются преимущественно для обустройства водного контура (подвода воды к счетчикам, смесителям) и отопительной системы дома. Для основного трубопровода может задействоваться продукция большего диаметра.

20*16. Устройство «теплого пола», систем водоснабжения. Фитинги обладают лучшей пропускной способностью, по сравнению с предыдущими аналогами, поэтому их рекомендуется устанавливать при нестабильном водном напоре.

26*20. Толщина стенок – 3 мм. Этот вариант предпочтительно применять в частном доме для автономных систем, где важно обеспечить некоторый запас пропускной способности на случай возможных «перебоев» давления.

32*26. Габариты трубы позволяют использовать ее как стояк или основной трубопровод для систем с низким давлением. Объем транспортируемого агрегата увеличен за счет большого сечения.

40*32. Толщина – 3,9 мм. Трубы нашли применение при прокладке протяженных трасс инженерных сетей в гражданском и промышленном строительстве. Подходят для систем водоподготовки, кондиционирования, индивидуального и централизованного водоснабжения.

Назначение труб 50*40 со стенкой в 4 мм – монтаж технологических трубопроводов, эксплуатируемых для отопления/водообеспечения промышленных здания, подогрева открытых площадок

Толщина армослоя определяет прочность, гибкость и теплопроводность труб.

При выборе в учет берутся следующие нюансы:

• чем толще алюминиевая прослойка, тем жестче трубопровод;
• самостоятельный монтаж проще выполнять из изделий с металлическим слоем 0,15-0,2 мм;
• с повышением доли армировки возрастает потеря тепловой энергии в ходе транспортировки теплоносителя.

Для выполнения внутренних бытовых работ оптимальный размер армирующего слоя составляет 0,3-0,5 мм.

Нюансы технологии изготовления

Существует две базовые методики производства металлополимерных труб: английская и швейцарская. Главное отличие между технологиями – вариант соединения алюминиевой гильзы.

От маркетологов часто можно услышать о классификации труб на «шовные» и «бесшовные» в зависимости от технологии изготовлении. Однако углубившись в азы производства, можно понять, что стыковочный шов присутствует в обоих вариантах, разница в его исполнении.

Английская технология – сварка внахлест. Из металлической ленты формируется труба, края «рукава» свариваются внахлест ультразвуком. С внешней и внутренней стороны алюминиевой трубы одновременно наносятся слои клея и полимера.

Производительность «совмещенной» технологии – 25 м/минуту. При сварке внахлест получаются, так называемые, шовные трубы. Себестоимость продукции, выпущенной по английской методике на 30% меньше швейцарского собрата

Швейцарская технология – сварка встык. Этапы производства:

1. Изготовление полимерной трубы методом экструзии.
2. Нанесение адгезива на внешнюю поверхность пластика.
3. Формирование и «прикатка» металлического слоя из алюминиевой ленты.
4. Скрепление краев армирующего материала встык аргонно-дуговой или лазерной сваркой.
5. Последовательное нанесение на алюминиевую поверхность клея и полимера.

Финишный этап – охлаждение готового изделия.

Швейцарская «раздельная» технология высокопроизводительна – один станок может выдавать до 40 м/минуту. Себестоимость товара увеличена за счет формирования утолщенного алюминиевого слоя

Уверения продавцов «бесшовных» труб о более высокой прочности по сравнению с «шовными» не следует принимать за аксиому. Специалисты по сварки знают, что прочность сварочного шва внахлест всегда выше, чем при соединении встык.

Если прочность фольгированного алюминия принять за единицу, то при стыковке внахлест этот параметр всегда будет больше 1, при сварке встык – меньше 1

Обзор производителей: соотношение качества и цен

Неформальный рейтинг производителей металлополимерных труб представляют отечественные и зарубежные компании.

Valtec (Италия, Россия). Системы металлополимерных труб изготавливаются органосиланидным методом (PEX-b). Степень сшивки рабочего слоя – 65%, защитного внешнего – 55%. Комбинирование характеристик позволило получить гибкий материал.

Технология сварки алюминиевого каркаса – встык TIG-методом, прочность клеевого состава – 70 Н/10 мм. По заверению производителя, температурные колебания не спровоцируют расслоение структуры

Ориентировочная цена изделия 16*2 мм – 1 у.е./м, 32*3 мм – 4,5 у.е./м.

Henko (Бельгия). Пятислойные трубы, изготовленные по «бесшовной» технологии. В производстве используется сшитый полиэтилен PEX-C, степень сшивки – 60%. Трубы выпускаются диаметром 14-40 мм, толщина – 2-3,5 мм, длина бухты – 5-200 м.

Все параметры изделий Henko соответствуют нормативам ГОСТа. Рабочая температура – 95°С, что позволительно для устройства систем «теплый пол»

Средняя стоимость на трубную арматуру сечением 20 мм – 0,8 у.е./м.

Oventrop (Германия). Компания специализируется на выпуске термостойких труб на основе PE-RT полимеров. Благодаря отличным технико-эксплуатационным характеристикам изделия считаются универсальными и применяются в разных сферах строительства. Цена – около 1,2 у.е./м.

Comap (Франция). Металлопластиковый трубопровод с использованием PEX-C и PEX-B полимерных соединений. Продукция отличается абсолютной электрохимической устойчивостью и низким коэффициентом износа. Трубы серии Multi-Skin хорошо поглощают шум и удерживают заданную форму сгиба.

Нанопласт (Россия). Отечественный производитель наладил выпуск металлополимерных труб по швейцарской технологии. Особенность продукции – усиленный армирующий слой (толщина металла составляет 0,3-0,55 мм).

Предлагаемые типоразмеры – 16-32 мм, используемый полимер – PEX, степень сшивки молекулярных связей полиэтилена – 70%, шероховатость поверхности – 0,0015 мм

Расшифровка производственной маркировки

Маркировка содержит базовую информацию о характеристиках и назначении трубопровода. Последовательность значений у разных производителей может отличаться.

Стандартные обозначения:

• наименование компании-производителя;
• стандарт производства, номер сертификата;
• тип используемых материалов;
• номинальные габариты;
• предельно допустимое давление;
• среда, пригодная для транспортировки;
• дополнительные условия эксплуатации (температура).

В конце отображается номер партии, смены и дата изготовления.

При сборке магистрали поверхность трубы с маркировкой желательно оставить в зрительной доступности. В дальнейшем, информация о материале может понадобиться

Особенности монтажа металлопластикового трубопровода

Сборка магистрали из металлополимерных труб осуществляется с помощью фасонных фитингов трех типов: разъемных, компрессорных, пресс-фитингов. Для выполнения соединений путем опрессовки требуются пресс-клещи, позволяющие сформировать абсолютно герметичный узел.

Соединение труб с использованием пресс-фитингов производится следующим образом:

Кроме традиционных обжимных соединений в работе с металлопластиковыми трубами используется еще одна технология и вид фитингов, именуемый надвижными. Для формирования герметичного узла в этом случае помимо пресс-клещей используются еще и эспандер, применяемый для расширения раструба. Эту методику применяют для сборки систем, прокладываемых в стяжке или с штробах.

Напрессовка надвижной гильзы на установленную на штуцер расширенную трубу позволяет достичь герметичного соединения, но для разовой сборки приобретать весь инструмент не всегда бывает целесообразно.

Разъемная (цанговая) арматура состоит из корпуса, открытого обжимного кольца и резиновой прокладки. Для стыковки с бытовыми приборами предусмотрена резьба.

Порядок монтажа:

1. Нанести разметку под место установки фитинга и обрезать трубу.
2. Надеть на трубопровод гайку, обжимное кольцо.
3. Установить фитинг,затянуть гайку.
4. Проверить герметичность стыковки.

Компрессорный фитинг считается условно-разъемным. Для сборки трубопровода с использованием этого вида фитингов нужен минимум инструментов, достаточно пары гаечных ключей:

Арматура удобна в монтаже:

1. Трубопровод в месте крепления выровнять в диапазоне 10 см.
2. Отрезать ровно трубу.
3. Обработать торцы, надеть гайку, кольцо.
4. Хвостовик покрыть герметиком и вставить в трубу.
5. Закрутить накидную гайку.

Наиболее надежное соединение в сборке металлопластиковых трубопроводов достигается при использовании пресс-фитингов. Метод оптимален при устройстве скрытых разводок коммуникаций. Для монтажа трубопровода потребуется пресс-машина, калибратор и труборез.

Сначала деталь надо откалибровать, снять феску и надеть гильзу. Вставить фитинг, захватить гильзу прессом и крепко зажать. Пресс-фитинг может использоваться единожды

С ценными советами по выполнению опрессовки металлопластиковых труб ознакомит следующая статья, в которой детально разобраны все монтажные нюансы.

Выводы и полезное видео по теме

Сравнение устойчивости металлопластиковых и полипропиленовых магистралей к воздействию высокого давления:

Обучающее видео о пошаговом монтаже металлополимерного трубопровода с использованием пресс-фитингов:

Трубы из металлопластика – симбиоз плюсов обоих материалов. Комбинированная структура расширяет сферу применения металлополимерных изделий в инженерных системах коммуникаций различных строительных объектов. Весомые аргументы «за»: долговечность и доступная цена.

Хотите рассказать, как выбирали трубы из металлопластика и устанавливали их собственными руками? Располагаете полезной информацией по устройству или модернизации коммуникационных систем? Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке, задавайте вопросы, делитесь полезными сведениями и фото по теме статьи.