Полифенилсулфонови фитинги в сградните инженерни системи

PPSU (полифенилсуфон) е технически полимер с изключителна химическа и механична устойчивост в широки температурни граници, използван главно в автомобилостроенето, аерокосмическата и медицинската промишленост. През последните години навлиза широко в сектора на сградните водоснабдителни инсталации и системи за отопление и охлаждане. Днес немалко производители на тръби и фитинги вече са разработили и прилагат продукти от този модерен материал. Високото качество на свързващите елементи от полифинилсулфон и характеристиките им, като якост на опън, модул на еластичност и устойчивост на процесите на стареене, далеч надхвърлят тези на традиционните полимери и осигуряват дълготрайна безпроблемна работа на цялата система.

В съвременните сгради високата ефективност на инженерните системи и на материалите, от които са изградени те, е основно изискване на инвеститори, собственици и наематели. Тя може да се изразява в различни аспекти, засягащи здравина, качество на работа, устойчивост на външни фактори, дълготрайност, поддръжка и други важни за дадено приложение свойства, като стремежът е да се постигне оптимално съотношение между разходи и производителност. Заради такова търсене, в сградните тръбопроводни системи започна използване на полимери с изключителни, непознати до скоро качества. Например, общоприето разбиране доскоро беше, че пластмасите не са топлоустойчиви. Истината обаче е, че вече съществуват цели семейства от високоефективни полимери, които могат да се използват при постоянни работни температури дори над 150оС. Такъв е случаят с полифенилсулфонът, който печели позициите си на нов, надежден материал за фитинги в сградните тръбопроводни системи, благодарение на още, превъзхождащи традиционните пластмаси, качества.

Какво представлява PPSU?
Полифенилсулфонът, известен под абревиатурите PPSF или PPSU, е вид високоефективен полимер, който се състои от ароматни пръстени, свързани със сулфонови (SO2) групи. Търговски важните полисулфони се получават чрез кондензация на 4,4-дихлорофенилсулфон с различни бисфеноли. Поради аморфната си природа материалът от PPSU е идентичен във всяка точка и няма фиксирана температура на топене. Фитингите се произвеждат при леене под налягане 150MPa и температура 360-390оС в зависимост от типа на оборудването. Разликата в процеса на леене, например с полипропилена, се състои в това ,че температурата на прес-формите постоянно се поддържа в диапазона 140-160оС. Това е необходимо, за да се избегнат големи остатъчни напрежения в изделията. Стандартните цветове на материала са сиво, синьо, млечно бяло и черно.

Качества и приложение на фитингите от PPSU
Полифинилсулфоновите фитинги се характеризират с много висока устойчивост на налягане, удар и топлина и абсолютна липса на корозия. Те гарантират повече от 50 години безпроблемен експлоатационен период. Преждевременна повреда може да се наблюдава само в случаи на неправилно инсталиране, т.е. когато се използват инсталационни методи и системи, които не са одобрени от производителя.

Повечето фитинги от полифенилсулфон имат висока работна температура от около 180оС Предлаганата от тях якост на опън е до 55МРа (8000psi). Имат ниско тегло за по-лесно монтиране и са по-икономични от металните фитинги. Всъщност PPSU фитингите имат всички предимства на металните фитинги, като ги комбинират с допълнителни преимущества. Най-масово използваните тръбни връзки лесно могат да се заменят от метални към PPSU. При това инсталирането е едно и също, няма необходимост от изучаване на нова технология или закупуване на ново инсталационно оборудване, сигурността и нмадеждността са също толкова гарантирани, както и при металните фитинги, но с PPSU фитингите вече може да се предложи по-конкурентна цена за всеки проект във топло- и водоснабдителната тръбопроводна сградна инфраструктура.

Друго предимство, което получавате с PPSU фитингите, са отличните им хигиенни свойства. Няма опасност от корозия, няма тежки метали (например олово и цинк), осигурява се висока устойчивост срещу легионела и натрупване на котлен камък. Това означава, че няма опасност от образуване на отлагания на разтворени минерални соли и бактерии. Химическата устойчивост е висока дори при продължителни високи температури. Тялото на пластмасовия фитинг предотвратява влизането на вода в контакт с метални компоненти, осигурявайки отлична устойчивост на вода с висока концентрация на химични агенти и следователно потенциално агресивна вода. PPSU фитингите са показали пълна неутралност по отношение на питейната вода, доказана в множество изпитвания и потвърдена от сертификати за безопасност при употреба във водоснабдителни системи. Те не показват реакция с всички вещества, намиращи се в питейните води. Тестовете са провеждани от водещи световни институции като NSF-WRc, глобална независима стандартизираща организация, която тества и сертифицира продукти, влизащи в контакт с питейни води.

Сред качествата на полифенилсулфоновите фитниги трябва да добавим значителните икономи на топлина при пренос на топлоносители, в сравнение с месингови фитинги, както и много добрата звукова и електрическа изолация на инсталацията. Високата им устойчивост на стареене при високи температури и налягане правят PPSU фитингите подходящи за инсталации за топла битова вода и отоплителни системи (централно, подово и стенно отопление). Те са достатъчно устойчиви дори на вода с високо съдържание на хлор при високи температури.

Тестове и резултати
Наличието на всички описани по-горе качества на продуктите се проверява след тяхното производство при тестването им в специални изпитателни лаборатории за съответствие на изискванията на нормативните документи. Основен тест е проверката за херметичност на свързването между тръбата и фитинга при постоянно вътрешно налягане. В пробната тръба с фитинг постепенно се подава налягане до момент на разрушаване на един от елементите. Съединението остава херметично по време на целия опит, разрушаване настъпва в тръбата при налягане 69.8 бара. Съединението се тества и на устойчивост на опън на универсална машина за изпитване на опън. По време на опита се записва диаграма сила-деформация, която определя границите на устойчивост. След теста връзката остава силна, като разтягане се наблюдава при тръбата при максимална сила 1700N.

Друг важен тест е този за изпитване на ударна якост. От всички физични въздействия полимерните материали са най-неустойчиви на удар, но фитингите от PPSU са изключително устойчиви и издържат удари, дори при минусови температури. По метод на тестване ASTM D1822 ударната якост на PPSU е 399kJ/m2. По време на изпитването фитингите се тестват и на удар при падане от височина. Там също показват устойчивост към деформации. Малки промени във външния вид не влияят на експлоатационните характеристики на фитингите.

Тестовете за химическа устойчивост показват отлична устойчивост на алкохоли, разредени и концентрирани киселини, разредени и концентрирани основи и алифатни въглеводороди, и слаба устойчивост на кетони, естери, ароматни и хлорирани въглеводороди. Именно затова производителите предупреждават, че при търсене на течове, трябва да се използват само средства с актуален сертификат от DVGW, за който допълнително е получено разрешение от съответния производител за материала PPSU и този, от който е направена тръбата. По същата причина всички уплътнителни, защитни, изолиращи и залепващи материали, които се използват, трябва да са разрешени от съответния производител за PPSU. Не трябва да се допуска контакт с ароматни и кислородсъдържащи окислители, халогенни въглеводороди и акрилни лакове на водна основа.

PPSU press фитинги
Монтажният принцип на свързване на тръби с фитинги от типа press се основава на пресоваане на пръстен върху тръбата, като щуцера на фитинга е предварително вкаран в нея. Щуцерът има О-ring уплътнение от синтетичен материал, устойчив на високи температури и налягане. Уплътнението заздравява връзката и осигурява безпроблемна работа на инсталацията. Този начин на монтаж е подходящи за PPSU press фитинги в сградни водопроводни инсталации за топла и студена вода и за инсталации за отопление и охлаждане. Той позволява скриване на инсталациите в подовата замазка или под мазилката. Пресоването на пръстена става с механична или електрическа преса, която е с различни профили на челюстите - U, C или TH, в зависимост от тръбата.

PPSU pres фитинги предлагат и функция, с която лесно може да се определи място на неправилно пресовани съединения. Те показват къде е теча още преди хидравличната проба. Тази функция се нарича контролиран теч и е по препоръка. Пръстените предлагат и контролни отвори за проверка дали тръбата е вкарана на правилната дълбочина.

Инструментите, които са необходими за press монтажа, могат да се закупят като отделни компоненти или в комплект. За да няма течове, всички инструменти трябва да се използват по предназначение и според инструкциите на производителя.

Монтажът започва с рязане на тръбата под прав ъгъл на нужната дължина. Ако е необходимо тя се огъва с вътрешна и външна пружина. После тръбата се слага във фитинга, така че контролният отвор в пръстена да е запълнен от тръба. Челюстите на пресата се наместват върху пръстена, перпендикулярно на оста на щуцера. Пресоването продължава докато челюстите на инструмента напълно се затворят, пресата се премахва и се извършва хидравлична проба.

PPSU push фитинги
Подобно на PPSU press фитингите, push формите също предлагат възможност да се работи ефективно по отношение на разходите за най-разпространените случаи на връзки в сграден водопровод за питейна и гореща вода и тръби за отопление. Използвайки такива системи ремонтите могат да се извършват с малко усилия и проектите могат да бъдат реализирани в най-кратки срокове. push системите за монтаж използват подвижен плъзгащ пръстен от метал. Профилираните щуцери на фитинга се поставят в разширения край на тръбата, след което на мястото на връзката се плъзга пръстена, за да пристегне тръбата към щуцера в няколко точки. Този начин на монтаж е универсален за всички видове тръби и позволява използване на PPSU фитинги за връзки в инсталации, които са вградени в подове, замазки и строителни прегради.

Свързването започва като първоначално тръбата се реже със специална ножица за пластмаса. Подвижният пръстен се поставя на тръбата, така че да е обърнат с предварително направената си фаска към фитинга. Следва разширяване на тръбата с ръчен или акумулаторен калибратор, върху който се поставя съответната разширяваща глава спрямо диаметъра на тръбата. Непосредствено след разширяване на края на тръбата фитинга се поставя в нея, пръстенът се придвижва върху връзката и се затяга с преса. Пресоването спира, когато пръстенът достигне фланеца на фитинга. Според инструкциите на производителя от страна на пръстена и на фитинга може да се изисква използване на вложки.