Jaka jest długoterminowa wydajność rury PPR w warunkach wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia?

Ze względu na doskonałą wydajność, Rury PPR są szeroko stosowane w budownictwie do zaopatrzenia w wodę i odprowadzania wody, transportu ciepłej wody i przesyłu płynów przemysłowych. Aby jednak zapewnić długoterminową wydajność w warunkach wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia, konieczna jest kompleksowa analiza pod kątem właściwości materiału, parametrów projektowych i rzeczywistego środowiska zastosowania.

1. Odporność na temperaturę rur PPR
Odporność rur PPR na temperaturę jest jedną z ich podstawowych zalet, ale na jej wydajność będzie miała wpływ zarówno temperatura, jak i ciśnienie. Oto kluczowe punkty:

Zakres odporności na temperaturę:
Rury PPR mogą zazwyczaj pracować normalnie w zakresie temperatur od 0°C do 95°C.
Poniżej 70°C rury PPR mogą pracować stabilnie przez długi czas, a żywotność może osiągnąć 50 lat (zgodnie z obliczeniami normy ISO 9080).
Gdy temperatura wody zbliży się do 95°C, żywotność rur PPR ulegnie znacznemu skróceniu i może trwać tylko 10–20 lat.
Temperatura odkształcenia cieplnego:
Temperatura odkształcenia cieplnego rur PPR wynosi na ogół około 130°C-140°C, ale jest to tolerancja krótkotrwała i należy jej unikać, gdy jest stosowana przez długi czas.
Współczynnik rozszerzalności cieplnej:
Liniowy współczynnik rozszerzalności cieplnej rury PPR wynosi około 0,15 mm/m·°C i jest znacznie wyższy niż w przypadku rury metalowej. Dlatego w środowisku o wysokiej temperaturze należy wziąć pod uwagę wpływ rozszerzalności cieplnej i skurczu na system rurociągów, a naprężenia można złagodzić poprzez zainstalowanie złączy dylatacyjnych lub rozsądnego układu.
2. Odporność rury PPR na ciśnienie
Odporność rury PPR na ciśnienie jest ściśle związana z grubością jej ścianki, temperaturą i żywotnością. Oto kluczowe czynniki:

Klasyfikacja klasy ciśnienia:
Rurę PPR dzieli się zazwyczaj na następujące kategorie w zależności od stopnia ciśnienia:
PN10: Dotyczy systemu zimnej wody, o maksymalnym ciśnieniu roboczym 1,0 MPa.
PN16: Ma zastosowanie do systemu zimnej wody i niskotemperaturowej ciepłej wody, o maksymalnym ciśnieniu roboczym 1,6 MPa.
PN20: Ma zastosowanie do średniotemperaturowego systemu ciepłej wody, o maksymalnym ciśnieniu roboczym 2,0 MPa.
PN25: Ma zastosowanie do wysokotemperaturowego systemu ciepłej wody, o maksymalnym ciśnieniu roboczym 2,5 MPa.
Zależność między temperaturą i ciśnieniem:
Wraz ze wzrostem temperatury zmniejsza się nośność ciśnieniowa rury PPR. Na przykład:
Przy 20°C maksymalne ciśnienie robocze rury PN20 wynosi 2,0 MPa.
Przy 70°C maksymalne ciśnienie robocze rury PN20 spada do około 1,0 MPa.
Przy 95°C maksymalne ciśnienie robocze rury PN20 wynosi tylko około 0,6 MPa.
Długoterminowa wytrzymałość hydrostatyczna:
Zgodnie z normą ISO 9080, długoterminowa wytrzymałość hydrostatyczna (LTHS) rury PPR jest testowana i obliczana w celu zapewnienia jej długiej żywotności w różnych temperaturach i ciśnieniach. Na przykład:

Przy 20°C i 2,0 MPa projektowa żywotność rury PPR wynosi 50 lat.
Przy 70°C i 1,0 MPa projektowa żywotność rury PPR może nadal osiągnąć 50 lat.
3. Potencjalne problemy w warunkach wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia
Chociaż rury PPR dobrze sprawdzają się w warunkach wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia, w ekstremalnych warunkach mogą nadal występować pewne problemy:

Zjawisko pełzania:
PPR to materiał termoplastyczny, który pełza pod wpływem długotrwałej wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia, powodując stopniowe odkształcanie się lub nawet pękanie rury. Dlatego w projekcie należy pozostawić wystarczający margines bezpieczeństwa.
Starzenie utleniające:
W środowisku o wysokiej temperaturze, jeśli woda zawiera więcej tlenu, rura PPR może ulec starzeniu utleniającemu, zmniejszając w ten sposób jej właściwości mechaniczne i żywotność. Z tego powodu zaleca się stosowanie rur PPR z warstwą barierową dla tlenu (taką jak warstwa EVOH) w systemach ciepłej wody.
Niezawodność połączeń:
Rury PPR są łączone metodą topienia na gorąco, tworząc integralną strukturę, ale w wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu złącza mogą stać się słabymi ogniwami. Jakość spawania bezpośrednio wpływa na długoterminową stabilność systemu, dlatego musi on być ściśle obsługiwany zgodnie ze specyfikacjami.
4. Jak poprawić wydajność rur PPR w wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu
Aby zapewnić długotrwałą i niezawodną pracę rur PPR w warunkach wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia, można podjąć następujące działania:

Wybierz odpowiednią klasę ciśnienia:
Wybierz odpowiednią klasę PN zgodnie z rzeczywistymi warunkami pracy i pozostaw pewien margines bezpieczeństwa. Na przykład rury PN20 lub PN25 są preferowane w systemach ciepłej wody o wysokiej temperaturze.
Zoptymalizuj projekt rurociągu:
Racjonalnie ustal kierunek rurociągu, aby uniknąć koncentracji naprężeń spowodowanej rozszerzalnością cieplną i skurczem.
Zainstaluj złącza dylatacyjne lub stałe wsporniki, aby zmniejszyć wpływ rozszerzalności cieplnej na system rurociągów.
Użyj rur blokujących tlen:
W systemach ciepłej wody należy stosować rury PPR z warstwami blokującymi tlen, aby zapobiec korozji wewnętrznej ściany rurociągu lub rozwojowi drobnoustrojów w wyniku przenikania tlenu.
Regularna konserwacja:
Przeprowadzaj regularne kontrole systemu rurociągów, zwłaszcza połączeń, aby szybko wykrywać i naprawiać potencjalne zagrożenia.

Długoterminowa wydajność rur PPR w warunkach wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia jest na ogół niezawodna, ale jej wydajność będzie spadać wraz ze wzrostem temperatury i ciśnienia. Aby zapewnić stabilność i bezpieczeństwo systemu, konieczne jest dobranie odpowiedniego poziomu ciśnienia w zależności od rzeczywistych warunków pracy oraz podjęcie naukowych działań projektowych i konstrukcyjnych. Ponadto zastosowanie rur PPR w systemach ciepłej wody wymaga również zwrócenia szczególnej uwagi na problemy utleniania i starzenia. Aby wydłużyć żywotność, zaleca się stosowanie rur blokujących tlen.