@wisna123 Polska - kraj druciarstwa i jak widać ,,szlaufarstwa" :cry: Zacytowałem Ci fragment przepisów. Polskich przepisów. Prawdopodobnie dopuszczono rury typu PEX także, a to ułatwia prace i wygląda estetyczniej.
NAFTA-GAZ
lipiec 2010
ROK LXVI
Anna Wróblewska
Instytut Nafty i Gazu, Kraków
Ocena możliwości stosowania w instalacjach
gazowych systemów rur wielowarstwowych
z tworzyw sztucznych
Wprowadzenie
Celem pracy było dokonanie analizy stanu wiedzy
i praktyki w zakresie wykorzystania rur wielowarstwowych za granicą oraz próba oceny możliwości stosowania
systemów rur wielowarstwowych z tworzyw sztucznych
w instalacjach gazowych w kraju.
Z rur wielowarstwowych od lat wykonuje się instalacje
wody zimnej, ciepłej wody użytkowej oraz centralnego
ogrzewania wodnego w budynkach mieszkalnych, jednoi wielorodzinnych, użyteczności publicznej oraz przemysłowych. Z rur tych, bez dodatkowego zabezpieczenia, nie
wykonuje się instalacji w pomieszczeniach, w których
rurociągi narażone są na uszkodzenia mechaniczne lub
termiczne, lub ze względu na ich zagrożenie świadomą
dewastacją (lokale publiczne o dużym ruchu).
Rury wielowarstwowe są zbudowane z co najmniej
dwóch warstw, trwale połączonych ze sobą i wykonywane
są w dwóch grupach konstrukcyjnych:
• grupa konstrukcyjna „A” oznacza, że wszystkie warstwy przenoszą obciążenia i są wykonane z materiałów
polimerowych,
• grupa konstrukcyjna „B” oznacza, że wszystkie warstwy
przenoszą obciążenia i wykonane są głównie z materiałów polimerowych – z tym, że jedna warstwa jest
wykonana z metalu.
Rura wielowarstwowa „P” jest wykonana tylko z materiałów polimerowych. Rura wielowarstwowa „M” zawiera
jedną warstwę przenoszącą również obciążenia, wykonaną
z metalu. Rury wielowarstwowe znajdują ostatnio zastosowanie także w gazownictwie za granicą; zarówno w instalacjach wewnętrznych gazu, jak i w sieciach gazowych.
Analiza porównawcza parametrów rur wielowarstwowych pod kątem ich zastosowania w instalacjach gazowych
Pod nazwą rury wielowarstwowe kryje się wiele systemów, chociaż generalnie określenie to stosowane jest
w stosunku do rur PE z wkładką aluminiową – np. typu
PE/Al/PE, lub PE-X – np. typu PE-X/Al/PE-X.
Podstawowe wymagania stawiane poszczególnym
warstwom mogą być następujące:
–– wytrzymałość na ciśnienie wewnętrzne,
–– zdolność do utrzymania adhezji międzywarstwowej,
–– zdolność do zatrzymywania lub ograniczania promieniowania UV,
–– zdolność warstwy zewnętrznej do ochrony mechanicznej warstw wewnętrznych,
–– zdolność do ograniczania odkształceń wzdłużnych,
–– zapewnienie wymaganej barwy rury (warstwa zewnętrzna).
Rury wielowarstwowe są stosowane do rozprowadzania gazu w instalacjach wewnętrznych pod ciśnieniem
do 5 bar w następujących grupach MOP (maksymalne
ciśnienie robocze):
• 2 & lt; MOP ≤ 5 [bar]
• 0,1 & lt; MOP ≤ 2 [bar]
• MOP ≤ 0,1 [bar]
W porównaniu z rurami metalowymi stosowanymi
w instalacjach gazowych, rury wielowarstwowe mogą być
597
NAFTA-GAZ
znacznie szybciej instalowane, posiadają mniejszą liczbę
połączeń (rury te można wyginać ręcznie lub za pomocą
przyrządu do gięcia) i są odporne na korozję.
Ponieważ rury wielowarstwowe są mniej odporne na
uszkodzenia mechaniczne oraz działanie ognia, muszą być
stosowane określone rozwiązania minimalizujące skutki
tych oddziaływań.
Poniżej przedstawiono schematycznie typową budowę
rury wielowarstwowej (rysunek 1).
i wady takiego systemu. Rury z tworzyw sztucznych są
bardziej narażone na uszkodzenia mechaniczne i nie mogą
być stosowane bez dodatkowych urządzeń zabezpieczających. Z drugiej strony, poziom bezpieczeństwa instalacji
wzrasta ze względu na radykalne zmniejszenie liczby
połączeń, w porównaniu z instalacją wykonaną z rur stalowych lub miedzianych.
Instalacje gazowe z tworzyw sztucznych są już użytkowane w kilku krajach. Istotnymi elementami ich wyposażenia są urządzenia zabezpieczające, takie jak aktywowany
termicznie zawór bezpieczeństwa, który zamyka dopływ
gazu w przypadku, gdy temperatura w jego otoczeniu
osiąga 95oC, czy też zawór odcinający gaz w przypadku
przekroczenia ustalonego poziomu jego przepływu [1].
Jako przykład rur wielowarstwowych do przesyłu gazu
można przytoczyć rury systemu HENCO GAS, posiadające aprobatę organizacji Kiwa w Holandii na stosowanie
w instalacjach gazowych według NPR-3378-10/NEN 1078
part 10 [5, 8].
Rury tego systemu składają się z pięciu warstw:
–– warstwy wewnętrznej z polietylenu usieciowanego
(PE-Xc),
–– warstwy łączącej warstwę PE-Xc z warstwą aluminium,
–– warstwy aluminium,
–– warstwy łączącej aluminium z zewnętrzną warstwą
PE-Xc,
–– warstwy zewnętrznej z polietylenu usieciowanego
(PE-Xc), barwy żółtej.
Podstawowe dane techniczne tych rur zawarte są w tablicy 1.
Kolejny przykład – rury wielowarstwowe firmy Georg
Fischer (CH): ALUPEXGASystem, certyfikowane przez
GASTEC (Certification nr 00/015 dated 15th October 2000)
and DVGW (DG 8505BP5443) [3].
Podstawowe dane techniczne tych rur zawarte są w tablicy 2.
Rys. 1. Przykład typowej budowy rury wielowarstwowej
Przykład budowy rury wielowarstwowej stosowanej
w instalacjach wewnętrznych gazu przedstawia rysunek 2.
Rys. 2. Przykład budowy rury wielowarstwowej
stosowanej w instalacjach wewnętrznych gazu
Trudno jest obecnie stwierdzić, czy w przypadku stosowania rur z tworzyw sztucznych do budowy instalacji
gazowych uzyska się satysfakcjonujący poziom bezpieczeństwa ich użytkowania – istnieją zarówno zalety, jak
Tablica 1. Dane techniczne rur systemu HENCO GAS
Średnica zewnętrzna [mm]
Grubość ścianki [mm]
16
20
26
32
2
2
3
3
Grubość aluminium [mm]
0,4
0,4
0,5
0,7
Maksymalna temperatura robocza [oC]
95
95
95
95
Maksymalne ciśnienie robocze [bar]
10
10
10
10
Współczynnik przewodności cieplnej [W/m/K]
0,43
0,43
0,43
0,43
Współczynnik odkształcalności liniowej [mm/m/K]
0,025
0,025
0,025
0,025
Dyfuzja tlenu [mg/l]
0
0
0
0
Minimalny promień gięcia [x dn]
5
5
5
tylko kształtki (kolanka)
0,125
0,147
0,252
0,39
Masa [kg/m]
598
nr 7/2010
artykuły
Tablica 2. Dane techniczne rur systemu ALUPEXGASystem
Średnica zewnętrzna [mm]
16
20
26
32
40
Grubość ścianki [mm]
2,25
2,5
3,0
3,0
3,5
Grubość aluminium [mm]
0,4
0,6
0,6
0,8
1,0
o
Maksymalna temperatura robocza [ C]
95
95
95
95
95
Maksymalne ciśnienie robocze [bar]
10
10
10
10
10
Współczynnik przewodności cieplnej [W/m/K]
0,43
0,43
0,43
0,43
0,43
Współczynnik odkształcalności liniowej [mm/m/K]
0,024
0,024
0,024
0,024
0,024
Dyfuzja tlenu [mg/l]
0
0
0
0
0
Minimalny promień gięcia [x dn]
5
5
5
5
5
0,125
0,185
0,285
0,393
0,605
Masa [kg/m]
System obejmuje: rury o średnicy zewnętrznej od
16 mm do 40 mm, dostarczane w zwojach, oraz kształtki,
zawory termiczne i elementy pomocnicze.
Zastosowanie rur z tworzyw sztucznych było przedmiotem badań realizowanych w ramach 5. Ramowego
programu badawczego finansowanego przez Komisję
Europejską [7].
Projekt badawczy o nazwie „Demonstration of new
systems for gas distribution inside buildings” (DIGBUILD) obejmował:
–– badania laboratoryjne materiałów przewidzianych do
stosowania w instalacjach gazowych,
–– analizę ekonomiczną nowych rozwiązań w porównaniu
do tradycyjnych materiałów (stal, miedź),
–– badania oddziaływania na środowisko,
–– zagadnienia bezpieczeństwa,
–– budowę instalacji pilotażowych z nowych materiałów,
–– określenie wymagań technicznych dla instalacji gazowych z nowych materiałów.
Do badań wytypowano następujące materiały przewidziane do stosowania w instalacjach gazowych:
–– rury z polietylenu usieciowanego (PEX),
–– rury wielowarstwowe (polimer-metal-polimer), zawierające rdzeń aluminiowy, pokryty z obu stron polietylenem usieciowanym,
–– rury faliste ze stali nierdzewnej, pokryte warstwą polietylenu średniej gęstości lub PVC, które są stosowane
w takich krajach jak Japonia lub USA.
Badania laboratoryjne były realizowane głównie we
Francji, natomiast instalacje pilotażowe zostały zbudowane
w Hiszpanii.
Wyniki badań przeprowadzonych w ramach wymienionego projektu pozwoliły na sformułowanie szeregu
wniosków, potwierdzających celowość wprowadzania
nowych technologii na rynek:
• Z punktu widzenia efektywności ekonomicznej, nowe
materiały mogą konkurować z tradycyjnymi rurami
stalowymi lub miedzianymi, z uwagi na zmniejszenie
kosztów robocizny i liczby połączeń oraz uproszczenie
technologii ich wykonywania.
• Z punktu widzenia oddziaływania na środowisko, nowe
materiały wykazują również szereg zalet, ponieważ
redukują wpływ na środowisko w trakcie całego cyklu trwania materiału – w porównaniu z materiałami
metalowymi.
• W zakresie bezpieczeństwa użytkowania instalacje
gazowe z nowych materiałów wykazują podobny poziom bezpieczeństwa co instalacje z rur metalowych,
jednakże w pewnych przypadkach konieczne jest zastosowanie dodatkowych urządzeń zabezpieczających.
Ocena rozwiązań konstrukcyjnych złącz zaciskowych do łączenia rur wielowarstwowych
Połączenie rur z innymi elementami instalacyjnymi
wykonuje się zwykle przy pomocy złączek mosiężnych
– zaciskowych i zaprasowywanych.
Najczęściej jest to złączka mosiężna niklowana
z uszczelkami typu „O-ring” (wykonanymi z NBR 70/
VITON).
Złączki zaprasowywane wykonywane są w dwóch
typach:
• jako złączki zaprasowywane z tuleją wahliwą (rysunek 7b), w zakresie średnic 16–40 mm,
• jako złączki zintegrowane (rysunek 7a), w zakresie
średnic 16–25 mm.
W specjalnie przygotowanej – za pomocą kalibratora
lub rozwiertaka – końcówce rury osadza się korpus złączki
z uszczelkami. Uszczelnienie złącza uzyskuje się przez
dokręcenie do oporu nakrętki na elemencie wkrętnym
nr 7/2010
599
NAFTA-GAZ
a)
b)
Rys. 7. Przekroje złączek zaprasowywanych [6]
złączki, trójnika lub kolanka. Aby przygotować koniec rury wielowarstwowej do zamontowania złącza należy wykonać operację
kalibrowania wewnętrznej średnicy rury i jej
fazowanie.
System złącz do rur wielowarstwowych
charakteryzuje się:
• szybkim i pewnym montażem (mało operacji roboczych – brak spawania i lutowania),
• wysoką gwarancją szczelności połączeń.
System zabezpieczeń przed przekroczeniem zadanego poziomu przepływu i temperatury użytkowania
w instalacjach gazowych z tworzyw sztucznych
Ze względu na ograniczoną liczbę publikacji dotyczących rozwiązań technicznych instalacji wewnętrznych gazu
z rur wielowarstwowych, jako reprezentatywny przykład
posłużył system Alupex – opracowany przez firmę Georg
Fischer ze Szwajcarii.
W miejscach przejść przez przegrody instalacji gazowej z tworzyw sztucznych powinny być osadzone tuleje
osłonowe z rur z tworzyw sztucznych (karbowane rury
osłonowe). Nie można tutaj stosować tulei z rur stalowych
lub z blachy.
W miejscach przejść nie mogą występować połączenia
rur. Przestrzeń pomiędzy tuleją a rurą powinna być wypełniona materiałem plastycznym nieoddziałującym na
materiał rury. Celem zabezpieczenia instalacji gazowych
na wypadek pożaru powinien być stosowany zawór bezpieczeństwa aktywowany termicznie, który automatycznie
zamyka dopływ gazu, gdy temperatura w jego otoczeniu
osiąga 95oC. Zawór ten montowany jest na wlocie do
instalacji.
Zabezpieczeniu instalacji przed niekontrolowanym wypływem gazu w przypadku np. mechanicznego uszkodzenia
rur służyć może zastosowanie automatycznego urządzenia
zabezpieczającego, które w przypadku wzrostu natężenia
przepływu natychmiast zamyka dopływ gazu. Urządzeniem
takim jest ogranicznik przepływu gazu, który powinien być
instalowany w pobliżu armatury odcinającej.
Uregulowania prawne dotyczące instalacji gazów palnych – stan na dzień 20 października 2009 roku
Wymagania techniczne dotyczące instalacji wewnętrznych na paliwa gazowe zawarte są w Rozporządzeniu
Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać
budynki i ich usytuowanie (Dz.U. Nr 75, poz. 690 z późniejszymi zmianami – ostatnia zmiana z dnia 12 marca
2009 r., Dz.U. Nr 56, poz. 461).
Wymagania, jakie stawiane są instalacjom gazowym
zawarto w rozdziale 7 Działu IV Rozporządzenia Ministra
Infrastruktury. Zaleca ono do budowy instalacji gazowych
stosowanie wyłącznie rur wykorzystywanych również do
budowy sieci gazowych, czyli: rury stalowe bez szwu, bądź
rury stalowe ze szwem przewodowe, łączone przez spawanie (niedopuszczalne jest stosowanie rur ocynkowanych).
Rozporządzenie to dopuszcza stosowanie rur z innych
materiałów niż stal. Mówi ono, że przewody instalacji
gazowej powinny być wykonane z rur stalowych, które
mogą być łączone również z zastosowaniem połączeń
gwintowanych, lub z rur miedzianych – łączonych przez
600
nr 7/2010
lutowanie lutem twardym. Rozporządzenie z dnia 12 marca
2009 r. Dz.U. Nr 56, poz. 461, zmieniające rozporządzenie
z dnia 12 kwietnia 2002 r. Dz.U. Nr 75, poz. 690, dopuszcza
stosowanie innych sposobów łączenia rur, jeżeli spełniają
one wymagania szczelności i trwałości określone w Polskiej
Normie dotyczącej przewodów gazowych dla budynków.
Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r., Dz.U. Nr 75, poz. 690 z późniejszymi zmianami, na dzień dzisiejszy nie dopuszcza do stosowania rur
wielowarstwowych.
Wymagania techniczne zawarte w rozporządzeniu nie
ustalają szczegółowych zasad projektowania instalacji
gazowych, ich wykonania czy eksploatacji. Te problemy
regulują Polskie Normy, uwzględniając aktualny poziom
wiedzy.
W obecnie obowiązującej normie (data zatwierdzenia:
29 czerwca 2009 r.) PN-EN 1775:2009 Dostawa gazu –
Przewody gazowe dla budynków – Maksymalne ciśnienie
robocze równe 5 bar lub mniejsze – Zalecenia funkcjonalne
artykuły
określono ogólne wymagania dotyczące projektowania,
budowy, badań, przekazania do eksploatacji oraz obsługi
i konserwacji przyłączy i instalacji gazowej w budynkach.
Aktualne wydanie normy po raz pierwszy dopuszcza
dwie nowe metody wykonywania połączeń: połączenia
zaciskowe i system połączeń giętych rur falistych ze stali
nierdzewnej. Nowe brzmienie Rozporządzenia oraz normy – dopuszczając m.in. połączenia zaciskowe – wskazują możliwy kierunek rozwoju instalacji gazowych; np.
wykorzystania rur wielowarstwowych łączonych metodą
zaciskową – tak jak to ma miejsce w innych krajach Unii
Europejskiej.
Stwierdzenia i wnioski
1. W wyniku badań nad możliwością zastosowania rur
wielowarstwowych do budowy instalacji wewnętrznych
gazu, przeprowadzonych w ramach 5. Ramowego programu badawczego finansowanego przez Komisję Europejską (Projekt badawczy o nazwie „Demonstration
of new systems for gas distribution inside buildings”)
(DIGBUILD) [7], sformułowano następujące wnioski:
• z punktu widzenia efektywności ekonomicznej,
nowe materiały mogą konkurować z tradycyjnymi
rurami stalowymi lub miedzianymi, z uwagi na
zmniejszenie kosztów robocizny i liczby połączeń
oraz uproszczenie technologii wykonywania połączeń,
• z punktu widzenia oddziaływania na środowisko,
nowe materiały wykazują również szereg zalet,
ponieważ redukują wpływ na środowisko w trakcie
całego cyklu trwania materiału – w porównaniu
z materiałami metalowymi,
• w zakresie bezpieczeństwa użytkowania instalacje
gazowe z nowych materiałów wykazują podobny
poziom bezpieczeństwa co instalacje z rur metalowych, jednakże w pewnych przypadkach konieczne
jest zastosowanie dodatkowych urządzeń zabezpieczających.
2. Celem wprowadzenia do stosowania w Polsce omawianej technologii wykonywania instalacji wewnętrznych konieczna byłaby zmiana krajowych przepisów
budowlanych.
3. Dla zapewnienia wymaganej jakości systemów rur
wielowarstwowych z tworzyw sztucznych w instalacjach gazowych konieczne jest również zachowanie
odpowiedniego poziomu:
• jakości materiałów – potwierdzonej certyfikatami,
• kwalifikacji instalatorów – potwierdzonych szkoleniami,
• systemu nadzoru i kontroli.
Powinno się także opracować wytyczne dla instalatorów,
aby zapewnić odpowiedni poziom wiedzy w zakresie
metod łączenia oraz uświadomić im konsekwencje wykonania połączenia niezgodnie z technologią montażu.
4. Celowe wydaje się wykonanie w Polsce doświadczalnej instalacji gazowej z rur wielowarstwowych, która
umożliwiłaby zebranie danych dotyczących efektywności ekonomicznej zastosowanej technologii oraz
bezpieczeństwa użytkowania. Przy budowie instalacji
można wykorzystać dokument ISO/DIS 17484-2 Plastic
piping systems – Multilayer pipe systems for indoor
gas installations – Part 2: code of practice.
Artykuł nadesłano do Redakcji 8.04.2010 r. Przyjęto do druku 27.04.2010 r.
Recenzent: doc. dr inż. Andrzej Froński
Literatura
[1]
[2]
[3]
[4]
http://afripex.com/pdf/output/WirsboIndoorGasSystem.pdf
http://ecat.georgfischer.com
http://www.auspex.com.au/pdf/DuopexGasManual.pdf
http://www.construnario.com/diccionario/swf/29147/@
Manuales%20T%C3% A9cnicos/Manual%20T%C3%A9cnico%20Alupexgas11.pdf
[5] http://www.henco.be/7tech_manual/upload/Pipes/Henco%20
multilayer%20pipe%20 for%20gas/General.pdf
[6] Materiały firmy KISAN „Instrukcja projektowania i montażu
instalacji sanitarnych z rur wielowarstwowych (PE-ALPE) Systemu KISAN”. Warszawa, styczeń 2006. Materiały
katalogowe firm produkujących rury wielowarstwowe.
[7] Mofid I.: Reduction of the installations costs for domestic
gas appliances. 23rd World Gas Conference, Amsterdam
2006.
[8] NPR3378-10: Flexible piping systems (PEX, multilayer,
corrugated stainless steel or equivalent).
Mgr inż. Anna Wróblewska – absolwentka
Wydziału Paliw i Energii AGH. Pracownik Zakładu Przesyłania i Dystrybucji Gazu INiG – Laboratorium Tworzyw Sztucznych. W działalności
zawodowej koncentruje się głównie na badaniach
laboratoryjnych rur, kształtek i armatury z tworzyw
sztucznych, stosowanych w sieciach gazowych.
nr 7/2010
601