Классификация главных видов труб водопровода и специфики их эксплуатации

Водомерный узел — очень важная коммуникация для оснащения хозяйственно-питьевых и потребностей производства человека, тушения пожаров. Качество воды и параметры работы в большинстве случаев зависят от составляющих системы. Трубы для водопровода — важный элемент для перевозки жидкости в сети от источника до потребителя. В продаже много видов изделий, различающихся материалом, свойствами и стоимостью. Процесс установки любого из них подразумевает использование конкретных технологий.

Виды труб водопровода и главные условия

Вода поставляется для разных целей:

питья, приготовления пищи;
для полива;
пожаротушения;
горячего водообеспечения;
оснащения производственно-технологического цикла.

Для наружных или сетей внутреннего типа водообеспечения используют трубы:

стальные прямошовные по ГОСТ 10704;
медные для воды и газа ГОСТ 52318;
напорные из полимерного этилена по ГОСТ 18599;
напорные из термопластов по ГОСТ 52134;
многослойные из металла и полимерных материалов по ГОСТ 53630;
асбестоцементный по ГОСТ 539-73;
чугунные по ГОСТ 21053.

Нормы нормируют внутренний и внешний размер трубы, толщину стены, массу погонажного метра, крепость, состав и характеристики материала. Конструкции обязаны быть стойки к постоянному давлению, держать эксплутационную температуру среды. На внутренней и поверхности с внешней стороны не допустимы повреждения, деформации, трещины или раковины.

Внешний водомерный узел укладывают под землёй, внутреннюю сеть размещают в здании вдоль или в толще стен, под плинтусами или под полом.

Схема внутреннего водомерного узла в доме из двух этажей

Наиболее большие требования к качеству труб для обеспечения дома чистой водой. Опасные вещества могут попасть в жидкость и навредить человеческому здоровью. Так переизбыток меди ведет к заболеванию циррозом печени, а очень высокая концентрация железа — к отложению ядовитых соединений в органах человека.

Ключевые характеристики — внешний (Дн), символический или номинальный(Ду или DN) диаметры, толщина стены. Изделия диаметром 5-102 мм классифицируются как малоразмерные, 103-427 — средние, более — большемерные.

Параметры трубы

Сети водопровода рассчитывают на конкретный показатель давления:

до 12 атмосфер — малого давления;
12-25 — среднего;
более 25 — высокого.

В жилых площадях или приватных домах трубы должны держать напор не меньше 2 атм. Системное давление внутреннего пожарного водомерного узла выше — до 10 атм.

Для передачи холодной воды применяют трубы с пределом устойчивости к температурам до +46°. Перевозку более высокотемпературной среды выполняют «горячие» магистрали из труб.

На вопрос, какие трубы лучше применять для водомерного узла, можно дать ответ, рассмотрев все варианты и взвесив хорошие качества или минусы каждого.

Стальные трубы для водопровода

Профили из стали — обычный материал для производства наружного и внутреннего водомерного узла. Они обладают прочностью к механическим действиям и устойчивостью к износу, воспринимают многократные нагрузки от изменения давления или температуры в сети.

Профиля делают из углеродистой стали способом проката (холодного или горячего), фальцовки или сварки. Лист нарезают на полосы, равняют, сваривают по прямой или спиральной линии. Трубы испытуют на крепость при сплющивании и очень высоком гидравлическом давлении.

Необходимость в трубах профильных велика. Более 10% всего выпускаемого металла тратится на производство данных изделий.

Профильные трубы электросварные

Трубы профильные используют:

для прокладывания водо- или газовых магистралей;
в гражданском и промышленном строительстве;
при прокладывании автомобильных магистралей;
в изготовлении судов, самолетов, автомобилей;
в металлургии.

В ЖКХ конструкции применяют для организации систем наружного и внутреннего водообеспечения, теплоснабжения. Для внешней прокладки используют изделия сечением до 150 мм. При выборе трубного диаметра для холодного водомерного узла в личном доме необходимо руководствоваться длиной коммуникации:

до десяти метров — 20 мм;
до тридцати метров — 25 мм;
более тридцати метров — 32 мм.

Систему собирают сваркой или при помощи соединителей. Для соединений с резьбой делают многообразные комплектующие.

Основной минус стальных коммуникаций — неустойчивость к электрохимической коррозийности.

Агрессивное действие грунтовой влаги или транспортируемой жидкости поэтапно разрушает металл, приводит к появлению отверстий в стенках, сквозных язв или питтингов.

Коррозия металла

Нормативный служебный срок водомерного узла — стояка или подводки — из труб из стали не превышает 15 лет. На деле возможно действие деструктивных факторов, укорачивающих длительность эксплуатации. К примеру, прохладная вода содействует более быстрой коррозии, чем горячая. Появление влаги на поверхности трубопровода убыстряется из-за разности температур, что приводит к разрушению металла.

Во избежание контакта водой и кислородом, влияния блуждающих токов, поверхность материала покрывают слоем защиты из цинка или полимерных материалов. В наружных сетях используют протекторную электрохимическую защиту от коррозии.

Жестяные трубы

Более длительный эксплуатационный срок у оцинкованных профилей. Это связано с тем, что покрытие мешает взаимному действию стали с влагой, а при прохождении воды на внутренних гладких стенках образуется меньше отложений.

Оцинкованная сталь — сталь с покрытием

В самой системе почти что отсутствуют окалина или кусочки ржавчины, которые приводят к появлению неровностей в просвете. Это повышает способность пропуска оцинкованной трубы водопровода, благодаря этому для домашней системы достаточно применить расширители диаметром 20 мм.

Нормы формируют длительность службы водомерного узла из оцинкованные стали в 30 лет. В реальности этот срок выше — до 50-70 лет.

Покрытую цинком сталь проводят тремя способами:

гальваническим — нанесением слоя для защиты на изделие, помещенное в электролит, путем электролиза;
цинкованием горячим способом — покрытие крепится на поверхности при погружении детали в расплав металла;
холодным цинкованием — состав защиты напыляют или наносят покраской;
диффузным — обработка парами цинка происходит при очень высоком давлении и температуре.

Самая качественная защита образуется в последнем варианте.

Диаметры стальных жестяных труб согласно сортаменту 6-150 мм (символический проход). Внешнее сечение изделий — 10,2-165 мм. Длина профилей 4-12 м. Толщина стенок может меняться от 1,8 до 5,5 мм. При этом масса конструкций с покрытием превосходит черные стальные на 3%.

Сборка водомерного узла выполняется в основном крепёжными соединениями в виде резьбы с соединителями. При эксплуатации сварки повреждается слой защиты. В последствии здесь появляются очаги коррозии. Таким образом теряется смысл устройства системы из оцинкованные стали, так как долговечность уменьшается до показателей обычных черных труб.

Для устранения повреждений покрытия при сварке применяют напыление на область шва сварки цинкового состава, специализированные флюсы или электроды с рутиловым покрытием.

Нержавеющие

Трубы из легированной коррозионно-стойкой стали долговечные, не предрасположены разрушающему действию воды. Они как правило прослужат до 400 лет. Продукты окисления не накапливаются на стенка, не проникают в бытовой водомерный узел. Очень часто изделия из нержавеющей стали подменяют привычную углеродистую сталь не обращая внимания на очень большую стоимость материала и сложность монтажа.

Профиля их нержавейки

Конструкции из нержавеющей стали соответствуют санитарно-гигиеническим нормативам, отлично переносят гидроудары, стойки к критичным температурам. Повредить нержавеющую сталь может вода с избыточным содержанием хлора, благодаря этому после дезинфекции рекомендуется тщательно вымыть систему.

Трубы из нержавейки используют в самых разных областях:

водо-, тепло- и газоснабжении;
тушении пожаров;
устройстве каналов при кондиционировании воздуха;
укладке «пола с подогревом»;
для защиты силовых электрокабелей.

Собирают водомерный узел при помощи пресс-соединений, изготовленных также из нержавейки, сваркой вольфрамовым электродом в инертной обстановке. В условиях в промышленности используют лазерную сварку.

Все широкое распространение получает устройство водомерного узла из эластичных гофротруб. Их хорошие качества — возможность прокладки в местах куда сложно добраться, монтажного процесса линий большой длине, стойкость к динамическим или вибрационным нагрузкам.

Водомерные узлы из меди намного больше популярны в странах Европы, чем у нас в государстве. Они испытаны временем и внимания заслуживают в связи с длительным сроком безаварийной работы.

Хорошие качества труб из меди:

коррозионную стойкость — медь невосприимчива к хлору, разведенным кислотам или щелочам;
устойчивость к температурным перепадам в границах -100°С…+250°С, колебаниям давления;
на стенках не появляются наросты, не поселяются бактерии, так как ионы Cu для них губительны;
при постоянном обслуживании эксплуатационный срок превосходит 50 лет.

Трубы из меди для водомерного узла в квартире подвергают повторной обработке — отжигу. Это придаёт мягкость и пластичность изделиям, они гнутся без особых усилий и режутся. Подобные коммуникации смотрятся очень декоративно. Не потребуется дополнительная покраска составами для защиты.

Трубопровод из меди декоративен

К минусам относятся:

довольно высокая если сравнивать со стальными подобиями цена;
для стыкования можно применять только фитинговые соединители из меди, так как металл образовывает со сталью гальваническую пару, помогая ее разрушению;
сборку системы проводят специализированным оборудованием, что поднимает цену монтажного процесса.

Трубы объединяют высокотемпературной пайкой или при помощи соединителей, которые обязаны быть комбинированными. Нарезка мягкого металла не разрешается.

Трубы из полимера

Революция в химической промышленности ознаменовалась возникновением новых материалов в сфере строительства. Из термопластов или реактопластов делают разные варианты полимерных труб водопровода:

полиэтиленовых ПЭ;
поливинилхлоридных ПВХ;
полипропиленовых ПП;
полиамидные ПА;
полибутиленовые ПБ;
стеклопластиковые;
стекловолоконные;
эпоксидные или полиэфирные.

Диаметр полиэтиленовых напорных профилей — 16-1600 мм. Толщина стены которая рассчитана на восприятие рабочего давления 4-20 бар. Изделия с сечением до 40 мм применяют для домашнего водомерного узла, до 160 — для стояков или канализации. Большеразмерные используют в производственной отрасли.

Полиэтиленовый профиль

Маркируются трубы из полиэтилена по плотности — от 63 до 100 (кг/м?). Меньшей плотности материалы механически неустойчивы. Из них делают безнапорные конструкции — летний душ, полив, канализационные сливы. ПЭ 80 крепче, их применяют для устройства холодного трубопровода в середине дома. Для обеспечения горячей воды и теплоснабжения используют ПЭ 100.

Устанавливают полиэтиленовые магистрали из труб при помощи компрессионных или терморезисторных соединителей, сваркой встык.

Соединение соединителями

Из труб ПВХ укладывают внешний водомерный узел. Они серого цвета, выпускаются длиной 1, 2, 3 и 6 м. Номинальный диаметр изделий — 90-500 мм. Рассчитаны на давление 6-16 бар. Устанавливают их без муфт или сварки. На одном конце сформировался раструб с кольцевым уплотнением, куда вставляют остальную часть круглого профиля. Соединение полностью плотно, выдержит нормативные нагрузки.

Хорошие качества труб из полимерных материалов:

стойкость к химической и электрической коррозии, действию агрессивных сред;
безвредность, отсутствие вредных выделений в перевозимую жидкость;
гладкость поверхности внутри, на которой не останавливаются загрязнения;
малая теплопроводимость, уменьшающая потери энергии и появление влаги;
небольшой вес и эластичность, что облегчает перевозку и процесс установки;
плохая звукопроницаемость, уменьшающая уровень шумов при прохождении воды.

При реконструкции систему легко переделывать, разрезав коммуникации и подключив новую ветку при помощи фитинга. Устройство водомерных узлов из полипропиленовых труб доступнее подобного из стали на 30-40%.

Минусы у изделий, характерные всем пластикам:

неустойчивость к ультрафиолетовому излучению;
большой коэффициент линейного термического увеличения;
хрупкость при малой температуре;
многие из них не поддаются возгоранию, но поддерживают горение, при этом выделяют вещества которые вредны;
ограничения по рабочему давлению и температуре.

Наиболее термоустойчивые PEX-трубы PEX, который делают под большим давлением. Применяют для холодного и горячего водообеспечения. Выдержит температуры до +95° и напор до 20 атм.

Металлополимерные

Трубы из металлопластика делают экструзионным методом, нанося на каркас из сетки, проволки или фольги расплав полимерных материалов.

Металлопластиковые материалы соединяют воедино хорошие качества железных и полимерных видов отопительных труб или водомерного узла:

коррозионную стойкость, влиянию химии;
небольшое термическое расширение;
устойчивость к изнашиванию;
обычный монтаж с использованием разъемных, обжимных или пресс-соединений;
рабочий диапазон температуры до 95°- 110° и давление до 10 бар, держат неоднократную замороженную продукцию;
эксплуатационный срок до тридцати лет.

Металлический пластик хранит форму при изгибе, не выделяет в воду вредных соединений.

Труба из металлопластика

Минусы водомерных узлов из металлополимеров:

меньшая, чем у труб из стали, механическая крепость;
не используются при давлении, превышающем 10 бар, и температуре от 110°;
определенные виды предрасположены усталостному разрушению.

Объединение достоинств выполняет данный материал многообещающим для широкого использования в различных строительных отраслях.

Гидравлический расчет

Чтобы установить самые экономные сечения водомерного узла, проводят гидравлический расчет. Должно делаться требование оснащения необходимого водорасхода, сохранения давления и минимум потерь напора. Берутся во внимание:

расчетное направление движения воды;
расход в согласии с нормативами потребления воды;
характеристики водоразборной арматуры и кол-во точек;
показатель перенаселенности жилья;
потери напора из-за трения по всей длине трубы.

По результатам расчета выбирают диаметр труб водопровода исходя из таблицы размеров и сортамента изделий.

Для определения потерь напора применяют таблицы Шевелева или онлайн-программы.

В таблицах для гидравлического расчета стальных, чугунных, асбестоцементных, пластиковых и стеклянных труб водопровода содержатся готовые показатели в зависимости от диаметра, материала, длины линии, давления в сети. Потери формируют на каждом участке и суммируют. По найденному значению формируют требуемый расход и мощность насоса.