Кислородопроницаемость полипропиленовых труб
Кислородонепроницаемость пластиковых труб
Кислородопроницаемость или диффузия кислорода — важный параметр в общей характеристике пластиковых труб. Многие полимерные трубы имеют высокие значения диффузии кислорода, что негативно сказывается на процессах эксплуатации, сокращая сроки работы не столько самих труб, сколько всех металлических узлов и приборов трубопроводной магистрали.
Например, если для создания отопительной системы используются трубы с высокой кислородопроницаемостью, то кислород проникает сквозь стенки трубопровода и насыщает горячий теплоноситель. Рабочая среда с пузырьками кислорода, проходит через металлические элементы трубопровода и способствует развитию в них кавитационных процессов, усиливающих образование слабых кислот. При высокой кислородной проницаемости полимерных трубопроводов наблюдается быстрое разрушение металлических деталей, которые в этом случае смогут прослужить не более 3-5 лет, а замена их несет за собой финансовые затраты.
- Нормы кислородонепроницаемости
- Подтверждение параметра кислородонепроницаемости
- Высоко и низкотемпературные системы замкнутого типа
- Кислородная коррозия: особенности
- Производство труб с низкой диффузией кислорода
- Преимущества использования труб с низкой кислородной проницаемостью
- Трубы с с повышенной защитой от гидроудара
- Вопросы, комментарии, отзывы
Нормы кислородонепроницаемости
В соответствии с требованиями СНиП 41-01-2003 при монтаже систем отопления нельзя использовать полимерные трубы без антидиффузионного слоя, который предотвращает проникновение внутрь кислорода.
Согласно нормативному документу DIN 4726, показатель кислородной герметичности не может быть ниже, чем 0,1 г/м3 в сутки. Газ, проникающий в отопительную сеть на участках трубопровода без антидиффузионного слоя, попадает в теплоноситель и при контакте с металлическими узлами приводит к образованию ржавчины. В результате этого ускоряется износ металлического оборудования (элементов насоса, радиаторов и т.д.).
Антидиффузионный слой исключает попадание кислорода из воздуха в воду, которая в большинстве случаев используется в качестве теплоносителя.
Подтверждение параметра кислородонепроницаемости
Специалисты спорят о достоверности параметра диффузии кислорода, а некоторые намекают на невозможность проверки данного параметра имеющимися средствами лабораторных испытаний. Однако, все весьма прозрачно.
Существует стандарт ИСО 17455, который является международным. Он называется: «Трубопроводы из пластмасс – Многослойные трубы – Определение кислородопроницаемости трубы с барьерным слоем», в котором описываются два способа – статический способ проверки на кислородонепроницаемость, а также динамический способ. Данными образом определяется сколько кислорода попадает в рабочую среду в определенное время и при определенной температуре. Выбор метода не принципиален, поскольку результаты показываются одинаковые.
Высоко и низкотемпературные системы замкнутого типа
Ещё не так давно полагали, что кислородная диффузия оказывает негативное влияние в сетях только с высокими рабочими температурами. Однако шведские учёные после многолетних испытаний установили, что кислород, проникая в теплоноситель низкотемпературной коммуникации, способствует развитию бактерий, продукты жизнедеятельности которых заиливают внутренние поверхности трубопровода. В результате снижается пропускная способность и система становиться непригодной для дальнейшей эксплуатации. Итог – замена всей системы и серьезные финансовые затраты.
Как показывает практика, в России для монтажа систем отопления используются самые разные трубы и комплектующие к ним. Но создать по-настоящему надёжную систему можно только с помощью труб, характеризующихся кислородной непроницаемостью и термической стабильностью. Всем этим требованиям отвечают трубопроводные системы «aquatherm».
Что касается ПП труб с армированным внешним слоем из алюминиевой фольги, то они не подходят для устройства данных систем в виду плохой адгезии фольги и полипропилена. Это негативно сказывается на термической стабильности и грозит преждевременным расслоением. Если армированный слой создан из дырчатой фольги, то это чревато проникновением кислорода в теплоноситель.
Кислородная коррозия: особенности
Как кислород из окружающего воздуха при давлении 0 атм. проникает в отопительную систему, в которой поддерживается давление 1,5 атм. и больше? В этом случае имеется ввиду парциальное давление, которое не зависит от абсолютного. Проникновение газа через поверхность труб без антидиффузного слоя будет происходить в том случае, если давление кислорода, который растворён в теплоносителе, будет ниже, чем во внешней среде.
Согласно действующим нормативам, концентрация кислорода в подпиточной воде теплосетей ограничивается 50 мкг/л. В неочищенной воде содержание кислорода в 100 раз больше. Даже небольшой переизбыток газа (сверх нормы) грозит развитием коррозионных процессов на металлических поверхностях. Постоянное насыщение воды кислородом обеспечивает непрерывные процессы коррозии, способные привести к появлению дыр. Кислород попадает в теплоноситель через трубы с высокой кислородопроницаемостью и во время подпитки сети неподготовленной водой.
Другой вариант, если теплосеть изготовлена из труб с низкой кислородопроницаемостью, а для подпитки используется подготовленная вода. В этом случае концентрация газа, растворённого в ней, постепенно уменьшается, при этом наблюдается частичное «недоокисление» и на поверхности внутренних стенок появляется плёнка, представляющая собой магнитный железняк и защищающая трубы от коррозии.
Производство труб с низкой диффузией кислорода
К сожалению, многие производители полимерных труб больше внимания уделяют снижению теплового удлинения изделий и при этом забывают о таком важном параметре, как кислородопроницаемость. Ведь минимизировать тепловое расширение можно благодаря использованию компенсаторов, а предотвратить диффузию кислорода можно лишь за счёт конструктивных изменений при изготовлении трубопроводных изделий.
Компания «aquatherm GmbH» на протяжении 40 лет занимается изготовлением трубопроводной продукции из модифицированного пластика. Данный материал является собственной разработкой и запатентован под торговой маркой «Fusiolen». В отличие от многих других полимеров, он обладает однородной структурой и низкой кислородопроницаемостью, поэтому идеально подходит для производства систем отопления. Трубы «aquatherm» соответствуют всем действующим СНиП и DIN.
Преимущества использования труб с низкой кислородной проницаемостью
При разработке проектной документации на отопительные сети и другие трубопроводы важно учесть не только первоначальную стоимость, но и эксплуатационное обслуживание, которое при неправильном выборе труб может оказаться скорым и затратным, вплоть до полной замены системы. Конечно, создать вечную коммуникацию не удастся, но при правильном выборе труб можно продлить эксплуатационный период с 5-ти до 50-ти лет.
Форумы по отоплению, кондиционированию, энергосбережению
Кислородопроницаемость — миф или реальность?
Кислородопроницаемость — миф или реальность?
Сообщение Shurik_M » 03 фев 2013, 13:03
Сообщение igor1307 » 03 фев 2013, 13:45
Сообщение Shurik_M » 03 фев 2013, 14:00
Сообщение oleg.dmitrievic » 03 фев 2013, 19:01
Сообщение Code » 03 фев 2013, 19:21
» Есть многое на свете, друг Горацио, что и не снилось нашим мудрецам»
«Дело в том, что диффузионные потоки газов в жидкость через мембрану или через пластиковую трубу определяются вовсе не абсолютными давлениями с каждой стороны или перепадом общих давлений. При контакте газов с жидкостью концентрация определенного газа в ней в равновесии определяется законом Генри:
Сравн = LP, (1) . »
http://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_s . hp?id=2125″ onclick=»window.open(this.href);return false;
http://www.komsys.ru/support/articles/294/» onclick=»window.open(this.href);return false;
Сообщение oleg.dmitrievic » 04 фев 2013, 00:01
Сообщение Shurik_M » 04 фев 2013, 05:18
Сообщение Abil » 04 фев 2013, 08:18
Сообщение calmar » 04 фев 2013, 20:05
Сообщение igor1307 » 04 фев 2013, 21:06
Сообщение oleg.dmitrievic » 04 фев 2013, 21:26
Сообщение igor1307 » 04 фев 2013, 21:59
Сообщение водолейЕкб » 04 фев 2013, 22:08
Сообщение igor1307 » 04 фев 2013, 22:17
Сообщение oleg.dmitrievic » 04 фев 2013, 23:11
Сообщение bwt » 23 фев 2013, 03:23
А производители настенных котлов говорят, что каждые 24 часа, во избежании заклинивания, запрограммированы выбег насоса и движение трёхходового клапана.
Да и сетку грязевика нафига чистить каждый год при обслуживании?
Ведь по идее всё в системе отопления «устоялось, осело».
Наверное что — то влияет на коррозионные процессы?
Добавлено спустя 26 минут 34 секунды:
Re: Кислородопроницаемость — миф или реальность?
Трактовка производителя котлов Unical закона UNI 8065 (Итальянская директива по предотвращению разрушения оборудования вызванных накипью и коррозией в системах отопления с теплоносителем вода).
У немцев VDI 2035.
Сообщение igor1307 » 26 фев 2013, 05:53
Сообщение oleg.dmitrievic » 26 фев 2013, 07:12
Сообщение Abil » 26 фев 2013, 08:16
кислородопроницаемость — реальная вещь.
Вы же не ставите под сомнение наличие микробов или рентгеновских лучей (ведь их без приборов не видно!)
Про остатки — есть такая проблема. Но можете использовать остатки от отопления для водоснабжения. Наоборот — нельзя.
В трубах для теплого пола — все производители пишут о кислородопроницаемости. Именно с этих систем и начался вопрос о кислородопроницаемости — площадь поверхности труб большая и проблемы с коррозией в системах без покрытия начались именно здесь. Только Бирпекс пишет, что слой не нужен, т.к. у них материал супер. Но и они согласны, что с кислородопроницаемостью надо бороться.
Про цены — вопрос вообще философский. Никого не интересует цена фитингов. Интересна цена на всю систему: трубы+фитинги+монтаж.
Про гофру — лучше использовать теплоизоляцию, чтобы тепло не тратить в транзитных участках.
Нужен ли кислородный барьер в трубах?
Если вы попали на данную страницу, то можно утверждать, что скепсис по отношению использования кислородного барьера в трубах для систем отопления так же не обошел вас стороной. Тема действительно вызывает множество споров в виду переоцененности данной опции в трубах. Как вы понимаете, трубы с диффузионным барьером и стоят дороже. Поэтому давайте разбираться, нужна ли нам эта опция или нет.
Что такое кислородный барьер?
Кислородный барьер (он же и диффузионный) – это специальное покрытие, используемое в трубах из термопластовых материалов, препятствующих попаданию кислорода внутрь трубы и в дальнейшем в систему отопления. В ППР трубах этой слой представлен в виде стекловолокна или же алюминиевой фольги, в металлопластиковых трубах используется так же фольга. Трубы же из сшитого полиэтилена используют тонкий слой из этиленвинилового спирта. Такие трубы маркируются как EVOH.
Для чего нужен диффузионный барьер?
Есть ли необходимость в кислородном барьере? По заявлению производителей, при попадании кислорода в систему, он стремится сразу вступить в реакцию с чем-либо. Первое, что он видит на своем пути – это металлы. Вступая в реакцию, в системе начинает скапливаться шлам и происходит образование магнетитов. Все это негативно сказывается на работе системы отопления и сроке службы оборудования. Какие еще есть факты?
- Даже при наличии воздухоотводчика, он не способен в полной мере избавить систему отопления от воздушных взвесей
- Сетчатые фильтры так же далеко не весь шлам способны сдерживать. Поэтому он все равно присутствует в системе отопления
- Магнетиты имеют свойства магнитов и с радостью оседают на металлических соединениях
Довольно хорошо свои доводы привел Александр Макеев в своем видео. Посмотрите его ниже:
Что произойдет, если я смонтирую отопление трубой без барьера?
У нас был такой опыт монтажа. Производитель, у которого мы закупали трубы, решил заработать деньги и начал поставлять трубы без барьера. Такими трубами мы смонтировали два объекта, пока не увидели проблему.
Прошло 4 года и объекты по сей день работают без проблем. Но возможно это довольно малый срок.Так же не удалось отыскать конкретных случаев, где бы показывалось наглядно, какие последствия бывают при отсутствии кислородного барьера в трубах.
Важно понимать, не факт, что проблемы такой не существует. Поэтому смотрим следующие доводы ниже
СНиП с требованием о наличии кислородного барьера
Существует СНиП, связанный с отоплением, вентиляцией и кондиционированием. В нем ясно говорится, что системы отопления, в которых есть полимерные трубы и металлические элементы, должны иметь диффузионный барьер (он же и кислородный).
Приводим подробную выдержку:
Что говорят производители?
Тут ситуация весьма интересная. Если барьер у вас будет отсутствовать, то у многих производителей это является отличным поводом для снятия оборудования с гарантии. И это, пожалуй, самый весомый аргумент для использования труб с кислородным барьером.
Вот что пишут Vogel & Noot (стальные панельные радиаторы)
А вот паспорт на котел Viessmann Vitopend
Кислородопроницаемость. Миф или факт?
Есть множество мастеров, которые считают, что диффузионный барьер – это развод чистой воды. И вот какие аргументы приводятся:
- Давление в трубе выше атмосферного давления. Поэтому попадание кислорода внутрь исключено по всем законам физики
- Даже если кислород и попадает, то это настолько мизерное количество, которое никак не скажется на работоспособности системы. А лишнее воздухоотводчик всегда сбросит.
- Появление коррозии так же преувеличено. В любом случае невозможно наверняка избавиться от кислорода в системе. Поэтому естественные процессы коррозии неизбежны.
- Все это простой маркетинг, призванный раздуть проблему из ничего для того, чтобы создать дополнительный спрос.
Но на самом деле кислородный барьер в трубах действительно значительно снижает попадание кислорода в систему отопления. Есть множество испытаний и их результат вы можете без проблем найти в сети.
Так же в данном случае за попадание кислорода внутрь отвечают законы парциального давления. А они отличаются от других законов. В пример обычно приводят корзину с фруктами, погруженную в воду. Как бы фрукты не давили на стенку корзины, вода все равно попадает внутрь. То же самое и с кислородом.
В сухом остатке
Можно много спорить об этой теме. Но важно одно — раз есть требования, то их нужно соблюдать. И не важно, раздутая эта проблема или нет. «Протолкнули» данные нормы или нет и так далее. Важно, что в случае чего, попасть вы можете на хорошие деньги. Зачем нужен такой риск?
А каким будет ваше мнение? Ждем ответа в комментариях!
Автор: Андрей Елфимов
Автор проекта eurosantehnik.ru Автор youtube-канала: Технотерм
8 комментариев
Считаю эту «проблему сильно надуманной». Скорее это заговор с целью поднять стоимость. В Корее и Японии кислородным барьером не заморачиваются а гарантию на собранную систему дают те же 50 л ет. Вот из Вики про парциальное давление :» Газы всегда будут вытекать из области с высоким парциальным давлением в область с более низким давлением; и чем больше разница, тем быстрее будет поток.» Всем понятно что в трубе давление больше. Парень в ролике так же не очень убедителен, ссылается на опыт…… я когда не знаю как ответить клиенту на каверзный вопрос говорю — » по опыту» К тому же на что будет действовать кислород? На нержавеющий вентиль шарового крана? На бронзу фитингов? На алюминий Радиаторов? На металлах образуются окислы которые препятствуют дальнейшему окислению и это известно всем. И еще, по логике сторонников теории проникновения кислорода снаружи трубы , кислород проникая внутрь становится жутко агрессивным…..почему? Находясь снаружи трубы он не оставлял следов своего воздействия а вот проникнув внутрь становится вдруг страшно агрессивным. Где мои рассуждения неверны, поправляйте.
Для чего тебя поправлять? Твое не знание предмета ни как не скажется на физике процесса до тех пор, пока ты не сам не отработаешь этот вопрос со всеми вытекающими. Но после этого ты уже ни как не захочешь делиться этим знанием, лишь будешь соглашаться или опровергать без доказательств. С невеждой проще не вступать в диалог, чем доказывать что он ничего не знает. А мнение у нас имеет каждый. Даже человек с гор, который кроме своего аула ничего не знает.
Вячеслав, я точно не специалист и тоже хочу понять тему с «кислородным барьером». К сожалению Ваш ответ отлично показывает Ваши познания в этом вопросе и ещё больше подтверждает «надуманность проблемы». Костя задал реальные вопросы на которые никто внятно не ответил. В чем же на самом деле проблема от проникновения кислорода в трубы отопления?
На мой взгляд этой чистой воды обдираловка. Я не знаю как Вы но я монтирую отопление из полипропилена с 2004 г. А это как никак 15 лет уже. И пока никаких проблем не было.
а если трубы залиты в бетонную стяжку, то проникновение кислорода через стяжку, тем более обработанную аквастопом или жидким стеклом, вообще исключено.
возникает вопрос, нафига нужны трубы, армированные перфорированным алюминием, ибо гемора много, а результат не достигнут. ну и да, все это развод на деньги )
Рассуждения о проблеме кислородопроницаемости труб
Применение в сфере строительства труб из полимерных материалов сегодня уже ни для кого не является откровением. Благодаря своим преимуществам при эксплуатации и монтаже, полимерные трубы практически полностью вытеснили с этого рынка стальные трубы. Системы полимерных трубопроводов позволяют забыть на несколько десятилетий о проблемах, с которыми приходилось сталкиваться при использовании металлических труб: ржавчине, зарастании труб, негативном влиянии на качество воды. К сожалению, в некоторых системах, в частности в системах отопления, продолжают использоваться стальные элементы. И если раньше к процессу окисления, образованию ржавчины относились как к неизбежному злу, то на фоне срока службы труб возможность выхода из строя коллекторов или радиаторов внезапно стала самой ощутимой проблемой.
Многие умы тут же озаботились поиском решений этой проблемы. Результатом явилось введение в обиход термина «кислородопроницаемость труб» и различные ухищрения для борьбы с нею. Термин был изобретен главным образом в отношении именно полимерных труб, поскольку мудрец решил, что уж если в отопительную систему попадает воздух, содержащий кислород, то, конечно же, не иначе как сквозь стенки трубы. Утешает одно — термин был придуман «забугорными специалистами». Правда, наши контролирующие органы думали не долго, и на свет родилось требование наличия у трубы барьерного слоя, препятствующего проникновению кислорода внутрь системы, и нормы допустимого количества этого кислорода.
Под термином «кислородопроницаемость» подразумевается попадание кислорода в систему трубопровода. Наличие растворенного в воде кислорода приводит к процессу окисления стальных элементов, результатом чего является коррозия и, с течением времени, теоретическая вероятность выхода из строя этих элементов. Проблема, действительно, имеет место, и желание избежать подобной неприятности является естественным. Но! В каких количествах кислород вреден? В любых. даже незначительное количество растворенного кислорода ведет к окислению. Соответственно, изобретение любых норм по допустимому количеству проникающего кислорода, как минимум, вводит в заблуждение.
Теперь давайте попробуем представить себе, откуда в системе трубопровода появляется кислород. В системах с постоянным притоком воды проблема кислородопроницаемости вообще не рассматривается. Поскольку даже школьного курса физики достаточно, чтобы понять — кислород будет попадать в систему с новой водой. Проблема решения не имеет, по крайней мере, при текущем состоянии технического прогресса. И никто этим не озабочен — при расчете срока службы стальных элементов учитывается их нормальное, с естественным содержанием растворенного кислорода, старение, коррозия и зарастание.
В магистральных трубопроводах теплоцентралей, выполненных только из стали (которая сама по себе вообще не пропускает кислород), для снижения концентрации растворенного в воде кислорода используются специальные системы водоподготовки.
Но именно для снижения, поскольку полностью удалить кислород не удается.
Как же проникает кислород в системы стальных трубопроводов? Исключительно через резьбовые, фланцевые и прочие соединения! Очевидно, что подобного рода соединения существуют в любых системах трубопроводов. Соответственно, утверждать, что через стенки трубы из полимерных материалов в систему попадает больше воздуха ( кислорода), чем через все сочленения, как минимум, некорректно. А определить, какое фактическое количество газа попало через стенки трубы, а какое — через остальные «узкие места» трубопровода, вряд ли под силу.
Снижение содержания кислорода в теплоносителе возможно только посредством устройства системы водоподготовки. Но здесь возникает вопрос экономической целесообразности капитальных вложений на устройство такой системы и дальнейшее ее обслуживание. В закрытых системах, например, отопления современных зданий стальных частей не так много и, при грамотном проектировании, их можно разместить в легкодоступных местах, что позволяет проводить, в случае необходимости, их быструю замену. Более того, при желании, их реально исключить полностью.
В некоторой степени распространение требования наличия «защитного слоя» усилилось, благодаря действиям страховых компаний. В Европе, в частности, в Великобритании принято страховать здания. При оформлении страховки требуется описание конструкций инженерных систем здания. Незнакомые с техническими понятиями и не владеющие соответствующими знаниями юристы и менеджеры охотнее согласовывали страхование зданий, в перечне инженерных систем которых значилась труба «с защитным слоем»». В их понимании «С» значит не «БЕЗ». А от чего он защищает, и защищает ли вообще, им неизвестно и неинтересно.
Отсутствие четких методов определения значения этой самой кислородопроницаемости, нестыковки в нормативной документации (в некоторых документах этот термин есть, в других нет) не только вводят в замешательство конечных потребителей и специалистов, но и дают оправдание фантазиям и техническим изыскам производителей полимерных труб, что напрямую сказывается на их стоимости. На ум приходит аналогия с производителями зубных щёток: в какую только сторону ни загибали щетину, а человечество от кариеса так и не спасли.
Сергей Николаев,
водопроводчик с стажем
Пластиковые и металлические трубопроводы: кислородопроницаемость
На первый взгляд может показаться, что металлические трубопроводы обеспечивают значительно лучшую герметичность, чем пластиковые, однако такая оценка слишком упрощённая и не учитывает нескольких важных факторов, в том числе особенности монтажа металлических и полимерных труб и трубопроводной арматуры. Именно об этом мы и будем говорить в данной части. А начнём с кислоропроницаемости интересующих нас материалов.
Этот показатель особенно важен для металлических трубопроводов, однако и при использовании пластиковых систем им нельзя пренебрегать, но по иным причинам. Металлы достаточно устойчивы к проникновению кислорода и потому металлические трубы и сами по себе являются хорошим антидиффузным барьером. Однако многое зависит от качества исполнения стыков металлических труб, поскольку чаще всего они куда менее герметичны, чем у полимерных. А при попадании молекул кислорода внутрь трубопроводной системы начинается коррозия внутренних стенок, что не менее опасно для целостности труб и фитингов, а ещё значительно ухудшает качество транспортируемой среды. Последний фактор, может, и не так важен, например, для систем отопления или горячего водоснабжения, однако срок службы стальных труб всё равно будет небольшим, и их придётся заменить уже через 2-3 года после начала коррозионных процессов, так как они протекают достаточно быстро.
Что касается меди, то находящийся внутри газ также не лучшим образом влияет на целостность медных труб, постепенно разрушая их, и потому при монтаже медных трубопроводов требуется обращать особое внимание на герметичность стыков. Внешняя же коррозия для медных труб не так опасна, как, например, для стальных, поскольку образующиеся оксидные плёнки создают естественную и надёжную защиту от углубления коррозионных образований внутрь труб. Относительно же чугуна нужно заметить, что сам материал обладает худшей кислоронепроницаемостью, чем сталь, но коррозия в чугунных трубах развивается значительно медленнее, чем в стальных. Тем не менее чугун используют в тех же отопительных системах крайне редко, поскольку этот материал недостаточно прочный для такого применения и может легко треснуть под нагрузкой. Впрочем, по кислородопроницаемости к чугуну вопросов нет — опять же, за исключением стыков чугунных труб.
Ну, а если говорить о полимерах, то для отопления и горячего водоснабжения рекомендуется использовать только армированные полимерные трубы, и желательно алюминиевой фольгой (алюминий, как почти любой металл, хорошо задерживает молекулы кислорода). Но делать это нужно не только из-за низкой устойчивости полимеров к проникновению кислорода, а и потому, что неармированный пластик имеет слишком большой коэффициент теплового расширения, что может привести к разрыву пластика в проблемных местах и протечкам, а этого в системе отопления допускать нельзя. Армированные же трубы удлиняются значительно меньше и кроме того, они надёжно защищают систему от завоздушивания, а значит, трубы будут нагреваться равномерно и не будут испытывать механических перегрузок. Кроме того, стоит отметить, что армированные пластиковые трубы (как полиэтиленовые (из сшитого полиэтилена PEX), так и полипропиленовые — армированные PP-R или PP-RCT) почти не уступают в герметичности металлическим, а вот по стоимости выгоднее последних. Таким образом, использование полимерных труб оказывается более выгодным и в данном случае, а при правильном монтаже они будут ещё и абсолютно герметичны в местах стыков.
