Wstęp
Polichlorek winylu jest materiałem bardzo popularnym do budowy zarówno wewnętrznych, jak i zewnętrznych instalacji kanalizacyjnych. W tym drugim przypadku stosowany jest głównie do przyłączy kanalizacyjnych i małych sieci osiedlowych, czy też sieci kanalizacyjnych w małych miejscowościach. Rury z PVC-U w sieciach kanalizacyjnych występują w kilku rodzajach, jako:
- rury lite; produkowane metodą ekstruzji, mają budowę jednowarstwową i w całym przekroju zbudowane są z jednolitego materiału
- rury wielowarstwowe, produkowane metodą ko-ekstruzji (współwytłaczania), ze spienionym rdzeniem z PVC; rury takie posiadają trzy warstwy: środkową ze spienionego polichlorku winylu oraz wewnętrzną i zewnętrzną ze zwykłego PVC. Na rynku rury takie określa się często nazwą „SANDWICH”. Rury wielowarstwowe są lżejsze przy tej samej grubości ścianki (około 25%) i pod względem wytrzymałości nie ustępują rurom litym.
- rury PROCOR, o budowie warstwowej, strukturalnej; posiadają wewnętrzną warstwę gładką, oraz zewnętrzną karbowaną (stąd też inna nazwa – rury PVC karbowane) nadającą całemu systemowi wysoką odporność na obciążenie
Rys. Po prawej, u góry, przekrój przez rurę PVC litą i warstwową z rdzeniem spienionym. (źr. Kaczmarek); u dołu – rury karbowane PROCOR (źr.Procor).
Właściwości rur PVC
Rury z polichlorku winylu mają szereg korzystnych zalet, co czyni je jednym z najchętniej stosowanych materiałow do budowy sieci kanalizacyjnych. Z ważniejszych cech wymienić należy:
- niski ciężar, pozwalający montować je z reguły bez użycia ciężkiego sprzętu, a jednocześnie zapewniają szybkość montażu
- wysoka odporność chemiczna, wytrzymują pH w granicach od 2-12, są więc odporne na silnie chlorowana wodę,
- niski współczynnik chropowatości rur, zapewniający dobry przepływ i bardzo wolne zarastanie osadami
- bardzo wysoka odporność na ścieranie
- szczelność połączeń chroniąca kanalizację np. przed zarastaniem korzeniami
- szeroki asortyment kształtek, pozwalający także łaczyć rury z PVC z innymi systemami
- trwałość szacowaną minimum na 50 lat
- możliwość recyklingu zużytego materiału
Do wad rur z PVC zaliczyć należy:
- kruchość w niskich temperaturach, co praktycznie eliminuje możliwość montażu kanalizacji z PVC w okresie zimowym
- niska odporność na wysokie temperatury; rury PVC mogą w sposób ciągły pracować tylko do temperatury 40°C, chociaż pełna wytrzymałość podawana jest przez producentów dla temperatury 20°C. W wyższych temperaturach do normowej wytrzymałości powinno się wprowadzać poprawkę w wysokości pokazanej w tabeli 1.
- mały zakres dostępnych średnic związanych z technologią produkcji; największe średnice rur litych nie przekraczają 500mm, a rur karbowanych procor – 1000mm, co w praktyce ogranicza możliwość zastosowania systemu dla większych przekrojów kanałów sanitarnych
Tabela 1. Współczynnik korygujący wartość ciśnienia nominalnego rur PVC-U (źr. Gamrat)
Ogólnie wybrane właściwości fizyczne rur PVC pokazuje tabela 2.
Tabela 2. Właściwości rur z polichlorku winylu.
W powyższej tabeli nie ma informacji o dopuszczalnej temperaturze pracy systemów z PVC-U. Większość producentów rur podaje tutaj wartość:
- 40°C dla pracy długotrwałej
- 75°C dla pracy chwilowej (zrzut gorącej wody trwający zwykle nie więcej niż 2 minuty)
Dla projektanta kluczowe są jeszcze inne cechy rur PVC jak np. SDR, czy SN rur. Co to takiego?
SDR (Standard Dimension Ratio)- to parametr określający stosunek zewnętrznej średnicy rury „D” do grubości jej ścianki „s”. Im niższy, tym bardziej masywna rura i wieksza odporność na ciśnienie.
SDR = D/s
SN (Stiffness Number) – klasa sztywności obwodowej, określa odporność rury na obciążenie zewnętrzne, np. związane z gruntem, głębokością montażu i podaje, jak dobrze rura radzi sobie z deformacją w warunkach dużego obciążenia. Im wyższa wartość SN, tym rura jest bardziej odporna na obciążenie. Klasa SN liczbowo określa wytrzymałość rury na obciążenie podaną w kN/m2.Dla rur PVC stosowane są klasy SN2, SN4, SN8, SN12, przy czym:
- klasy SN2 i SN4, przeznaczone są dla małych obciążeń, dla rur układanych w zwykłym terenie, przy braku obciążenia komunikacyjnego lub o małym natężeniu ruchu drogowego
- klasy SN8 i SN12 stosowane są dla dużych obciążeń ruchem drogowym, montażu na głębokościach do 8m, a także na terenach górniczych
Dodajmy, że dla tych ostatnich zastosowań produkowane są rury PVC typu WK z wydłużonym kielichem.
W hurtowniach instalacyjnych i w katalogach firmowych spotkamy też jeszcze inne oznaczenia literowe: rury klasy L, N, S. Co za oznaczenie? Klasy literowe to przypisane do rur klasy ich dopuszczalnych obciążeń.
- klasa L, to rury typu lekkiego o klasie SN2 – SDR51
- klasa N, to rury typu średniego o klasie obciążeń SN4-SDR41
- klasa S, to rury typu ciężkiego o klasie obciążeń SN8-SDR34
Kolejnym ważnym parametrem użytkowym rur PVC jest rodzaj zastosowanej uszczelki. Rury standardowe mają uszczelki typu SBR, wargowe, mocowane w kielichu rury. Dla warunków specjalnych możliwy jest zakup rur z uszczelka olejoodporną. Składa się ona z dwóch elementów: elastomeru TPE i dodatkowego pierścienia z tworzywa sztucznego (zwykle PP z włóknem szklanym). Przy montażu w trudnych warunkach stosowane są często rury z uszczelkami typu DIN-LOCK zintegrowanymi z kielichem w trakcie procesu produkcyjnego. Uszczelka taka jest ściśle dopasowana do kielicha.
Rys. Uszczelki w rurach PVC: po lewej – olejoodporna, po prawej – typu LOCK.
Przegląd rur i łączników
Poniżej przedstawię tylko podstawowe informacje dotyczące systemów z PVC-U zewnętrznych. Zakres średnic, czy rodzaj dostępnych łączników zależy od wielu czynników: producenta, sztywności obwodowej SN, rodzaju kielicha (zwykły, wydłużony), rodzaj uszczelki, budowy rury (lita, warstwowa) itp. Rury karbowane mają własne rozwiązania kształtek dlatego oba rodzaje rur omówię osobno.
Rury gładkie lite
Wykonywane są o średnicach 110, 160, 200, 250, 315, 400 i 500mm. Raczej nie znajdziemy większych średnic tych rur, chyba że z polipropylenu. Oba systemy rurowe mają zbliżoną kolorystykę i na budowie są nie do rozpoznania. Dopiero ciężar i wydrukowany napis powie nam, z którą rura mamy do czynienia. Długości rur PVC-U zależą od średnicy. Najmniejsze wykonywane są już od 500mm. Większe i z wyższą sztywnością obwodową mają sztucery od 1000 do 6000mm. Poniżej kilka tabel z rurami o różnym SN firmy Kaczmarek.
Złączki dla rur litych
Nie zamierzam tutaj szczegółowo przedstawiać zakresu produkcji poszczególnych elementów. W tym wypadku odsyłam do katalogów producentów. To, co powinien wiedzieć monter, to kąty stosowanych łączników i tak:
- kolana do rur litych produkowane są o kątach 15°, 30°, 45°, 67,5° oraz 87,5°. To ostatnie kolano może występować w różnych systemach rurowych o kącie 88°, a nawet 90°. Dla średnicy 110mm możemy znaleźć też kolano 22°.
- trójniki mogą być proste i redukcyjne, z kątem odgałęzienia 45°, 67° lub 87°.
Z kształtek mniej znanych wymienić należy:
- przegub kulowy – umożliwiają zmianę kąta montażu od 0-7,5°. Stosowane sa np. do bezpiecznego przyłączania studzienek kanalizacyjnych
Odgałęzienia nasadowe
Umożliwiają wykonanie wcinki w zamocowaną rurę sieciową w celu podłączenia przykanalika. Dostępne są w wersjach klejonych lub zaciskowych. W firmie Kaczmarek znajdziemy tutaj dwie wersje siodeł o kacie odgałęzienia 45° i 90°.
W firmie WAVIN Rys. poniżej) dostępne są trzy typy odgałęzień. Obie firmy do ich wykonania dostarczają własne wiertnice.
Rury karbowane PROCOR.
Rury te wykonywane są od 200-1000mm średnicy i o długościach 3 lub 6m (zob. poniższa tabela). Wszystkie mają SN8, ale istnieje możliwość wykonania niższej klasy obciążeń SN4 dla najmniejszych średnic.
Łączniki PROCOR
W systemie rur PROCOR możemy liczyć na trójniki, kolana, redukcje, mufki, jak i kilka złączek przejściowych, umożliwiających łączenie z innymi systemami. Nie zabraknie też korków i tulei ochronnych. Poniżej wybrane elementy i ich średnice.
Trójniki.
Występują o kącie odgałęzienia 45° i 87°. Dla najmniejszych średnic (200mm) trójniki występują w dwóch typach: z PVC i z PP.
Kolana
Produkowane są jako segmentowe i składają się z trzech elementów, co wyraźnie wyróżnia je spośród innych systemów. Możliwe kąty to: 15, 30, 345 i 87 stopni, ale nie dla każdej średnicy (zobacz tabela poniżej)
Redukcje
Występują tylko do średnicy 600mm i obejmują dwie sąsiednie średnice rury.
Nasuwki
Dwuzłączki kielichowe
Złączki przejściowe
To elementy umożliwiające łączenie ze sobą rur PROCOR z rurami gładkimi. Występują w dwóch typach, jako:
- złączki ZZ, do łączenia rur gładkich z rurami PROCOR bez kielichów
- złączki WZ, do łączenia kielicha rury gładkiej z rurą PROCOR
