Трубопроводы систем водоснабжения

Трубопроводы – основной элемент систем холодного и горячего водоснабжения. Трубы производятся из различных материалов, имеют определенные характеристики и способы монтажа. Выбор вида и материала труб для водопровода – важнейший этап при разработке и строительстве внутренних и наружных сетей водоснабжения. Материал публикации дает обзор типов труб, методик монтажа, преимуществ и недостатков трубопроводных систем.

Виды труб для водоснабжения

Системы водопровода делятся на 2 вида:

1. Наружный водопровод;
2. Внутренний водопровод.

По назначению выделяют следующие виды сетей водоснабжения:

• Хозяйственно-питьевая;
• Система горячего водоснабжения;
• Пожарный водопровод;
• Оборотный водопровод;
• Технологические сети подачи воды.

Хозяйственно-питьевой водопровод часто комбинируется с пожарным водоводом. Оборотные и технологические сети используют в своей работе техническую (промышленную) воду, обеспечивают нужды производственных процессов.

Снабжение питьевой (холодной) и горячей водой производится из централизованных сетей или из индивидуального источника (скважины, колодца). Нагрев воды при автономной системе ГВС производится в бойлерах и водонагревателях.

По способу прокладки трубопроводы водоснабжения делят на 2 вида:

1. Открытой прокладки;
2. Скрытой (закрытой) прокладки.

В зависимости от всех этих признаков и технических показателей (рабочее давление, температура) производится выбор трубопроводов для систем водоснабжения.

Трубопроводы водоснабжения по материалу изготовления делятся на 2 большие группы:

1. Металлические;
2. Полимерные (пластиковые).

К металлическим трубам относятся следующие:

1. Стальные из углеродистой стали;
2. Стальные из нержавеющей стали;
3. Стальные оцинкованные;
4. Медные.

К полимерным пластиковым системам труб относят следующие виды трубопроводов:

1. Металлопластиковые;
2. Полипропиленовые;
3. Полиэтиленовые;
4. Поливинилхлоридные;
5. Полибутиленовые.

Стальные трубопроводы водоснабжения

Трубы из стали являются универсальными для холодного и горячего водоснабжения, отопления, используются для наружных и внутренних сетей. Это обусловлено высокой прочностью материала, термической стойкостью.

Монтаж систем производится с помощью сварки (электродуговой, газовой) и резьбовых соединений (муфтовых). Для самостоятельного проведения работ нужны навыки сварщика и соответствующее оборудование, при муфтовых соединениях – слесарные навыки.

Оцинкованные трубы имеют цинковое покрытие – внутреннее, наружное или сразу оба.

Соединение таких трубопроводов производится только посредством муфт, при сварочных работах защитный цинковый слой разрушится. Причем во всех случаях (черная, оцинковка или нержавеющая сталь) в зоне резьбы толщина стенки трубы уменьшается на витках и именно здесь чаще всего происходят первые утечки.

Стальные углеродистые трубы (шовные, бесшовные) служат обычно около 15 – 20 лет. Это вызвано высоким коррозионным износом материала.

Внутренняя поверхность труб склонна к образованию отложений, наростов, загрязнению, накипи. Это отрицательно влияет на проходимость рабочей среды, ухудшает качество воды.

Оцинкованные трубы служат в среднем до 30 лет (при качественном оцинковании). Нержавеющие трубы прослужат долго, более 50 лет, но они имеют весьма высокую стоимость. К тому же не все нержавеющие стали разрешены к использованию в сетях питьевой воды.

Достоинствами стальных труб являются:

1. Универсальность;
2. Прочность;
3. Фасонные части (фитинги) имеют полнопроходное сечение, аналогичное сечению трубы;
4. Продолжительный срок службы для нержавеющих и оцинкованных труб.

Стальные трубы в последнее десятилетие активно вытесняются полимерными системами. Это вызвано наличием массы недостатков:

1. Подверженность коррозии;
2. Большой вес, неудобство монтажа;
3. Непродолжительный срок службы (для «черных» труб);
4. Необходимость в покраске, тепловой изоляции.

Медные трубы водопровода

Медные трубопроводы редко используются для монтажа систем водоснабжения. Применение их ограничивается внутренним горячим водопроводом, изредка используются в системе внутреннего холодного водоснабжения. Это вызвано высокой стоимостью материала.

Монтаж медных трубопроводов производится двумя способами:

1. Пайка специальным припоем;
2. Использование компрессионных (резьбозажимных) фитингов.

Для пайки труб требуется наличие навыков и оборудования. Сборку с помощью компрессионных фитингов можно провести самостоятельно. Причем следует знать, что медная труба делится на 2 типа:

Отожженная труба при отжигании приобретает гибкость и пластичность, что значительно облегчает монтаж – трубопровод можно сгибать (в разумных пределах, не более 60 – 70 0 ). Неотожженые материалы более прочны, но обладают высокой жесткостью.

К преимуществам медных трубопроводов относятся:

• Длительный срок службы (самый продолжительный среди основных материалов);
• Нейтральность;
• Высокая прочность.

Главными недостатками медной системы являются:

1. Высокая стоимость материала;
2. Сложности при самостоятельном монтаже (пайке).

Полимерные (пластиковые) трубы для водоснабжения

Полимерные трубы в последние десятилетия стали уверенным лидером среди всех материалов при строительстве водопровода. Это обусловлено их низкой стоимостью, продолжительным сроком службы, удобством монтажа. Основными видами полимерных труб являются:

1. Металлопластиковые;
2. Полипропиленовые;
3. Полиэтиленовые;
4. Поливинилхлоридные (ПВХ), полибутиленовые.

Металлопластиковые трубы

Металлопластиковые трубы состоят из 5 слоев – внутреннего из полиэтилена, среднего из алюминия, наружного из полиэтилена, между ними располагаются 2 слоя клеящего вещества. Максимальное рабочее давление составляет 10 кгс/см 2 , максимальная температура – до 95 0 С (кратковременная – до 130 0 С).

Диаметр труб ограничен 40 мм (внутренний – 33). Трубопровод обладает хорошей гибкостью, что облегчает монтаж и уменьшает количество соединений. Применяется металлопластик в основном для внутренней разводки водопровода.

Монтаж металлопластиковых труб производится с помощью латунных фитингов двумя способами:

1. Компрессионным (резьбозажимным);
2. Обжимным (прессовым).

Фитинги обоих видов имеют уплотнительные кольцевые резинки на адаптерах. Компрессионные фитинги затягивают резьбовыми гайками, обжимающими уплотнительное латунное кольцо. Впоследствии, особенно при использовании на горячей воде, гайки требуется периодически подтягивать.

Прессовые фитинги обжимаются специальными клещами (ручными или автоматическими). При этом в местах расположения резиновых уплотнителей сдавливается алюминиевая гильза и достигается герметичность соединения. Фитинги этого типа являются неразборными, не требуют обслуживания.

Сгибание труб производится с определенным радиусом вручную или с помощью специальной фиксирующей пружины, не допускающей излома трубы.

Достоинства металлопластиковых труб:

1. Отсутствие коррозионного износа;
2. Нейтральность;
3. Прочность, при этом имеется хорошая гибкость;
4. Простота монтажа;
5. Длительный срок эксплуатации – до 25 лет.

Имеется и ряд следующих недостатков:

1. Фитинги имеют сниженное проходное сечение;
2. Фитинги имеют высокую стоимость;
3. Отсутствие возможности скрытой прокладки;
4. Негативное влияние ультрафиолета на наружный слой изделия.

Полипропиленовые трубы для водопровода

Трубы из полипропилена имеют классификацию по давлению и температуре:

1. PN10, температура рабочей среды до 45 0 С;
2. PN16, температура рабочей среды до 60 0 С;
3. PN20, температура рабочей среды до 95 0 С;
4. PN25 (армированные, стабилизированные), температура рабочей среды до 100 0 С.

Срок службы изделий варьируется от 10 до 50 лет, в зависимости от рабочей температуры. Чем выше температура – тем меньше срок службы. Трубы с давлением от 10 до 20 кгс/см 2 применяются для систем ХВС, для горячей воды – только PN25. Стабилизация (укрепление) труб производится слоем алюминия или стекловолокна.

Полипропилен обладает всеми достоинствами полимерных систем – легкость, нейтральность, стойкость к засорам и коррозии.

Полипропиленовые трубы не имеют пластичности и гибкости, поэтому монтаж их производится с соблюдением углов и применением сварочных полнопроходных фитингов (тройников, углов, муфт, переходников). Сварка (пайка) материалов производится специальным сварочным аппаратом, при этом образуется однородное (неразборное) гомогенное соединение.

Трубы из полипропилена можно прокладывать любым способом, чаще всего они используются для внутренней разводки, реже – для монтажа наружных сетей.

Полиэтиленовые трубы

Для монтажа наружных сетей наиболее популярными являются полиэтиленовые трубопроводы. Они бывают двух видов:

1. Полиэтилен низкого давления;
2. Сшитый полиэтилен.

Полиэтилен низкого давления (ПНД) применяется для транспортировки холодной воды с температурой не более 40 0 С, давлением до 40 – 50 кгс/см 2 . Материал не поддается коррозии, нейтрален и экологичен, не образует засоров. Главным его недостатком является ограничение по максимальной температуре. Кроме того, ПНД отрицательно относится к ультрафиолету.

Монтаж труб ПНД производится с помощью компрессионных фитингов или сваркой на специальном оборудовании. Сварка производится при больших (более 63 мм) диаметрах труб.

Для систем ГВС используется сшитый полиэтилен – при его производстве образуются дополнительные связи между молекулами (сшивка). Такой материал имеет повышенную прочность, термическую стойкость. Монтаж системы производится компрессионными и прессовыми фитингами, причем благодаря свойствам полиэтилена резиновые уплотнения на прессовых фитингах не устанавливаются.

Полиэтиленовые трубы обладают определенной гибкостью, но имеют максимальное тепловое удлинение среди всех полимеров. В связи с этим крепить жестко трубопроводы не рекомендуется. Трубы из полиэтилена применяются для внутренних и наружных сетей водоснабжения, прокладываются открытым и скрытым методом (кроме случаев использования компрессионных фитингов).

Поливинилхлоридные (ПВХ) трубы

Трубы из ПВХ применятся несколько реже вышеописанных материалов. Это вызвано ограничением по максимальной температуре (65 0 С – кратковременно).

Поливинилхлоридные трубопроводы не обладают гибкостью, монтируются методом склеивания. Поверхность трубы и фитинг предварительно обрабатываются специализированным составом, который очищает и немного смягчает поверхности будущего стыка. После этого стык смазывается клеем, труба вставляется в фитинг и проворачивается на ¼ оборота для равномерного распределения клея.

Готовому соединению дают застыть, продолжительность выдерживания зависит от диаметра трубопровода.

Трубопроводы для систем холодного и горячего водоснабжения следует выбирать с учетом следующих критериев:

1. Рабочее давление и температура воды;
2. Способ прокладки;
3. Продолжительность службы;
4. При необходимости – возможность самостоятельного монтажа;
5. Стоимость.

Виды водопроводных труб и их основные характеристики

Водопровод — важнейшая коммуникация для обеспечения хозяйственно-питьевых и производственных нужд человека, тушения пожаров. Качество воды и рабочие параметры во многом зависят от составляющих системы. Водопроводные трубы — основной элемент для транспортировки жидкости в сети от источника до потребителя. В продаже множество видов изделий, различающихся материалом, характеристиками и ценой. Монтаж каждого из них предполагает применение определенных технологий.

Водопровод — важнейшая коммуникация

Какие бывают трубы?

Все трубы для трубопроводов классифицируются по нескольким важным параметрам. Рассмотрим основные из них:

В первую очередь выделяют такие виды труб по диаметру:

Деталь малых размеров имеет показатель сечения от 5 до 102 мм, средних — от 102 до 426 мм, а изделия, которые причисляют к большим — выше 426 мм.

Обратите внимание! Ещё один важный фактор, по которому разделяют все трубы — это пропускная способность. Пропускная способность напрямую зависит от диаметра изделия и характеристик внутренних стенок, а также от количества изгибов в трубопроводе.

Кроме этого, они классифицируются по таким показателям:

• по материалу изготовления;
• по профилю поперечного сечения;
• по размерам;
• по способу соединения;
• по типу изоляции.

Некоторые типы труб оснащаются изоляцией, такие изделия используют при устройстве отопительных сетей и магистралей ГВС

Виды водопроводных труб и основные требования

Вода поставляется для различных целей:

• питья, приготовления пищи;
• для полива;
• пожаротушения;
• горячего водоснабжения;
• обеспечения производственно-технологического цикла.

Для наружных или внутренних сетей водоснабжения применяют трубы:

• стальные прямошовные по ГОСТ 10704;
• медные для воды и газа ГОСТ 52318;
• напорные из полиэтилена по ГОСТ 18599;
• напорные из термопластов по ГОСТ 52134;
• многослойные из металла и полимеров по ГОСТ 53630;
• асбестоцементный по ГОСТ 539-73;
• чугунные по ГОСТ 21053.

Стандарты нормируют внутренний и наружный диаметр трубы, толщину стенки, массу погонного метра, прочность, состав и свойства материалов. Конструкции должны быть устойчивы к постоянному давлению, выдерживать рабочую температуру среды. На внутренней и внешней поверхности не допускаются повреждения, деформации, трещины или раковины.

Наружный водопровод прокладывают под землей, внутреннюю сеть располагают в здании вдоль или в толще стен, под плинтусами или под полом.

Схема внутреннего водопровода в двухэтажном доме

Наиболее высокие требования к качеству труб для снабжения дома питьевой водой. Опасные вещества могут проникнуть в жидкость и навредить здоровью человека. Так переизбыток меди ведет к заболеванию циррозом печени, а повышенная концентрация железа — к отложению токсичных соединений в органах человека.

Основные характеристики — наружный (Дн), условный или номинальный(Ду или DN) диаметры, толщина стенки. Изделия диаметром 5-102 мм классифицируются как малоразмерные, 103-427 — средние, свыше — большемерные.

Параметры трубы

Водопроводные сети рассчитывают на определенный показатель давления:

• до 12 атмосфер — низкого давления;
• 12-25 — среднего;
• свыше 25 — высокого.

В квартирах или частных домах трубы должны выдерживать напор не менее 2 атм. Давление в системе внутреннего пожарного водопровода выше — до 10 атм.

Для передачи холодной воды используют трубы с пределом температурной устойчивости до +46°. Транспортировку более высокотемпературной среды осуществляют «горячие» трубопроводы.

На вопрос, какие трубы лучше использовать для водопровода, можно ответить, рассмотрев все варианты и взвесив достоинства или недостатки каждого.

Стальные водопроводные трубы

Стальные профили — традиционный материал для изготовления наружного и внутреннего водопровода. Они обладают механической прочностью и износоустойчивостью, воспринимают многократные нагрузки от перепадов давления или температуры в сети.

Профили изготавливают из углеродистой стали методом проката (холодного или горячего), фальцовки или сварки. Лист нарезают на полосы, выравнивают, сваривают по прямой или спиральной линии. Трубы испытывают на прочность при сплющивании и повышенном гидравлическом давлении.

Потребность в стальных трубах велика. Более 10% всего выпускаемого металла расходуется на производство этих изделий.

Трубы стальные электросварные

Стальные трубы применяют:

• для прокладки водо- или газопроводов;
• в промышленном и гражданском строительстве;
• при прокладке автомагистралей;
• в производстве судов, самолетов, автомобилей;
• в металлургической промышленности.

В ЖКХ конструкции используют для организации систем наружного и внутреннего водоснабжения, отопления. Для внешней прокладки применяют изделия сечением до 150 мм. При подборе диаметра трубы для холодного водопровода в частном доме нужно руководствоваться длиной коммуникации:

• до 10 м — 20 мм;
• до 30 м — 25 мм;
• более 30 м — 32 мм.

Систему собирают сваркой или с помощью фитингов. Для резьбовых соединений производят разнообразные комплектующие.

Главный недостаток стальных коммуникаций — неустойчивость к электрохимической коррозии.

Агрессивное действие почвенной влаги или транспортируемой жидкости постепенно разрушает металл, приводит к образованию отверстий в стенках, сквозных язв или питтингов.

Коррозия металла

Нормативный срок службы водопровода — стояка или подводки — из стальных труб не превышает 15 лет. На деле возможно действие деструктивных факторов, укорачивающих продолжительность эксплуатации. Например, холодная вода способствует более быстрой коррозии, чем горячая. Образование конденсата на поверхности трубопровода ускоряется из-за разности температур, что приводит к разрушению металла.

Чтобы избежать контакта водой и кислородом, воздействия блуждающих токов, поверхность материала покрывают защитным слоем из цинка или полимеров. В наружных сетях применяют протекторную катодную защиту.

Выбор трубы с учетом условий эксплуатации

Разводка водопроводной сети предназначена для подвода среды к сантехническим приборам. Основным параметром, который необходимо учитывать при выборе, является давление. В зависимости от материала изготовления его величина может меняться от 2,5 до 16 кг/см². Для внутреннего монтажа можно использовать без ограничений только металлические трубы. Полимерные и металлополимерные изделия имеют некоторые ограничения не только по давлению, но и по температуре транспортируемой среды.

Если монтаж системы проводится в частном доме, то хозяин вправе сам решать, какие трубы выбрать для водопровода. Чаще всего применяют полипропиленовые конструкции, имеющие резьбовые фитинги. Монтаж таких изделий можно выполнить самостоятельно.

Обустройство наружного водопровода проводится с использованием труб с наружным защитным покрытием для придачи материалу повышенных антикоррозионных свойств. В зависимости от температуры жидкости выбирается материал изделия. Чтобы решить, какие полипропиленовые трубы лучше использовать — низкотемпературные или рассчитанные на предельные температуры, надо помнить, что у последних срок службы в 2 раза меньше, чем у изделий с нормальной тепловой нагрузкой.

Для замены стальных углеродистых изделий на полимерные необходимо использовать вариант с расчетным давлением не ниже, чем у ранее применяемых.

Классификация водопроводных труб по материалу

Все трубы для подачи и отведения воды делятся на три основных класса:

1. Металлические трубы (чугунные, стальные, медные).
2. Полимерные трубы (пластик).
3. Металлопластиковые трубы (полимерные материалы комбинируются с металлом).

Каждый вид обладает своими преимуществами и своими недостатками, обусловленными физическими свойствами материала.

Трубы из металла

Виды труб для водопровода из пластика имеют большой срок службы.

1. Чугунный водопровод. Коммуникации из чугуна из-за хрупкости этого материала требуют особой осторожности при монтаже и транспортировке. Соединение и подгонка по размеру представляют серьезную трудность для монтажников. Хотя, по сравнению с водопроводами, изготовленными из стали, чугунные трубы служат дольше (по некоторым оценкам до 80 лет) и не так сильно «зарастают» изнутри, постепенно применение чугуна в устройстве водонапорных систем сокращается.
2. Стальные водопроводные трубы. Недостатком этого типа трубы считается ее небольшой срок службы – примерно 20 лет. Низкая коррозионная устойчивость с течением времени приводит к образованию внутри трубы ржавчины, которая существенно ухудшает качество питьевой воды, подаваемой в системе. Сниженная проходимость коммуникаций отрицательно влияет на затраты по подаче воды потребителю. В сравнении с Европой, стоимость подачи воды в нашей стране выше в 1,5 раза. Коррозия металла влечет за собой аварии и поломки в процессе использования стальных систем. Стоит отметить также высокую трудоемкость при монтаже и замене участков стального водопровода. Метод соединения таких труб – либо резьбовые переходники, либо сварочные соединения. Все это увеличивает затраты времени и стоимость работ по установке и обслуживанию таких систем, однако следует отдать должное высокой прочности и относительно низкой стоимости (по сравнению с медью) такого типа труб.
3. Медные трубы. Используются, как правило, только внутри помещений из-за высокой стоимости и специфики соединений. Такой тип трубы плохо совместим с оцинкованными стальными изделиями, а это усложняет их замену или ремонт (требуется помощь профессионала). Тем не менее долговечность медных водопроводов превосходит все другие металлические системы (эксплуатация без протеканий возможна целое столетие). У этого материала необычайно гладкая внутренняя поверхность и, как следствие, нет коррозионного «зарастания» и снижения пропускной способности. Отсутствие коррозии сохраняет чистой питьевую воду и делает такой вид трубы весьма популярным при установке систем как горячего и холодного водоснабжения, так и отопительных систем.

Трубы из полимерных материалов

Такие трубы на сегодняшний день наиболее часто применяются в системах водоснабжения во всем мире. Чем обусловлена такая популярность? Рассмотрим основные преимущества этих видов труб:

• срок службы очень продолжительный (пластик не разрушается столетиями);
• гладкая внутренняя поверхность не способствует «зарастанию»;
• низкая звукопроводимость пластика уменьшает характерный для водопроводов шум;
• качество воды не ухудшается, потому что отсутствует коррозия;
• материал легкий, поэтому транспортировка и монтажные работы имеют низкую себестоимость (сборка осуществляется методом простой резки и последующего соединения при помощи пайки или фитингов);
• высокая прочность;
• низкая стоимость самих труб;
• эти достоинства побуждают специалистов охотно проектировать сети с полимерными типами труб;
• справедливости ради стоит отметить некоторые недостатки, которыми обладают виды из полимерных материалов:
• при увеличении температуры наблюдается повышенный коэффициент изменения в размерах изделия;
• диффузия (проникновение) кислорода через стенки труб, влияющие на качество эксплуатации.

Разновидности полимерных труб

Соединение труб должно быть максимально герметичным.

1. Поливинилхлоридная (ПВХ) труба – используется как для внутренних коммуникаций, так и для наружных. Экономичный вариант, обусловленный низкой себестоимостью изделий.
2. Труба из полипропилена – широко используется не только для водопроводных систем, но и для канализации, отопления, полива.
3. Полиэтиленовые трубы – применяют в сейсмически активных зонах (например, в Японии), потому что полиэтилен очень эластичный и может растягиваться до 7% своего объема, не разрушаясь. Это же свойство делает незаменимыми полиэтиленовые системы в условиях низких температур и при гидроударах.
4. Трубы из сшитого полиэтилена (РЕХ) – применяется полиэтилен, изготовленный под воздействием высокого давления. Материал имеет улучшенные характеристики по устойчивости к высоким температурам и нагрузкам. Используется в горячем водоснабжении и в отоплении (в том числе для «теплых» полов).

Трубы металлопластиковые (РЕХ-AL-РЕХ)

Эта разновидность труб все чаще находит применение, так как, благодаря армированию обычной полиэтиленовой трубы алюминием, значительно улучшается его защита от диффузии, устойчивость к высокому давлению (10 бар), высокой температуре (до 95°) и деформации.

Хотя у этого вида стоимость несколько выше, чем у обычных пластиковых труб, но качественные характеристики делают эти изделия незаменимыми при возведении открытых систем.