VALTEC, З’єднувачі для металополімерних труб VALTEC VTm
З'єднання металополімерних труб (МПТ) може здійснюватися за допомогою різних видів фітингів, найбільш поширені з яких представлені табл. 1 .
Таблиця 1. Типи фітингів для МПТ
Тип фітингів/виробник
Монтується ріжковими ключами. Використовуються різьбові фасонні частини. Багаторазове використання
Менш надійні, ніж цілісні. Не можна замонолічувати
Hewing, Walsir, NTM, Henco)
Монтується ріжковими ключами. Багаторазове використання
латунні без обтискного кільця (Demit, Metzerplas)
Монтується ріжковими ключами
Не можна замонолічувати. Одноразове використання
Можна замонолічувати. Надійніше за складові
Вимагають спеціального інструменту. Одноразове використання
Вимагають спеціального інструменту. Одноразове використання. Матеріал старіє
Можна замонолічувати. Використовуються різьбові фасонні частини
Вимагають спеціального інструменту. Одноразове використання Менш надійні, ніж цілісні
фітинги з прямим запресуванням без гільзи (Geberit)
Можна замонолічувати. Не потрібна гільза
Труба дорога через товстий шар алюмінію. Міцність з'єднання нижче, ніж при сталевій гільзі
Можна замонолічувати. Низькі втрати тиску
Вимагають спеціального інструменту. З'являється ослаблений переріз труби
Можна замонолічувати. Низькі втрати тиску
Вимагають спеціального інструменту. З'являється ослаблений переріз труби. Матеріал старіє
PPSU з латунною гільзою (TECE)
Можна замонолічувати. Низькі втрати тиску
Вимагають спеціальногоінструмент. З'являється ослаблений переріз труби. Матеріал старіє
Інструмент не потрібний. Прискорений монтаж
Тиск трохи більше 6 бар. Не можна замонолічувати. Низька надійність. Матеріал старіє
Монтується шестигранним ключем. Низькі втрати тиску
Можливе прорізання внутрішнього шару. Не можна замонолічувати Ослаблений переріз труби
З'єднання за допомогою обтискних фітингів є найбільш доступним для більшості монтажників. Для його виконання потрібен мінімальний набір інструментів: два ріжкові ключі та калібр. Навіть незважаючи на те, що обтискне з'єднання є розбірним, тобто вимагає періодичного обслуговування (підтяжки гайки накидної), попит на обтискні фітинги в кілька разів перевищує попит на нероз'ємні з'єднувачі.
Для з'єднання труб VALTEC розроблено дві серії фітингів: обтискні – VTm.300 – та прес-фітинги – VTm.200. Літера «m» у маркуванні з'єднувачів – типове закінчення марки фітингів для металополімерних труб, від італійського слова «multistratо» (багатошарова).
Корпуси фітингів та накидні гайки обтискних з'єднувачів VTm виконані з латуні.
Латунь є подвійним або багатокомпонентним мідним сплавом, в якому основним легуючим компонентом є цинк. У порівнянні з міддю латунь має більш високу міцність і корозійну стійкість.
Залежно від частки цинку в латуні, вона може перебувати в різних фазових станах (табл. 2 ).
Таблиця 2. Фазові стани латунів, залежно від вмісту цинку
Кожен фазовий стан характеризується своїми електронно-кристалічними гратами. Характерні для чистої міді кубічні щільноупаковані (КПУ) грати (рис. 1, А) обумовлюють м'якість іковкість матеріалу. У латуні такі самі грати виявляється в -фазі. Для чистого цинку властива гексагональна щільноупакована (ГПУ) решітка (рис. 1, Г), що надає матеріалу твердість і крихкість. Цим характеризується стадія латуні. Кубічні об'ємно-центричні грати (ОЦК),рис. 1, Б,і кубічні гране-центричні грати (ГЦК),рис. 1,, відповідають β- і γ-фазам латуні.
Кожен з цих станів характеризується індивідуальними характеристиками міцності і температурними інтервалами для нагрівання під обробку тиском, рекристалізаційного відпалу і відпалу для зменшення залишкових напруг.
Мал. 2. Залежність показників міцності та пластичності латуні від вмісту цинку
Застосування різних добавок дозволяє отримувати латуні із заздалегідь заданими властивостями (табл. 3).
Таблиця 3. Вплив присадок та добавок на властивості латуні
Вплив на властивості латуні
Сприяє подрібненню зерна. Підвищує механічні та технологічні властивості. У крем'янистих латунях знижує антифрикційні властивості, зменшує корозійну стійкість.
Підвищує твердість та міцність, корозійну стійкість. Знижує пластичність
Підвищує механічні властивості
Підвищує твердість, міцність та корозійну стійкість. Знижує пластичність. Надає крихкості в холодному стані
Підвищує розчинність цинку у міді до повного зникнення -фази. Підвищує корозійну
Покращує податливість латуні токарної обробки та пресування
Підвищує антикорозійні та ливарні властивості
Захищає латунь від вимивання цинку в прісній воді та при високих температурах
Підвищує твердість,знижує пластичність. Прискорює зростання зерна
Приводить до руйнування латуні при гарячій та холодній обробці тиском
Погіршує всі властивості латуні
Крім ретельного вхідного аналізу вихідної сировини на заводі-виробнику, склад латуні контролюється на зразках готових виробів з кожної партії, що надходить в Україну. Контроль складу проводиться у Лабораторії комплексних випробувань елементів інженерних систем (ЛаКІЕЛІС, Санкт-Петербург).
Корпус та накидна гайка фітингів мають гальванопокриття із нікелю.
В даний час ряд фірм, що випускають фітинги для металопластикових труб, використовує так звану харчову латунь за стандартом DIN 17760 без зовнішнього захисного покриття, яка має позначення DZR (DeZincification Resistance - стійка до вимивання цинку). "Харчова" латунь виходить шляхом легування латуні нікелем, який ініціює повне розчинення цинку в міді та зникнення β-фази твердого розчину. Для цих цілей деякі фірми використовують латунь марки CW602N, проте наявність миш'яку в цій латуні викликає серйозні побоювання при використанні фітингів на водопроводі господарського питного призначення.
Фірма VALTEC не пішла шляхом використання «харчової» латуні з таких міркувань: легування латуні справді пов'язує цинк і запобігає його вимиванню, проте цей метод ніяк не захищає латунь від хімічної, електрохімічної, а головне – підшламової корозії. Адже й сама мідь за несприятливих умов може досить активно кородувати.
Виразкова корозія латуні найчастіше проявляється у місцях підвищеної турбулентності потоку: у зонах різкого зміни напрями потоку та зміни перерізу каналу. Адже саме ці зони і є у будь-якому фітингу.
Гальванічнепокриття латуні дозволяє захистити її від значно більшої кількості несприятливих впливів, ніж легування. Зокрема, нікелеве покриття відмінно захищає латунь від руйнування іонами хлору та аміаку. Нагадаємо, що хлорування води проводиться на водозабірних станціях для її знезараження, а аміак додається в процесі хімводопідготовки котлової води для зниження вмісту кисню.
Особливості конструкції корпусу
Якщо розглянути конструкцію звичайного різьбового згону в зборі, то його склад входять муфта і притискна гайка. Гайка притягується до муфти, тим самим впливаючи на ущільнювальний матеріал (стрічку ФУМ або льон) та повністю герметизуючи з'єднання.
У фітингах VTm з переходом на зовнішнє трубне різьблення роль притискної гайки грає спеціальний буртик (рис. 3). Він одночасно обмежує захід різьблення у з'єднувач у відповідь, оберігаючи обтискне кільце від зайвої деформації після змикання. Багато виробників такого буртика не роблять з міркувань економії металу. В результаті хід різьблення нічим не обмежується і якісне ущільнення з'єднання створити важко.
Для зручності монтажу на корпусі фітингів VTm є спеціальні майданчики під ріжковий ключ (рис. 4). Відстань між паралельними площинами двох таких майданчиків на протилежних сторонах фітинга відповідає стандартному розміру ріжкового ключа. Подібні майданчики є на виробах багатьох фірм, але на них зазвичай поміщають опуклі літери (товарний знак, діаметр), що виключає їх первісне призначення. У фітингів VTm літери на майданчиках не виступають за їх площиною.
Втоплені літери мають ще одне важливе призначення. На формооснастці, в якій виготовляються фітинги, ці літери- Випуклі. За ступенем зносу опуклих літер на оснастці можна будувати висновки про ступеня зносу форми. Таким чином, зменшення глибини літер на готовому виробі має сигналізувати про необхідність заміни оснастки.
Практично кожна форма розрахована на 100 000 циклів, після чого вона підлягає заміні.
Переваги навіть найкращого обтискного з'єднувача можуть звестися нанівець, якщо він укомплектований неякісними кільцями ущільнювачів. Вони неминуче порвуться ще на стадії монтажу і замість серйозного з'єднання вийдуть серйозні проблеми.
Завдання ущільнювальних кілець у фітингах для металополімерних труб – компенсувати ту мікроскопічну деформацію внутрішнього шару труби, яка виникає при перепадах температур середовища, що транспортується. У тому випадку, коли з'єднання починає «сльозитися» після переходу з гарячого середовища на холодне, можна з великим ступенем впевненості стверджувати, що причина полягає в неправильно підібраному ущільнювальних матеріалах кілець. Важливу роль відіграють показник твердості, питома вага гуми та еластичності по відскоку.
Твердість гуми характеризується опором втиску в гуму металевої голки або кульки (індентора) під дією зусилля стиснутої пружини або під дією вантажу. Для визначення твердості гуми застосовують різні твердоміри. Часто визначення твердості гуми використовується твердомір ТМ-2 (типу Шора), який маєпритуплену голку, пов'язану з пружиною, що знаходиться усередині приладу. Твердість визначається глибиною вдавлювання голки у зразок під дією стиснутої пружини при зіткненні площини основи приладу з поверхнею зразка (ГОСТ 263). Вдавлювання голки викликає пропорційне переміщення стрілки за шкалою приладу. Максимальна твердість, що відповідає твердості скла або металу, дорівнює 100 умовним одиницям. Гума в залежності від складу та ступеня вулканізації має твердість у межах від 40 до 90 умовних одиниць. Зі збільшенням вмісту наповнювачів та збільшенням тривалості вулканізації твердість підвищується; пом'якшувачі знижують твердість гуми.
Питома вага гуми характеризує якість її пресування та кількість наповнювача (сажі). «Рихла» слабопресована гума значно поступається за характеристиками міцності і релаксаційним властивостям матеріалу з більш високою щільністю (рис. 5).
Для прес-фітингів важливу роль також грає розташування ущільнювальних кілець на штуцері щодо зон обтискання прес-насадки.
Справа в тому, що пружні властивості будь-якого еластомеру не лінійні і носять різко виражений релаксаційний характер, тобто залежать від режиму навантаження, величини, часу, швидкості (або частоти), повторності деформацій та температури. Кільця ущільнювачів, що знаходяться в зоні обтиснення прес-насадки, працюють в набагато жорстких умовах навантаження, ніж такі ж кільця, розташовані поза зонами радіального обтиснення. Прискорена втрата такими ущільнювачами своїх еластичних властивостей з часом неминуча, що призведе до протікання.
Два кільця ущільнювачів на штуцері з'єднувачів VTm виготовлені з EPDM(етилен-пропілен-дієн-мономер, СКЕП, ethylene propylene diene monomer rubber). EPDM отримують кополімеризацією етилену з пропіленом і дієном на каталізаторі Циглера-Натта в розчині або надлишку поліпропілену. Чи не пластифікується. Вулканізується органічними пероксидами, сіркою чи фенолформальдегідними смолами.
Показники міцності та довговічності EPDM перевершують характеристики акрилонітрил-бутадієн-каучуку (нітрил-бутадієнова гума, NBR, пербунан), який застосовується більшістю відомих виробників фітингів (табл. 4).
Таблиця 4. Порівняльні характеристики EPDM та NBR