Uploaded byPolskie Centrum Promocji Miedzi
Rura miedziana i z tworzywa sztucznego - porównanie
Rura miedziana w porównaniu do rury z tworzywa sztucznego
Rura miedziana i z tworzywa sztucznego - porównanie
- 1. Rura miedziana iz tworzywa sztucznego porównanie Akademia Miedzi 10.2009
- 2. Rura miedziana iz tworzywa sztucznego - porównanie Rodzaje rur miedzianych • Rury miedziane i z tworzyw sztucznych to materiał powszechnie stosowany w praktyce instalacyjnej. Należy jednak mieć na uwadze cechy którymi się charakteryzują, gdyż ma to wpływ na bezpieczeństwo, trwałość, niezawodn ość eksploatacji instalacji. • Opracowanie podparte badaniami przedstawia aspekty związane z zastosowaniem rur miedzianych oraz rur z tworzyw sztucznych: • • • • • PEX: sieciowany polietylen PE: polietylen PP: polipropylen PB: polibutylen Wielowarstwowy PEX: rura typu PEX/aluminium/PEX 2 | Rura miedziana i z tworzywa sztucznego – porównanie | 11.2009
- 3. Rura miedziana iz tworzywa sztucznego - porównanie Rodzaje rur miedzianych • Rury miedziane zajmują mniejszą ilość miejsca, co ułatwia ich montaż we wnękach i bruzdach. Dla porównania, aby uzyskać natężenie przepływu 185 l/h, należy zastosować następujące średnice rur : miedź PP polietylen PEX PB Wielowarstwowy PEX Średnica zewnętrzna 15 mm 26,8 mm 26,4 mm 17,4 mm 26,0 mm 24,6 mm Średnica wewnętrzna 13 mm 13 mm 13 mm 13 mm 13 mm 13 mm 3 | Rura miedziana i z tworzywa sztucznego – porównanie | 11.2009
- 4. Rura miedziana iz tworzywa sztucznego - porównanie Porównanie rozszerzalności cieplnej • Rura miedziana rozszerza się liniowo pod wpływem ciepła, w mniejszym stopniu niż rury z tworzyw sztucznych (np. dla rury o długości 5 mb, jest to 4,25 mm). Rozszerzalność liniowa mm / 5mb rury 37.50 40.00 40 30 17.50 20 • UWAGA: za punkt odniesienia przyjęto różnicę temperatur 0-50°, rura o przekroju 15x1mm. 4 | Rura miedziana i z tworzywa sztucznego – porównanie | 11.2009 10 0 4.25 6.25
- 5. Rura miedziana iz tworzywa sztucznego - porównanie Wydłużenie rur miedzianych • Mniejsze wydłużenie rur miedzianych jest korzystne, gdyż: • rury i złączki są poddane mniejszym naprężeniom, • konieczna jest mniejsza ilość elementów do kompensacji wydłużeń liniowych (ramiona elastyczne i inne), • łatwiej można uniknąć interferencji lub kolizji ze strony innych instalacji, • wymaga mniej przestrzeni by skompensować rozszerzalność liniową; większe odległości między podporami (mniej elementów mocujących). 5 | Rura miedziana i z tworzywa sztucznego – porównanie | 11.2009
- 6. Rura miedziana iz tworzywa sztucznego - porównanie Opory przepływu przez rury • Minimalny opór ścian instalacji podczas przepływu • Odporność na zużycie Chropowatość bezwzględna mm 0.016 0.014 0.012 0.01 0.008 0.006 0.004 0.002 0 0.015 0.005 0.007 0.015 0.007 0.0015 miedź tworzywa sztuczne 6 | Rura miedziana i z tworzywa sztucznego – porównanie | 11.2009 wielowarstwowy PEX Nowa instalacja Stara instalacja
- 7. Rura miedziana iz tworzywa sztucznego - porównanie Przekrój rur w instalacji • Zastosowanie rur miedzianych zapobiega utracie ciśnienia związanej ze zmniejszeniem przekroju rury. Plastikowe akcesoria instalacyjne mogą zmniejszać przekrój rury aż o 68%. instalacja z miedzi – przepływ 100% instalacja z tworzyw sztucznych typu A – przepływ 64% instalacja z tworzyw sztucznych typu BA – przepływ 68% 7 | Rura miedziana i z tworzywa sztucznego – porównanie | 11.2009
- 8. Rura miedziana iz tworzywa sztucznego - porównanie Odporność na wysokie temperatury • Miedź jest odporna na działanie Temperatura topnienia oC maksymalnych temperatur zarówno 1200 w trybie roboczym, jak i przy pożarze. 1083 C • Instalacja miedziana łączona lutem 1000 twardym może wytrzymać temperatury powyżej 450°C. 800 • Elementy konstrukcyjne budynków 600 mieszkalnych powinny przynajmniej spełniać wymogi przeciwpożarowe 400 określone dla klasy A2. Miedź zaliczona została do klasy A1 200 (europejska klasa A1 odpowiada klasie produktów niepalnych). 0 miedź 8 | Rura miedziana i z tworzywa sztucznego – porównanie | 11.2009 120 C tworzywa sztuczne
- 9. Rura miedziana iz tworzywa sztucznego - porównanie Odporność na wysokie temperatury • Biorąc pod uwagę wysoki poziom kwasowości oraz korozyjności kwasu chlorowodorowego, jego maksymalne stężenie w powietrzu, nie stanowiące zagrożenia dla organizmu ludzkiego, wynosi 7mg/m3. • Podczas spalania zaledwie jednego kilograma PCV wydziela się 250.000 mg kwasu chlorowodorowego. Miedź nie wydziela toksyn przy spalaniu. • Miedź zachowuje więc wysokie własności ogniotrwałe, dodatkowym zastosowaniem są więc instalacje tryskaczowe. 9 | Rura miedziana i z tworzywa sztucznego – porównanie | 11.2009
- 10. Rura miedziana iz tworzywa sztucznego - porównanie Odporność na zmiany ciśnienia i temperatury maksymalne ciśnienie robocze bar • Miedź jest wysoce wytrzymała na maksymalne ciśnienie pracy i odporna 300 na pęknięcia. 300 • UWAGA: przekrój rury miedzianej w stanie wyżarzonym 15x1mm, zakładana temperatura 20°C. 200 100 21 0 10 | Rura miedziana i z tworzywa sztucznego – porównanie | 11.2009 15 11 22 42
- 11. Rura miedziana iz tworzywa sztucznego - porównanie Odporna na skrajne ciśnienie i temperatury • Rury miedziane w porównaniu do rur wykonanych z tworzyw sztucznych są odporne na działanie skrajnych ciśnień i temperatur. Uszkodzenie na skutek mrozu. Rura PEX, będąca częścią domowej instalacji grzewczej i wody pitnej, zniszczona przez deformację tworzywa sztucznego. Deformacja i pęknięcie plastikowej rury w wyniku przegrzania połączonego ze wzrostem ciśnienia wewnętrznego. 11 | Rura miedziana i z tworzywa sztucznego – porównanie | 11.2009
- 12. Rura miedziana iz tworzywa sztucznego - porównanie Żywotność instalacji • Rury z miedzi są odporne na zużycie w przeciwieństwie do rur z tworzyw sztucznych, dla których okres pracy silnie zależy od temperatur roboczych. Rodzaj instalacji temp. pracy czas pracy (lata) temp maks. czas pracy (lata) temp. awarii* czas pracy w temp. awarii (h) CWU do 60°C 49 80°C 1 100°C 100 Ogrzewanie podłogowe 40°C 25 50°C 4,5 65°C 100 60°C 25 70°C 2,5 100°C 100 Ogrzewanie grzejnikowe Tworzywa sztuczne 60°C 20°C 14 90°C 1 100°C 100 80°C 10 90°C 1 100°C 100 Rodzaj instalacji temp. pracy czas pracy (lata) temp maks. czas pracy (lata) temp. awarii* czas pracy w temp. awarii (h) CWU do 60°C nieograniczony 80°C nieograniczony 100°C nieograniczony Ogrzewanie podłogowe 60°C nieograniczony 80°C nieograniczony 100°C nieograniczony Ogrzewanie grzejnikowe miedź 60°C 80°C nieograniczony 90°C nieograniczony 100°C nieograniczony * temperatura awarii – dot. okresów awarii instalacji, w których może nastąpić wzrost temperatury do wartości awaryjnej 12 | Rura miedziana i z tworzywa sztucznego – porównanie | 11.2009
- 13. Rura miedziana iz tworzywa sztucznego - porównanie Żywotność instalacji • Efekt starzenia się: • Rura do wody ciepłej, PP typ 3, 16x2,7 mm. Rozpad struktur makromolekularnych w wyniku starzenia się. Skaryfikacja wewnętrznej powierzchni rury z powodu pojawiających się pęknięć. • Wewnętrzna powierzchnia rury PCV przedarta na skutek starzenia się materiału. 13 | Rura miedziana i z tworzywa sztucznego – porównanie | 11.2009
- 14. Rura miedziana iz tworzywa sztucznego - porównanie Żywotność instalacji • Efekt wydłużeń liniowych: • Uszkodzenie wielowarstwowej rury PEX spowodowane różnymi współczynnikami rozszerzalności liniowej jej komponentów. • Wewnętrzne oddzielenie się warstwy PEXU od aluminium i tworzenie się fałdy w następstwie kurczenia się poziomych odcinków instalacji. Współczynnik rozszerzalności liniowej PEXU jest 10 razy wyższy od aluminium. 14 | Rura miedziana i z tworzywa sztucznego – porównanie | 11.2009
- 15. Rura miedziana iz tworzywa sztucznego - porównanie Żywotność instalacji • Efekt zużycia się: • Zużycie materiału wskutek nieskompensowanego wydłużenia liniowego. • Zewnętrzne pęknięcia w instalacji powstałe po 3-5 latach jej użytkowania pod wpływem naprzemiennych cyklów uginania się rury. 15 | Rura miedziana i z tworzywa sztucznego – porównanie | 11.2009
- 16. Rura miedziana iz tworzywa sztucznego - porównanie Żywotność instalacji • Odporność na korozję: • Tworzywa sztuczne dostarczają jednocześnie azotu i związków węgla, które są niezbędne do metabolizmu mikrobów i drobnoustrojów. Do pewnego stopnia korozja drobnoustrojowa może spowodować niewielkie ubytki, wgłębienia i pęknięcia materiału. Odspojenie się chemicznej warstwy ochronnej na skutek erozji rury do wody ciepłej PP typ 3, 16x2,7 mm. 16 | Rura miedziana i z tworzywa sztucznego – porównanie | 11.2009
- 17. Rura miedziana iz tworzywa sztucznego - porównanie Żywotność instalacji • Minimalna podatność miedzi na osadzanie się kamienia: • Warstwa kamienia osadza się we wszystkich typach instalacji hydraulicznych bez wyjątku i bez względu na materiał z którego są wykonane, również w tych z tworzyw sztucznych. • Elektryczność statyczna wytwarzana wewnątrz rury z tworzywa sztucznego sprzyja i znacznie podnosi jej zdolność do przyciągania cząsteczek wapnia, tworząc nawet zatory z kamienia. Polipropylenowa rura do ciepłej wody z zaskorupiałym/inkrustowanym osadem z kamienia. 17 | Rura miedziana i z tworzywa sztucznego – porównanie | 11.2009
- 18. Rura miedziana iz tworzywa sztucznego - porównanie Wpływ na jakość wody • Miedź jest nieprzepuszczalna i odporna na większość szkodliwych czynników zewnętrznych. • Miedź nie powoduje zmian smaku, zapachu oraz wyglądu wody. • Miedź jest nieprzenikalna dla promieni UV, stanowi barierę antydyfuzyjną dla tlenu, jest nieprzepuszczalna dla większości zewnętrznych czynników chemicznych. • Miedź nie starzeje się, a jej skład chemiczny nie ulega zmianom, chroni przed korozją i nie sprzyja narastaniu materiału mikrobiologicznego. miedź Chłonność (pochłanianie wody w temperaturze 22°C) PEX wielowarstwowy PEX niechłonne 0,01 mg/d niechłonne 18 | Rura miedziana i z tworzywa sztucznego – porównanie | 11.2009
- 19. Rura miedziana iz tworzywa sztucznego - porównanie Działanie przeciwdrobnoustrojowe • W wyniku badań naukowych dowiedziono przeciwdrobnoustrojowego działania miedzi, która m.in. hamuje rozwój takich mikroorganizmów jak: • Escherichia Coli - pałeczka okrężnicy • Legionella Pneumophila - pałeczka Legionelli • flora bakteryjna występująca w środowisku wodnym: Actinomuicor elegans, Bacterium linens, Tuorolopsi utilis, Acromobacter Fischeri, Photobacterium Phosphoreum, Mercenaria mercenaria, Polio virus, Paramecium Caudatum, Compylobacter jejuni,Salmonella Entrica 19 | Rura miedziana i z tworzywa sztucznego – porównanie | 11.2009
- 20. Rura miedziana iz tworzywa sztucznego - porównanie Działanie przeciwdrobnoustrojowe • Płytki Petriego zawierające miedź oraz PCV. Fotografie przedstawiają zachowanie się kolonii bakterii ze szczepu Escherichia Coli po 24h kontaktu z tymi substancjami. • Miedź zapobiega rozmnażaniu się bakterii. Tworzywa sztuczne są środowiskiem sprzyjającym namnażaniu się patogenów chorobotwórczych. 0h 20 | Rura miedziana i z tworzywa sztucznego – porównanie | 11.2009 24h
- 21. Rura miedziana iz tworzywa sztucznego - porównanie Działanie przeciwdrobnoustrojowe • Miedź nie sprzyja rozmnażaniu się pałeczek Legionelli w wodzie, ich poziom w rurach z PEXU jest dziesięciokrotnie wyższy. • CFU - jednostka tworzenia kolonii. • Dane pochodzą z biuletynu KIWA (Nr ref. KWR 02.090) opublikowanego w lutym 2003 r. częstość występowania pałeczek Legionelli w wodzie CFU 10000 8000 6000 4000 2000 0 miedź 21 | Rura miedziana i z tworzywa sztucznego – porównanie | 11.2009 tworzywa sztuczne
- 22. Rura miedziana iz tworzywa sztucznego - porównanie Działanie przeciwdrobnoustrojowe • Na powierzchni miedzi zaobserwowano mniejszą ilość biofilmu. Jest to jedyny materiał, na którym widoczna jest redukcja biofilmu po wstrząsie termicznym (wygrzewie antybakteryjnym). ilość ATP (pg/cm2) 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 miedź 22 | Rura miedziana i z tworzywa sztucznego – porównanie | 11.2009 tworzywa sztuczne
- 23. Rura miedziana iz tworzywa sztucznego - porównanie Działanie przeciwdrobnoustrojowe • Obecność pałeczek wywołujących chorobę legionistów w biofilmie jest 60 razy większa w przypadku powierzchni z PEXU niż z miedzi. liczba pałeczek Legionelli na jednostkę powierzchni pokrytej biofilmem (CFU/cm2) 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 miedź 23 | Rura miedziana i z tworzywa sztucznego – porównanie | 11.2009 tworzywa sztuczne
- 24. Rura miedziana iz tworzywa sztucznego - porównanie Miedź, a zdrowie • Stwierdzono obecność w wodzie ponad 30 lotnych związków organicznych (VOC) których źródłem (migracji) są materiały z tworzyw sztucznych (HDPE, PEX oraz PCV). Część z nich to związki zidentyfikowane w bazie danych CAS jako substancje toksyczne (patrz: międzynarodowa skala określająca stopień toksykologiczności związków). 24 | Rura miedziana i z tworzywa sztucznego – porównanie | 11.2009
- 25. Rura miedziana iz tworzywa sztucznego - porównanie Miedź, a zdrowie • Niektóre z tych substancji są odpowiedzialne za intensywną aktywność bakteryjną, która, poza innymi skutkami, jest przyczyną przykrego zapachu wody. Wreszcie, rosnący niepokój budzi również fakt gromadzenia się niektórych z tych substancji w organizmie, co może mieć szkodliwy wpływ na ludzkie zdrowie i prowadzić do tak poważnych schorzeń jak zaburzenia hormonalne. • Badania naukowe wskazują, że rury z tworzyw sztucznych wydzielają substancje organiczne, które powodują zmianę smaku, zapachu i jakości wody. 25 | Rura miedziana i z tworzywa sztucznego – porównanie | 11.2009
- 26. Rura miedziana iz tworzywa sztucznego - porównanie Miedź, a zdrowie • Koncentracja miedzi we krwi zdrowego człowieka waha się pomiędzy 1,1 a 5 mg/l. Organizm niemowląt potrzebuje trzy razy tyle. • Miedź jest pierwiastkiem śladowym niezbędnym do prawidłowego funkcjonowania wielu podstawowych organów. • Światowa Organizacja Zdrowia informuje, że istnieje większe ryzyko występowania problemów zdrowotnych związanych z niedoborem miedzi aniżeli z jej nadmiarem w organizmie. 26 | Rura miedziana i z tworzywa sztucznego – porównanie | 11.2009
- 27. Rura miedziana iz tworzywa sztucznego - porównanie Miedź, a zdrowie • Miedź jest metalem naturalnie występującym w skorupie ziemskiej i zasobach wodnych, z których korzysta człowiek, co nie stanowi żadnego zagrożenia dla zdrowia ludzkiego. • Zalecane jest dzienne spożycie 2/3 mg żelaza oraz miedzi w celach zdrowotnych. 27 | Rura miedziana i z tworzywa sztucznego – porównanie | 11.2009
- 28. Rura miedziana iz tworzywa sztucznego - porównanie Wytwarzanie i przetwarzanie materiału - porównanie Etap cyklu życiowego miedź PEX Źródło surowca surowce mineralne / wtórne Przetwarzanie surowca rafinowanie Produkcja rury wytłaczanie, laminowanie, ciągnienie wytłaczanie Produkcja złączek odlewanie / renowacja formowanie wtryskowe / odlewanie / renowacja Rodzaj połączeń spawane, zaciskowe, gwintowane spawane, zaciskowe, klejone Cykl życia instalacji nieograniczony ograniczony ze względu na warunki konstrukcyjne i eksploatacyjne Ponowne wykorzystanie w tym samym celu tak ograniczone 28 | Rura miedziana i z tworzywa sztucznego – porównanie | 11.2009 wydobycie ropy naftowej rafinowanie / rozpad katalityczny
- 29. Akademia Miedzi Polskie CentrumPromocji Miedzi ul. św. Mikołaja 8-11 50-125 Wrocław Tel.: +48 (71) 78 12 502 E-mail: pcpm@copperalliance.pl www.copperalliance.pl 2 9 | Presentation title and date