Metall-Kunststoff-Rohre: Typen, technische Eigenschaften, Installationsmerkmale
In vielen Eigenschaften sind Metall-Kunststoff-Rohre ihren engsten Konkurrenten überlegen: Polymer-, Kupfer-, Gusseisen- und Stahlmaterialien für die Verlegung von Autobahnen. Ihre Eigenschaften sind insbesondere beim Bau einer Heizungsanlage von Bedeutung.
Damit ein Metall-Polymer-Verbundwerkstoff die vom Hersteller angegebenen Eigenschaften voll ausschöpfen kann, ist die Auswahl des richtigen Rohrtyps erforderlich. Es muss für die bevorstehenden Betriebsbedingungen geeignet sein und den Einbau erleichtern. In unserem Artikel erfahren Sie alles über Rohre aus Metall und Kunststoff sowie Hinweise zu deren Auswahl.
Der Inhalt des Artikels:
- Aufbau von Metall-Kunststoff-Verbundrohren
- Physikalische und technische Eigenschaften
- Leistung und Anwendungsbereich
- Auswahl an Metall- und Kunststoffprodukten
- Dekodierung von Produktionsmarkierungen
- Merkmale der Installation einer Metall-Kunststoff-Rohrleitung
- Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema
Aufbau von Metall-Kunststoff-Verbundrohren
Die Metall-Kunststoff-Rohrleitung erfreut sich aufgrund ihrer Kombination aus Metallfestigkeit und Festigkeit zunehmender Beliebtheit Flexibilität Polymer. Das Design von Verbundrohren ist ein mehrschichtiger „Kuchen“ aus Polymerschichten, die mit einer Aluminiumschicht verstärkt sind.
Die Symbiose von Kunststoff mit Metall sorgt für eine hohe mechanische Festigkeit, verhindert die Diffusion von Sauerstoff aus der Atmosphäre und minimiert die thermische Ausdehnung des Materials.
Der innere „Liner“ aus Polyethylen ist absolut glatt und sorgt so für einen ungehinderten Durchgang des Fördermediums und verhindert das Auftreten von Ablagerungen und Kalkablagerungen.Das Polymer ist beständig gegen aggressive Substanzen und korrodiert nicht.
Der Metallkern ist für die Steifigkeit des Produkts verantwortlich und erhöht die Temperaturbeständigkeit der Rohrleitung. Die Enden des Aluminiums werden durch Laserschweißen verbunden. Die Dicke der Aluminiumhülse beträgt 0,15–0,75 mm – dadurch hält sie häufigen Temperaturschwankungen und hohem Druck stand.
Die äußere Polymerschicht ist ein besonders langlebiger Kunststoff, beständig gegen mechanische Beschädigung, hohe Luftfeuchtigkeit und aggressive Reagenzien. Die Außenhülle reduziert die Intensität der Kondenswasserbildung an den Rohren.
Die anfänglichen Eigenschaften des Produkts werden maßgeblich durch die Art des verwendeten Polymers bestimmt:
- PEX - Polyethylen mit hoher Dichte;
- PE-RT – hitzebeständiges Polymer;
- PRO – Polyethylen;
- PP-R – Polypropylen.
Die Klebstoffzusammensetzung ist für die Festigkeit der gesamten Baugruppe verantwortlich. Die Hersteller stellen ihre eigenen patentierten Rezepte vor, die Inhaltsstoffe und das Verhältnis der Komponenten werden nicht beworben. Eine hochwertige Klebeschicht neutralisiert die Spannungen innerhalb der Struktur zwischen Polymer und Aluminium, verhindert Delamination und erhöht die Verschleißfestigkeit der Rohrleitung.
Physikalische und technische Eigenschaften
Die Eigenschaften von Metall-Kunststoff-Rohrleitungen hängen von den Abmessungen des Produkts (Durchmesser, Wandstärke), der Art des Polymers und dem Hersteller ab. Alle Indikatoren müssen jedoch den Standards GOST 18599 (2001), R-53630 (2009) und R-52134 (2003) entsprechen.
Allgemeine Anforderungen an Metall-Kunststoff-Netze nach GOST:
- Streckgrenze der heißen Kunststoffschicht – bis zu 0,3 g/10 Minuten;
- keine Delaminierung der Vorderkante bei Dehnung bis zu 10 %;
- Der minimal zulässige Widerstand gegen Delamination unter Belastung beträgt 15 N/cm, ohne Belastung – ab 50 N/cm;
- Vernetzung von Polyethylenschichten – ab 60 %;
- thermische Stabilität von Kunststoffbauteilen;
- der Grenzwert der Sauerstoffdurchlässigkeit beträgt bei einer Temperatur von +40°C 0,32 mg/m²*Tag, bei +80°C – 3,6 mg/m²*Tag;
- der Festigkeitsgrad der verwendeten Polymere liegt zwischen 8 und 12 MPa;
- Die anfängliche Fließtemperatur der Klebstoffzusammensetzung beträgt mindestens +120 °C.
GOST regelt auch Umweltparameter. Der Anteil flüchtiger Stoffe in Metall-Kunststoff-Rohren sollte 0,035 % nicht überschreiten.
Grundlegende gemittelte physikalische und technische Eigenschaften:
- Sortiment. Hersteller bieten Metall-Kunststoff-Formteile mit einem Innenquerschnitt von 14-60 mm und einer Wandstärke von 2-3 mm an. Die Länge der Bucht beträgt 50-200 m.
- Stärke. Bei seitlicher Belastung beträgt die Mindestzugfestigkeit 2880 N. Die Festigkeit von Metallschweiß- und Klebeverbindungen beträgt 57 und 70 N/mm².
- Hitzebeständigkeit. Der Verbundstoff behält seine Eigenschaften im Temperaturbereich von +95°C. Nehmen wir einen kurzfristigen Sprung auf +110°C an, bei -40°C gefriert der Thermoplast.
- Lineare Parameter. Der Biegeradius ist direkt proportional zum Durchmesser der Rohrleitung. Bei manueller Montage beträgt der Wert 80–125 mm, bei maschineller Montage (Rohrbieger oder Vorrichtung) 46–95 mm.
Die Druckgrenze im System hängt von der Temperatur des transportierten Mediums ab.
Bei Einhaltung der Passbetriebsstandards beträgt die Lebensdauer des Metallkunststoffs 50 Jahre. Beim Einsatz in „heißen“ Versorgungsnetzen (Kühlmitteltemperatur über 25-30°C) verkürzt sich die Betriebsdauer auf 25 Jahre.
Leistung und Anwendungsbereich
Die Struktur und die technischen Eigenschaften von Metall-Kunststoff bestimmten eine Reihe von Stärken der Verbundautobahn.
Zu den positiven Aspekten des Betriebs gehören:
- Korrosionsschutz – die Innenfläche rostet und verschlammt nicht;
- guter Durchsatz aufgrund des geringen hydraulischen Widerstands der Rohrleitung;
- chemische Inertheit gegenüber den meisten giftigen Substanzen und aggressiven Umgebungen;
- Flexibilität, die es ermöglicht, die Anzahl zu minimieren Verbinder und Eckstücke;
- Gasdichtheit – Elemente des Rohrleitungssystems (Heizkörper, Kessel, Pumpanlagen) sind vor den schädlichen Auswirkungen von Sauerstoff geschützt;
- Schallabsorption – leiser Flüssigkeitstransport entlang der Versorgungsleitungen;
- Verschleißfestigkeit, Benutzerfreundlichkeit und kein Bedarf an zusätzlicher Wartung.
Die Rohre sind leicht und daher einfach zu transportieren und zu installieren. Weitere Vorteile: Ästhetik, erschwingliche Kosten und praktisch abfallfreie Nutzung.
Neben den positiven Aspekten hat Metallkunststoff auch Nachteile:
- Unterschied in der Wärmeausdehnung. Kunststoff „passt“ sich schneller an Veränderungen der Wassertemperatur an als Aluminium. Dieser Unterschied wirkt sich negativ auf das Material aus – mit der Zeit werden die Verbindungen schwächer und die Gefahr von Undichtigkeiten steigt.
- Biegeanforderungen. Wiederholtes Biegen/Entbiegen oder einmaliges Biegen über die Norm hinaus kann zu einer Verformung der Schichten des Metall-Kunststoff-Formteils führen.
- Anfälligkeit gegenüber UV-Strahlen. Die äußere Polymerschicht verliert ihre Schutzeigenschaften bei längerer Einwirkung von ultravioletter Strahlung.
Die Metall-Polymer-Rohrleitung wird mit Klemmringverschraubungen installiert.
Diese Verformungen können durch Gefrieren des Kühlmittels im Rohr entstehen. Lösung des Problems: Isolieren der Hauptleitung bei der Installation oder Ersetzen des transportierten Wassers im Heizsystem durch Frostschutzwasser.
Die Leistungseigenschaften von Metall-Polymer-Rohren ermöglichen den Einsatz im Privat-, Industriebau und anderen Geschäftsbereichen.
Hauptanwendungen:
- Kommunikation von Wasserversorgungssystemen;
- Versorgung mit aggressiven Flüssigkeiten und Gasen in Landwirtschafts- und Industrieanlagen;
- Anordnung isolierter „Wasserböden“, auch zur Erwärmung des Bodens in Gewächshäusern;
- Isolierung von elektrischen Kabeln und Leitungen.
Metall-Kunststoff-Verbundarmaturen werden häufig beim Bau von Lüftungs-, Klimaanlagen- und Brunnenbewässerungssystemen eingesetzt.
Betriebseinschränkungen:
- Räumlichkeiten, die nach Brandschutznormen der Kategorie „G“ zugeordnet sind – es befinden sich Stoffe, deren Verarbeitung mit Wärmeentwicklung oder Funkenbildung einhergeht;
- Gebäude mit Wärmequellen, wenn deren Heiztemperatur 150 °C übersteigt;
- Zentralheizung mit „Einbau“ der Aufzugseinheit;
- bei Zufuhr von heißem Kühlmittel mit einem Arbeitsdruck von 10 bar oder mehr.
Der Einbau von Metall-Kunststoff-Komponenten in offene Versorgungsleitungen wird nicht empfohlen. Temperaturstöße und Betrieb bei kaltem Wetter führen zur Zerstörung der Pipeline.
Auswahl an Metall- und Kunststoffprodukten
Die Qualität und Betriebsbedingungen von Metall-Kunststoff-Produkten hängen von der Art der Polymerkomponente, der Größe, der Technologie zur Verbindung der Aluminiumhülse und der Zuverlässigkeit des Herstellers ab. Nach den aufgeführten Kriterien lässt sich das gesamte Rohrsortiment klassifizieren.
Art des verwendeten Polymers
Kunststoffe für die Rohrproduktion werden aufgrund ihrer Zusammensetzung üblicherweise in zwei Gruppen eingeteilt: Hoch- und Niederdruckpolymere.
Zur ersten Gruppe gehören:
- PEX- Vernetztes Polyethylen;
- PE-RT – hitzebeständiges Polymer.
PEX ist Polyethylen mit „vernetzten“ Molekülketten. Vernetzungen verwandeln eine lineare Struktur in eine stabile dreidimensionale Verbindung.
Diese Eigenschaft erhöht die Widerstandsfähigkeit von Rohrleitungen Wasserschlag.
Die Art der intermolekularen Bindungen wird durch den verwendeten Vernetzungskatalysator bestimmt:
- PEX-A. Durch die Behandlung von Polyethylen mit Peroxid entstehen neue Ketten im Inneren der Struktur. Der maximale „Firmware“-Level wird erreicht – bis zu 85 %. Vorteile: Erhaltung der Elastizität, hohe Festigkeit und ausgeprägtes molekulares „Gedächtnis“. Der Nachteil sind die hohen Kosten der Technologie und damit der hohe Preis der Rohre.
- PEX-B. Die optimale Alternative zu A-Links. Vernetzungstechnik mit Silan. Der Hauptvorteil liegt in der Reduzierung der Produktionskosten. Technologische Nuancen: Vernetzungsgrad - 65 %, verminderte Elastizität, strengere Beschränkungen beim Rohrbiegen. PEX-B-Polymere weisen einen langsamen Vernetzungsprozess auf – das Material verändert mit der Zeit seine ursprünglichen Eigenschaften.
- PEX-C. Bildung neuer Bindungen unter dem Einfluss von Elektronenstrahlung. Die Qualitätsparameter des Endprodukts sind denen von Rohren der PEX-A-Kategorie deutlich unterlegen. Plus - niedrige Kosten.
- PEX-D. Intermolekulare Bindungen sind das Ergebnis der Stickstoffbehandlung. PEX-D-Rohre können nicht mit ihren Gegenstücken konkurrieren und ihre Produktion wurde reduziert.
RE-RT-Rohre zeichnen sich durch eine langfristige thermische Beständigkeit aus. Thermisch stabiles Polyethylen verfügt über zahlreiche stabile intermolekulare Bindungen. Bei der Herstellung kommt die Technik kontrollierter Prozesse der räumlichen Bildung von Makromolekülen zum Einsatz.
Dank der hohen technischen Eigenschaften von Metall-Kunststoff-Rohren mit RE-RT-Polymer wurde ihr Anwendungsbereich erweitert. Die Hauptleitung hält Temperaturen bis +124°C stand und hat keine Angst vor dem Einfrieren.
Für den Einbau einer „kalten“ Rohrleitung eignen sich Modelle aus Polyethylen niedriger Dichte. Mögliche Bezeichnungen: PE-RS, PE, PEHD, HDPE. Materialeigenschaften:
- eine Temperatur von 70°C ist kritisch – die Rohre verformen sich;
- maximaler Systemdruck – 8-10 bar;
- Verschlechterung durch Sonneneinstrahlung.
Um das Budget für den Pipelinebau zu „kürzen“, wird ein Verbundwerkstoff aus Metall und Niederdruckpolymeren gewählt.
Rohrabmessungen: Durchmesser und Dicke der Bewehrung
Die Größe der Pipeline wird durch ihren Einsatzbereich bestimmt. Das Sortiment führender Hersteller umfasst Modifikationen mit einem Außendurchmesser von 16-50 mm.
Nachfolgend sind die Merkmale und Merkmale der Verwendung von Rohren mit einem Durchmesser von XX*YY aufgeführt, wobei XX der Außenquerschnitt und YY der Innendurchmesser ist.
16*12. Rohre werden hauptsächlich für die Gestaltung des Wasserkreislaufs (Wasserversorgung von Zählern, Mischern) und der Heizungsanlage des Hauses verwendet. Für die Hauptleitung können Produkte mit größerem Durchmesser verwendet werden.
20*16. Installation von „warmen Böden“ und Wasserversorgungssystemen. Die Armaturen haben im Vergleich zu früheren Analoga einen besseren Durchsatz, daher wird der Einbau empfohlen, wenn der Wasserdruck instabil ist.
26*20. Wandstärke – 3 mm.Diese Option wird vorzugsweise in einem Privathaus für autonome Systeme verwendet, wo es wichtig ist, für den Fall möglicher Druckunterbrechungen eine gewisse Reservekapazität bereitzustellen.
32*26. Die Abmessungen des Rohres ermöglichen den Einsatz als Steig- oder Hauptleitung für Niederdrucksysteme. Durch den großen Querschnitt erhöht sich das Volumen der Transporteinheit.
40*32. Dicke – 3,9 mm. Rohre werden bei der Verlegung langer Versorgungsnetze im Zivil- und Industriebau eingesetzt. Geeignet für Wasseraufbereitung, Klimaanlagen, individuelle und zentrale Wasserversorgungssysteme.
Die Dicke der Panzerschicht bestimmt die Festigkeit, Flexibilität und Wärmeleitfähigkeit der Rohre.
Bei der Auswahl werden folgende Nuancen berücksichtigt:
- je dicker die Aluminiumschicht, desto steifer die Rohrleitung;
- Die Selbstmontage ist bei Produkten mit einer Metallschicht von 0,15 bis 0,2 mm einfacher durchzuführen.
- Mit zunehmendem Bewehrungsanteil steigt der Verlust an Wärmeenergie beim Transport des Kühlmittels.
Für interne Hausarbeiten beträgt die optimale Größe der Verstärkungsschicht 0,3–0,5 mm.
Nuancen der Fertigungstechnologie
Es gibt zwei grundlegende Methoden zur Herstellung von Metall-Polymer-Rohren: Englisch und Schweizer. Der wesentliche Unterschied zwischen den Technologien besteht in der Anschlussmöglichkeit der Aluminiumhülse.
Von Vermarktern hört man oft von der Klassifizierung von Rohren in „nahtlos“ und „nahtlos“ je nach Herstellungstechnologie. Wenn man sich jedoch mit den Grundlagen der Produktion befasst, kann man verstehen, dass die Verbindungsnaht bei beiden Optionen vorhanden ist, der Unterschied liegt in der Ausführung.
Englische Technologie - Überlappungsschweißen. Aus einem Metallband wird ein Rohr geformt, die Ränder der „Hülse“ werden überlappend mit Ultraschall verschweißt. Auf die Außen- und Innenseite des Aluminiumrohrs werden gleichzeitig Leim- und Polymerschichten aufgetragen.
Schweizer Technologie – Stumpfschweißen. Produktionsschritte:
- Herstellung von Polymerrohren durch Extrusion.
- Auftragen von Klebstoff auf die Außenfläche des Kunststoffs.
- Bildung und „Aufrollen“ einer Metallschicht aus Aluminiumband.
- Durchgängiges Verkleben der Kanten des Verstärkungsmaterials durch Argon-Lichtbogen- oder Laserschweißen.
- Aufeinanderfolgendes Auftragen von Kleber und Polymer auf die Aluminiumoberfläche.
Der letzte Schritt ist das Abkühlen des fertigen Produkts.
Zusicherungen von Verkäufern „nahtloser“ Rohre über eine höhere Festigkeit im Vergleich zu „nahtlosen“ Rohren sollten nicht als Axiom angesehen werden. Schweißexperten wissen, dass die Festigkeit einer Überlappnaht immer höher ist als die einer Stumpfnaht.
Überprüfung der Hersteller: Qualität und Preisverhältnis
Eine informelle Bewertung der Hersteller von Metall-Polymer-Rohren wird von in- und ausländischen Unternehmen vorgelegt.
Valtec (Italien, Russland). Metall-Polymer-Rohrsysteme werden nach dem Organosilanid-Verfahren (PEX-b) hergestellt.Der Vernetzungsgrad der Arbeitsschicht beträgt 65 %, der der schützenden Außenschicht 55 %. Durch die Kombination der Eigenschaften konnte ein flexibles Material erhalten werden.
Ungefährer Preis eines Produkts 16*2 mm – 1 USD/m, 32*3 mm – 4,5 USD/m.
Henko (Belgien). Fünfschichtige Rohre, hergestellt mit „nahtloser“ Technologie. Bei der Herstellung wird vernetztes Polyethylen PEX-C verwendet, der Vernetzungsgrad beträgt 60 %. Es werden Rohre mit einem Durchmesser von 14–40 mm, einer Dicke von 2–3,5 mm und einer Spulenlänge von 5–200 m hergestellt.
Die durchschnittlichen Kosten für Rohrformstücke mit einem Querschnitt von 20 mm betragen 0,8 USD/m.
Oventrop (Deutschland). Das Unternehmen ist auf die Herstellung hitzebeständiger Rohre auf Basis von PE-RT-Polymeren spezialisiert. Aufgrund ihrer hervorragenden technischen und betrieblichen Eigenschaften gelten die Produkte als universell und werden in verschiedenen Bereichen des Bauwesens eingesetzt. Preis – ca. 1,2 USD/m.
Comap (Frankreich). Metall-Kunststoff-Rohrleitung unter Verwendung der Polymerverbindungen PEX-C und PEX-B. Die Produkte zeichnen sich durch absolute elektrochemische Stabilität und geringe Verschleißraten aus. Rohre der Multi-Skin-Serie absorbieren Geräusche gut und behalten eine vorgegebene Biegeform bei.
Nanoplast (Russland). Ein inländischer Hersteller hat die Produktion von Metall-Polymer-Rohren mit Schweizer Technologie aufgenommen. Eine Besonderheit des Produkts ist eine verstärkte Verstärkungsschicht (Metalldicke beträgt 0,3–0,55 mm).
Dekodierung von Produktionsmarkierungen
Die Kennzeichnung enthält grundlegende Informationen über die Eigenschaften und den Zweck der Rohrleitung. Die Reihenfolge der Werte kann von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich sein.
Standardbezeichnungen:
- Name des produzierenden Unternehmens;
- Produktionsstandard, Zertifikatsnummer;
- Art der verwendeten Materialien;
- Nennmaße;
- maximal zulässiger Druck;
- für den Transport geeignete Umgebung;
- zusätzliche Betriebsbedingungen (Temperatur).
Am Ende werden Chargennummer, Schichtnummer und Produktionsdatum angezeigt.
Merkmale der Installation einer Metall-Kunststoff-Rohrleitung
Der Zusammenbau der Hauptleitung aus Metall-Polymer-Rohren erfolgt mit drei Arten von Formstücken: abnehmbar, Kompressor, Pressfittings. Um Verbindungen durch Crimpen herzustellen, benötigen Sie Pressbacken, wodurch eine absolut dichte Einheit entsteht.
Der Anschluss von Rohren mittels Pressfittings erfolgt wie folgt:
Zusätzlich zu den herkömmlichen Crimpverbindungen wird bei der Arbeit mit Metall-Kunststoff-Rohren eine andere Technologie und Art von Fittings verwendet, die sogenannten Push-on-Fittings. Um in diesem Fall eine dichte Einheit zu bilden, wird neben einer Presszange auch ein Expander verwendet, der zum Aufweiten der Buchse dient. Diese Technik wird zur Montage von Systemen im Estrich oder mit Nuten verwendet.
Durch das Aufpressen einer Schiebehülse auf ein aufgeweitetes Rohr, das an einem Fitting montiert ist, lässt sich eine dichte Verbindung erzielen, für eine einmalige Montage ist es jedoch nicht immer ratsam, das gesamte Werkzeug zu kaufen.
Abnehmbare (Spannzangen-)Anschlüsse bestehen aus einem Körper, einer offenen Zwinge und einer Gummidichtung. Für den Anschluss an Haushaltsgeräte ist ein Gewinde vorgesehen.
Installationsvorgang:
- Markieren Sie die Einbaustelle und schneiden Sie das Rohr ab.
- Setzen Sie die Mutter und die Klemmhülse auf die Rohrleitung.
- Montieren Sie die Armatur und ziehen Sie die Mutter fest.
- Überprüfen Sie die Dichtheit der Verbindung.
Der Kompressoranschluss gilt als bedingt lösbar. Um eine Rohrleitung mit dieser Art von Fitting zu montieren, benötigen Sie ein Minimum an Werkzeug, ein paar Schraubenschlüssel genügen:
Die Montage der Beschläge ist einfach:
- Richten Sie die Rohrleitung am Montageort im Abstand von 10 cm aus.
- Schneiden Sie das Rohr gerade ab.
- Bearbeiten Sie die Enden, setzen Sie die Mutter und den Ring auf.
- Bedecken Sie den Schaft mit Dichtmittel und führen Sie ihn in das Rohr ein.
- Überwurfmutter festziehen.
Die zuverlässigste Verbindung in Montage von Metall-Kunststoff-Rohrleitungen wird durch den Einsatz von Pressfittings erreicht.Die Methode eignet sich optimal für die Installation versteckter Kommunikationsleitungen. Für die Installation der Rohrleitung benötigen Sie eine Pressmaschine, einen Kalibrator und Rohrschneider.
Sie erhalten wertvolle Tipps zum Crimpen von Metall-Kunststoff-Rohren. nächster Artikel, in dem alle Installationsnuancen detailliert analysiert werden.
Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema
Vergleich der Beständigkeit von Metall-Kunststoff- und Polypropylen-Leitungen gegenüber hohem Druck:
Schulungsvideo zur schrittweisen Installation einer Metall-Polymer-Rohrleitung mit Pressfittings:
Metall-Kunststoff-Rohre sind eine Symbiose der Vorteile beider Materialien. Die kombinierte Struktur erweitert den Anwendungsbereich von Metall-Polymer-Produkten in technischen Kommunikationssystemen verschiedener Baustellen. Starke Argumente dafür: Langlebigkeit und erschwinglicher Preis.
Möchten Sie uns erzählen, wie Sie Metall-Kunststoff-Rohre ausgewählt und mit Ihren eigenen Händen installiert haben? Haben Sie nützliche Informationen zur Installation oder Modernisierung von Kommunikationssystemen? Bitte schreiben Sie Kommentare in den Block unten, stellen Sie Fragen, teilen Sie nützliche Informationen und Fotos zum Thema des Artikels.