Choose your region

Kontakty | Slovakia
Menu

Časté otázky

Tu uvádzame najčastejšie otázky týkajúce sa plastových potrubných systémov:

  • Akú životnosť majú plasty?
    Častou námietkou proti použitiu plastov je ich "mladosť" a teda údajná nemožnosť doložiť, že vydržia plánovaných 50 alebo sto rokov.

    Áno - plasty sú relatívne mladým materiálom. Najstaršie PVC se vyrába zhruba od roku 1932, na výrobu rúr sa používa od roku 1935. Polyetylén se používa zhruba od tretiny päťdesiatych rokov minulého storočia.
    Ale: rúry, ktoré sa z tej doby - rok 1937- zachovali (uložením v sklade, ale predovšetkým odobrané z fungujúceho vodovodu v meste Steinfurt v Nemecku), boli v rokoch 1992 – 93 podrobené skúškam podľa súčasných noriem. Po „prežití“ viac ako päťdesiatich rokov v trvalom nasadení rúry zo Steinfurtu nielen splnili nároky týchto noriem, ale vykázali životnosť minimálne sto rokov pri tlaku 7 barov (merané podľa súčasných noriem).
    Podobne boli skúmané ďalšie rúry, a síce kanálové z PVC aj PE, po dobe prevádzky okolo 30 rokov, opäť s konštatovaním, že materiál nejaví známky deštrukcie, nadmernej abrazie alebo nepredpokladaného starnutia.
    Okrem toho dodnes prebiehajú v laboratóriách niektorých výrobcov rôzne skúšky životnosti rúr, začaté napríklad v päťdesiatych alebo šedesiatych rokoch minulého storočia.
    Ako vidíte, bola už päťdesiatročná životnosť prakticky doložená prinajmenšom pri PVC.
    Pritom stovky kilometrov ďalších plastových potrubí vo svete spoľahlivo slúžia po dobu 30 až 45 rokov…

    Podľa revidovaného návrhu európskej normy hEN 155 N 2429R sú rúry pre kanalizáciu spĺňajúce príslušné normy, (EN 1401-1, EN 13 476-1 atd.) považované za konštrukčné prvky s dlhou životnosťou, ktorá podľa prílohy A tejto normy uvádza 100 rokov.
  • Ako sa dá predpovedať životnosť plastov?
    Môžete namietať, že síce už máme fyzicky podloženú životnosť najstaršieho polyméru - PVC - ale ako to môžeme dokázať pre materiál mladší alebo dokonca v súčasnej dobe uvedený na trh? A ako vlastne boli zistené hodnoty v pevnostných izotermách?

    Začneme druhou otázkou. Pevnostné izotermy se dajú stanoviť tak, že sady rúr sú nasadené pri určitej teplote a rôznom tlaku (vyjadrené ako napätie v stene na jeden mm štvorcový). Rúry po určitej dobe prasknú a z každej hodnoty vznikne bod izotermy. Tak by sa jedna izoterma tvorila 50 alebo sto rokov. Pre praktické účely je teda potrebné nájsť iný postup, aj keď niektoré paralelné dlhodobé skúšky (ako je uvedené na inom mieste), podľa tohoto postupu stále prebiehajú.
    Starnutie zaťažovaných plastov totiž súvisí, jednoducho povedané, s pohybmi a daľším chovaním ich molekulárnych reťazcov. Zmeny možno urýchliť zvýšenou teplotou (väčšinou 80°C), a zvýšeným zaťažením. Vplyv času sa tak nahradí vplyvom teploty a vykoná sa prepočet získaných hodnôt na 20°C. (Všimnite si, že izotermy v grafoch majú podobný priebeh, len pevnosť a čas do porušenia sa znižujú s teplotou). Existujú matematické vzťahy (tzv. Arrheniové rovnice), ktoré popisujú túto takzvanú superpozíciu čas - teplota. Ich parametre sú dnes, vďaka radu nezávislých meraní, úplne spoľahlivo určené a na základe normovaných skrátených skúšok (väčšinou tisíc- a desatitisíc hodinových testov) sa podľa nich dá stanoviť izoterma. Tak je možné určiť časové chovanie nového materiálu pri normálnej teplote. Izotermy bežných materiálov sú publikované v príslušných normách. Doba fyzickej prevádzky „starých“ plastových rúr je však medzitým stále dlhšia a v rade z nich už vlastne došlo k praktickému potvrdeniu spoľahlivosti matematických výpočtov - nie prasknutím rúr, ale skôr tým, že rúry sú v poriadku, avšak skúšky na zbytkovú životnosť ukazujú väčšie či menšie opotrebenie.

    S pomocou pevnostných izoterm sa dá opísať aj chovanie materiálov pri zvýšenej teplote. To sa prakticky využíva napríklad pri projekcii vykurovania alebo rozvodov UK.
    V praxi sa normovaná dlhodobá pevnosť ešte koriguje (v princípe vlastne vždy znižuje) použitím tzv. bezpečnostného koeficientu K, ktorý berie do úvahy chovanie príslušného materiálu, nebezpečnosť média (napr. zemného plynu) a tiež špecifické podmienky prevádzky daného potrubia.

    Príklad: Tabuľka životnosti tlakových rúrk z PVC:


  • Ako sa dá spojiť lineárny polyetylén s rozvetveným?
    Zváranie sa, bohužiaľ, pri týchto dvoch materiáloch použiť nedá. Možným riešením je
    použitie mechanickej spojky, z ponuky Pipelife Slovakia, s.r.o., napríklad systém Plassim.
    Na stavbe sa nedá spoľahlivo rozpoznať druh materiálu rúr, pokiaľ druh materiálu nie je vyznačený priamo výrobcom. Preto použitie mechanickej spojky doporučujeme hlavne pri predlžovaní už existujúcich - starších prípojok, kedy nie je isté, aký materiál bol pôvodne použitý.
  • Ako vyzerá porovnanie životnosti plastov napríklad s liatinou?
    V materiáloch firiem ponúkajúcich liatinu sa dočítate pravdu o veľmi dobrej koróznej odolnosti šedej liatiny. Tento materiál je často aj po storočnej prevádzke nájdený v zachovalom stave. Vodovody z neho postavené, ktoré neboli vystavené pohybom zeminy, či inému namáhaniu, sú plne funkčné.

    Inak je ale šedá liatina materiál veľmi krehký, čo v prevádzke prinášalo havárie. Preto sa dnes vyrába takzvaná tvárna liatina. Je to materiál zhruba rovnako starý ako plasty (bol vyvinutý v 60 rokoch minulého storočia) a o jeho dlhodobom chovaní vieme teda asi rovnako ako o plastoch.To sa však vo väčšine tlačovín nedočítate, rovnako ako konštatovanie veľmi nízkej koróznej odolnosti tvárnej liatiny, ktorá je asi na úrovni obyčajnej ocele. Práve možnosť korózie je dôvodom, prečo se tvárna liatina musí zabezpečiť nánosom plastu alebo náterom zvonku a vystielkou z cementu alebo polyuretánu zvnútra (cement je napádaný agresívnymi vodami...). Konce rúr a poškodené miesta sú vystavené pôsobeniu dopravovaného média a chovajú sa potom ako neodolný materiál. Potrubia z tvárnej liatiny sa tiež neodporúčajú na miesta s agresívnou zeminou. Viacvrstvá rúra, vznikajúca niekoľkými výrobnými postupmi, je zraniteľnejšia pri výrobe (zabezpečenie súdržnosti materiálovo aj vlastnosťami rozdielnych vrstiev), doprave, ukladaní aj pri vlastnom používaní (separácia vrstiev). Rúry majú tenšie steny ako zodpovedajúce zo šedej liatiny, čo tiež znamená, že sú akoukoľvek koróziou ničené skôr.
  • Ako vyzerá starnutie plastových rúr?
    Pevnosť, ktorú materiál rúry bude mať po päťdesiatich alebo sto rokoch, sa dá vyčítať z pevnostnej izotermy daného materiálu. Pre túto konečnú (no nie vyššiu počiatočnú) hodnotu, zníženú podľa požadovaného stupňa bezpečnosti (viď ďalej), je počítaná odolnosť danej rúry. Je to napríklad výpočet pre zaťaženie vnútorným tlakom pri tlakových rúrach, pre zaťaženie zeminou pri kanálových rúrach a podobne. Pokiaľ je rúra následne prevádzkovaná so zaťažením menším alebo prerušovaným, jej životnosť sa predlžuje. Naopak, aj keď dôjde napríklad k dvoj- a viacnásobnému preťaženiu, neznamená to, že automaticky musí dôjsť k poruche - len sa v závislosti na dĺžke a intenzite preťaženia zníží jej životnosť. Vplyvy zaťaženia sa sčítajú, preto životnosť rúry môžu znížiť niektoré neplánované zaťaženia, spôsobené napríklad neodborným uložením alebo geologickými vplyvmi. Prejavom „dožitia“ zaťaženej rúry nie je jej rozpad, ale lokálne zlyhanie v dôsledku zoslabenia steny alebo napäťovej trhliny (časté poruchy môžu svedčiť o prekročení životnosti, podobne, ako pri korózne napadnutých rúrach z iných materiálov, hlavne kovových). Plánovaná životnosť plastov pre rúry je bežne 50 alebo 100 rokov, je ale možné vypočítať rúry pre vyššie zaťaženie a nižšiu životnosť, ale aj rúry na 200 rokov pri primerane nižšom zaťažení.
  • Hrdlové spoje deformovaných rúr sú údajne netesné.
    Vraveli sme, že v závislosti od podmienok sa plastové rúry môžu deformovať a že deformácie neznamenajú nebezpečenstvo pre ich životnosť a spoľahlivosť. Vyvstáva otázka, či hrdlový spoj dvoch plastových rúr s tesniacim krúžkom pri veľkej deformácii neprestáva tesniť.
    Praktické skúšky, predovšetkým kontroly dlhodobo uložených potrubí (Guldbaek, E., Výsledky 30 ročného výskumu chovania plastových potrubných systémov, (Nordisk Wavin) - prednáška na seminári Plastové potrubné systémy v inžinierskych sieťach Praha - Olomouc 1997), dokazujú, že ani pri silne deformovanom potrubí nedošlo k netesnostiam spojov.

    Pozrime sa teraz na hrdlový spoj zblízka. Je väčšinou tvorený hrdlom rúry, opatreným tesniacim krúžkom, na ktorý je v ňom vytvorená drážka, chrániaca ho pred vysunutím. Tesnenie zabezpečuje jazýčková časť krúžku, ktorá po zasunutí „ostrého“ konca (drieku) rúry nasledujúcej je pritlačená na jeho stenu. Pri iných systémoch (Pragma®, PP Jumbo) je hrdlo hladké a tesniaci krúžok je v drážke na konci rúry - funkcia je však rovnaká. Spoj oboch rúr je útvar, ktorý sa pri pôsobení sily deformuje ako celok, vrátane tesniaceho krúžku, ktorý zabezpečuje tesnosť aj v týchto podmienkach. Dokonca ani vychýlenie (vyosenie) rúr v hrdle neohrozí tesnosť spoja. Výnimka spojená s možným únikom transportovaného média môže nastať pri úplne netypickom ukladaní, napríklad keď driek rúry leží v niektorom smere pevne fixovaný a je silno zaťažený zo strany protiľahlej, pričom hrdlo zaťažené nie je. Vzhľadom k tomu, že spoj je mechanicky pevný útvar, deformácie jedného z aktérov (hrdla alebo drieku) sa prenášajú aj na druhého, takže ku vzniku „medzery“ medzi hrdlom a driekom môže aj v tomto nepriaznivom stave dôjsť len výnimočne, pri pôsobení veľmi vysokých síl. Pritom podmienky pokládky sú stanovené tak, že podobná situácia môže nastať len pri ich hrubom porušení.

    Teoretické informácie uvedené výššie sú predmetom skúšok potrubných systémov podľa príslušných noriem. Súčasťou schvaľovacieho procesu pre PVC kanalizačný potrubný systém pred jeho uvedením na trh je skúška tesnosti spojov za podmienok skúšky vodotesnosti kanalizácie (tlak 0,05 MPa - zodpovedá 5 m vodného stĺpca) pri simulovanej deformácii systému podľa ČSN EN 1277:
    1. skúška vodotesnosti nezaťaženého spoja
    2. skúška spoja, kde je hrdlo deformované o 5 % a driek o 10% a následne
    3. skúška spoja trubiek odklonených od priameho smeru.

    Spoľahlivosť hrdlového spoja aj v prípade pulzujúcich zaťažení (podtlaku aj pretlaku) pri PVC tlakovom potrubí dokazujú napr. merania publikované v SOVAK 3/99 (Debreczeni, Overovanie tesnosti hrdlového spoja potrubí … ). Zároveň je však potrebné poukázať na skutočnosť, že aj veľmi malé znečistenie pieskom v spoji môže jeho tesnosť ovplyvniť. To isté však platí pre spoje rúr z akýchkoľvek materiálov a pre väčšinu použití.

    Všeobecne najčastejšou príčinou netesností sú nečistoty v spoji a vysunutí (pri kanáloch v praxi dokonca aj vynechanie) krúžku pri montáži.
  • Je možné lepiť polyetylén a polypropylén?
    Nie. Tieto materiály, a tiež napríklad polybutén, sú pre bežné lepidlá príliš „mastné“. Dnes už síce existuje možnosť zlepiť ich za pomoci drahých sekundových a im podobných lepidiel, prípadne aj lepidiel iných, po predchádzajúcej úprave povrchu pomocou elektrickej korony. To sú však metódy pre bežnú prax nepoužiteľné, hlavne preto, že nie sú dlhodobo overené.
    Pre PE a PB preto zostáva spojovanie pomocou mechanických spojok alebo zvarovaním, pre polypropylénové zvislé odpady je tu ešte možnosť spojovania pomocou naformovaných hrdiel s tesnením.
  • Ktoré druhy polyetylénu sa dajú zvárať?
    Jedným z veľmi dôležitých spôsobov spojovania PE je zváranie. Jeho princípom je, podobne ako pri kovoch, uvedenie materiálu do plastického stavu a vyvodenie určitej spojovacej sily na nevyhnutnú dobu.

    Rozdielne chovanie molekúl pri teplote zvárania je príčinou nemožnosti vzájomne zvariť rPE a lPE. (môže se podariť vytvorenie útvaru, pripomínajúceho zvar, ale jeho pevnosť je nepoužiteľná).

    Naproti tomu PE 80 a PE 100 sú dve generácie druhovo rovnakého polyméru HDPE a je ich možné navzájom a prakticky bez zmien zvarovacích parametrov zvárať. Obmedzujúcimi faktormi sú jedine ustanovenia platné pre zváranie PE ako takého, teda napríklad zákaz spojovania rôznych priemerov, hrúbok stien a podobne.

    Rovnako nie je možné vytvoriť kvalitný zvar polyetylénu s polypropylénom.
  • Môžu plastové rúry krehnúť ?
    Rúry, nevystavené chemickým vplyvom, nemenia svoje vlastnosti. Dlhodobé pôsobenie chemikálií, ozón, pôsobenie iných oxidačných činidiel, UV žiarenia apod., môže spôsobiť zmeny štruktúry a spôsobiť skrehnutie a zvýšenú lámavosť.
    Plasty môžu krehnúť tiež účinkom zníženej teploty. Pri PVC krehnutie nastáva pri teplotách okolo 0°C a ďalej k nižším teplotám, kedy je potrebné s rúrami zaobchádzať opatrne. Pre polypropylén sa hranica krehnutia posúva pod - 20°C a u polyetylénu dokonca pod - 40°C. Na rozdiel od chemického skrehnutia je skrehnutie pri nízkej teplote javom stopercentne vratným.
  • Môžu plastové rúry časom mäknúť alebo sa samovoľne rozpadať?
    Z poklesu pevnosti plastov časom niektorí ľudia mylne vyvodzujú, že plastové rúry časom „mäknú“ alebo sa až roztečú alebo rozpadnú na prach. To nie je pravda : „tvrdosť“ materiálov, používaných na bežné rúry, sa vekom prakticky nemení. Rovnako tak nedochádza k ich rozpadu bez prítomnosti vplyvov UV žiarenia, ozónu (teda vplyvov, ktoré v zemi nepôsobia) a radu ďalších chemických látok. Jediným prejavom je znižovanie pevnosti pri dostatočne veľkom a hlavne trvalom mechanickom namáhaní. Prekročenie životnosti je dané okamihom, kedy toto napätie presiahne pevnosť materiálu. Až následne dochádza k porušeniu materiálu - môže dôjsť k zoslabnutiu steny až po jej zlyhanie v najtenšom mieste alebo môžu vznikať napäťové trhlinky a nakoniec môže trvale pôsobiace zaťaženie viesť až k miestnemu porušeniu rúry. Pri bežných pôdnych podmienkach a transportovaných médiách rovnako nedochádza k žiadnej chemickej degradácii rúr spojenej s uvoľňovaním škodlivín do vody, pôdy či ovzdušia.
  • Môžu plasty starnúť?
    Ak položíme vedľa seba do priestoru so suchým vzduchom kusy železa, betónu alebo kameňa a bežného plastu, a ponecháme ich v tme a za normálnej teploty, vydržia prakticky rovnako, temer nekonečne dlho. Pokiaľ bude vzduch vlhký, železo skoroduje. Ak necháme na túto skupinu dlhodobo pôsobiť slnečné svetlo s obsahom ultrafialových lúčov, dôjde pri väčšine plastov najprv k zmene farby a následne aj k zmene - väčšinou zhoršeniu - hodnôt fyzikálno-mechanických parametrov (tzv. fotochemická oxidácia). Pôsobenie chemikálií je už vecou značne individuálnou, pri základných plastoch (PVC, PE, PP apod.) sa cení predovšetkým odolnosť voči rade kyslých aj zásaditých látok. Rad plastických hmôt však neodolá napríklad dlhodobému pôsobeniu koncentrovaných, veľmi silných oxidačných činidiel (okrem iného ozónu), niektorých rozpúšťadiel a ropných látok.

    Plasty „starnú“ predovšetkým pri dlhodobom mechanickom namáhaní (tlakom, ťahom, ohybom apod.) Prejavom je pokles pevnostných parametrov - ale ak namáhanie ustane, ustane tiež zmena hodnôt.
    Pevnostné hodnoty sú pri jednotlivých plastoch rôzne a závislé na teplote. Ich časové zmeny, v závislosti na trvalom zaťažení (napätí), sú uvedené v grafoch (tzv. pevnostných izotermách), ktoré sú súčasťou noriem pre jednotlivé potrubné materiály. Tieto grafy sú publikované pre zaťaženie pôsobiace po dobu 50 rokov. Je uvedený príklad izotermy pre PVC:


  • Plastové rúry vraj neznášajú čistenie tlakovými vozidlami.
    Aj keď je vysokotlakové čistenie určite drastická metóda, odolnosť rúr proti tlaku používanému pri strojnom čistení v Nemecku, Rakúsku a inde (bežne 8 až 12 MPa, tj až 120 atmosfér!) je v praxi bežne dokazované (Fa Helmers - výrobca čisticej techniky, prevádzkovateľ kanalizácie v Stuttgarte - firma RAMO GmbH, fa IBAG). Skúšky úradu pre podzemné stavby mesta Zurych viedli k výsledku, že pri tlaku 10 MPa a prietoku 300 l/ min (v hadici tlakového vozidla) nie sú rúry z betónu, PVC a PEHD poškodené. V literatúre sú k dispozícii aj výsledky ďalších laboratórnych skúšok. Okrem iného boli tieto skúšky úspešne vykonávané aj s rúrami z produkcie Pipelife. (Podľa skúseností je však napríklad povrch narušených betónových rúr tlakom vody riadne „vymytý“ a poškodené rúry z betónu a kameniny sa môžu prepadnúť). Potreba čistenia plastových rúr je vzhľadom k ich hladkému vnútornému povrchu a veľmi malej prílnavosti nečistôt relatívne malá, rovnako prípadné usadeniny spôsobené napríklad malým spádom potrubia, možno z rúr ľahko vymyť a nie je treba používať vysoký tlak.

    K lokálnemu poškodeniu akýchkoľvek rúr pri uvedených tlakoch však môže dôjsť, pokiaľ by sa tryska čistiaceho nástroja na dlhú dobu zastavila a obsluha by neznížila tlak vody. V takom prípade by šlo o rezanie materiálu vodným lúčom, čo je metóda používaná aj na delenie žulových blokov.
  • Plasty sú vraj málo odolné proti oderu.Plasty sú vraj málo odolné proti oderu.
    Väčšina bežných plastov je pomerne mäkká, preto sa ich povrch relatívne ľahko poškriabe. Od tejto skutočnosti nie je ďaleko k úvahe, že pokiaľ bude pitná voda alebo splašky obsahovať piesok, bude sa pri jej prietoku odierať vnútorná stena rúry a veľmi skoro sa prederie.

    Lenže skutočnosť sa od tohto chovania značne odlišuje! Začneme príkladmi z praxe, kedy boli na dopravu suspenzií pevných (abrazivnych) látok vo vode málo odolné oceľové potrubia, a predovšetkým tvarovky na zmeny smeru, úspešne nahradené práve plastami (bane, priemyslové podniky). Potvrdzujú to (nielen) zahraničné skúsenosti s dlhodobo uloženým potrubím: po 24 rokoch kontrolované potrubie nevykázalo temer žiadny rozdiel v hrúbke steny, ktorou pretekali splašky a v hrúbke steny "nenamočenej" časti rúry / Guldbaek, E., Výsledky 30 ročného výskumu chovania plastových potrubných systémov/.
    Odolnosť zostáva zachovaná aj v prípade prietoku značne agresívnych médií obsahujúcich abrazívne látky. Použitie plastových vystielok pri rúrach z iných materiálov (liatina, betón) je takisto potvrdením priaznivých vlastností plastov.



    Pozrime sa tiež na reč skúšok - podľa takzvanej darmstadtskej metódy (DIN 19 565) sa dnes porovnávajú vlastnosti rôznych potrubných materiálov. Skúška simuluje podmienky v potrubí. Výsledky (úbytok hrúbky steny v milimetroch) pri niekoľkých druhoch materiálov potrubí vidíte v grafe. Všimnite si prosím odolnosť zvýrazneného polypropylénu – pochopíte jeho význam pri použití na výstavbu kanálov! V prípade rúr PP Master boli vhodným výberom druhu polypropylénu dosiahnuté ešte lepšie výsledky, len 0,2 mm /400000 zaťažovacích cyklov.

    Krátko o princípe metódy: rúra sa rozreže na dve polovice - korýtka. Korýtko sa na konci uzavrie a naplní stanoveným množstvom presne definovanej zmesi vody a piesku, ktorá má simulovať zloženie splavenín vyskytujúcich sa v mestských kanáloch. Následne se korýtko nakláňa o určený uhol s určenou frekvenciou tak, aby aj rýchlosť transportovaného abraziva zodpovedala praxi. Počet cyklov je niekoľko sto tisíc (bežne 400 000) a množstvo zeminy premiestnenej po stene rúry sa počíta na stovky ton. V závislosti od priemeru rúry ide o transportované množstvo:
    DN 250 .......................1800 ton (5400 kg/h)
    DN 600.........................2800 ton (8500 kg/h)

    Odolnosť proti oderu bola skúšaná tiež vo Švédsku. Podľa knihy L. E.Jansona, Plastic Pipes for Water Supply and Sewage Disposal, boli dosiahnuté nasledujúce hodnoty.



    Pri rovnakom zaťažení a úbytku hrúbky steny u rôznych rúr môže dôjsť k odlišnému relatívnemu nárastu napätia v stene. Vyskytli sa názory, že pri plastoch s pomerne tenkou stenou by mohlo ísť o významné zvýšenie. Nasledujúci graf nás však presvedčuje o opaku (východiskom sú hodnoty abrazie z predchádzajúceho grafu):



    Mimoriadne dobrú odolnosť voči oteru vykazuje spomenutý polypropylén a tiež nová generácia polyetylénu - typ PE 100. Všeobecne však možno povedať, že pre plnostenné plasty, ale ani pre relatívne tenké steny v úžlabí korugovaných plastových rúr, neznamenajú hodnoty nameraného úbytku materiálu steny, ani ním spôsobené zvýšenie napätia v prípade záťaže, významné ovplyvnenie životnosti rúr.

    Plastové rúry možno používať aj pri vysokých prepravných rýchlostiach, napr. podľa ČSN 75 6101 či ATV 110 (Nemecko) možno kanalizačné rúry používať pri rýchlostiach až 10 m/s. Je to hodnota veľmi vysoká a neznamená, že by sa mala bežne používať, skôr naznačuje, že ani veľké rýchlosti média plastovým rúram nevadia.
  • Prečo sa pri plastových rúrach neuvádza pevnosť v tlaku (vrcholová pevnosť)? Ako sa hodnotí odolnosť rúr proti deformácii?
    Pevnosť v tlaku je hodnota, ktorá sa stanovuje zaťažovaním tuhých rúr až po ich deštrukciu.
    Dosiahnuť deštrukciu plynulým zaťažovaním pri normálnych teplotách je však pri plastových rúrach z bežných materiálov prakticky nemožné. V prípade polyetylénu je dokonca jednou z metód, používanou pri opravách, práve stopercentné stlačenie trubky (až médium prestane prúdiť do opravovanej časti). Aj keď je PVC krehkejší materiál, tiež znáša stlačenie na 100 %.

    Za účelom porovnania odolnosti pružných rúr proti deformácii musel byť zvolený iný parameter. Je ním KRUHOVÁ TUHOSŤ, označovaná ako SN (niekedy tiež SR). Udáva sa v kN/m2 .

    Existuje niekoľko metód na stanovenie tohto parametra hoci sú postupy podobné (v zásade je to pomerne malá deformácia rúry a meranie sily k tomu potrebnej), vo výsledkoch sa tieto metódy môžu značne líšiť. Príčinou môže byť stanovenie podmienok skúšky (sila, deformácia), ako aj vlastná definícia kruhovej tuhosti (jednou je rúra charakterizovaná polomerom, inokedy priemerom). V Českej republike sa kruhová tuhosť bežne udáva podľa ČSN EN ISO 9969, dodnes však niektorí dodávatelia udávajú aj hodnoty podľa DIN 16 961. Rozdiel vo výsledkoch podľa týchto noriem sa prejavuje v tom, že kruhová tuhosť podľa ČSN číselne zodpovedá (veľmi zhruba) osemnásobnej kruhovej tuhosti podľa DIN (napríklad SN 4 kN/m2 ČSN = SR 32 kN/m2 DIN). Pri porovnaní hodnôt je teda dôležité vedieť, podľa ktorej normy je tuhosť uvedená.
    Vzhľadom na fakt, že tuhosť termoplastov vo všeobecnosti je nižšia ako tuhosť zeminy, je pri výpočtoch správania sa rúr v zemi rozhodujíci majoritný prvok, teda zemina. Pretože tuhosť zeminy je funkcia hutnenia, má stupeň zhutnenia zeminy rozhodujíci vplyv na namáhanie rúr počas používania a tým aj na ich výslednú deformáciu.
  • Pružné rúry sú vraj nevhodné na použitie v zemi, pretože se deformujú.
    Rúry z plastov sú vyrábané ako relativne tenkostenné. Rozhodne nie sú určené na to, aby sami niesli zaťaženie terénom alebo nad nimi prechádzajúcou dopravou. Ich pružnosť im však dovolí zniesť rôzne (vratné aj nevratné) preťaženia a pritom neprasknúť. Posúďte sami:

    Po zemi, ktorá sa skladá z drobných čiastočiek, môžu jazdiť aj ťažké vozidlá bez toho, aby sa do nej zaborili - podmienkou je, že tieto čiastočky sú vo vzájomnom dotyku a jedna se opiera o druhú, t.j. že došlo k zhutneniu zeminy. Taká zemina vykazuje vysokú nosnosť, dokonca aj keď nad ňou nie je zhotovená konštrukcia vozovky zo štrku, betónu alebo asfaltu (pokiaľ ale nedôjde k zmene vlastností, napríklad v dôsledku rozmočenia po daždi). Práve nosnosť dobre zhutnenej zeminy využívame pri použití plastových rúr. Rúra samotná unesie málo, pokiaľ sa však oprie o „pevnú“ zeminu, dokáže uniesť toľko, koľko zemina v jej okolí. Je len na človeku, ako umožní rúre využiť schopnosti zeminy.

    Ako sa teda chová taká pružná (poddajná) plastová rúra v zemi pri zaťažení:
    Opíšme si to na kanalizačných rúrach, pretože tie majú najmenšiu šírku stien a teda najmenšiu kruhovú tuhosť:
    Vertikálne zaťažená plastová rúra (zeminou, dopravou) sa dokáže deformovať (ovalizovať) a tak rozloží napätie aj do zložky horizontálnej - jednoducho sa oprie o svoje okolie. Pritom zemina nad rúrou môže sadať na dlhšiej dráhe ako zemina vedľa rúry. Časť hmotnosti zeminy nad rúrou je tak prenesená trecími silami čiastočiek zeminy mimo rúru - rúra sa ”zbavuje” zaťaženia a sama si zeminu po svojich bokoch ešte ”hutní”.

    Praktický dôsledok: chovanie rúry je ovplyvnené chovaním zeminy. Pre rúru samotnú je určujúcim parametrom maximálna dovolená deformácia (resp. maximálne prípustné ohybové napätie v jej stene), nie jej vlastná únosnosť (vyjadrená napríklad ako kruhová tuhosť). Ďaleko dôležitejšiu úlohu ako únosnosť hrá druh a stupeň zhutnenia obsypového materiálu, pretože na ňom záleží rozsah následného sadania zeminy a teda aj veľkosť deformácie rúry. Pokiaľ zeminu v okolí rúry pri ukladaní dobre zhutníme, dôjde následne len k minimálnej zmene priemeru rúry - konečná zmena je daná predovšetkým rozdielom sadnutí zeminy tesne po uložení a po následnom sadnutí danom konsolidáciou zeminy a napríklad zaťažením dopravou. Dobré hutnenie zeminy v ktoromkoľvek výkope pri jeho zasypávaní je nutné k preneseniu plánovaného zaťaženia temer vždy, a to aj keby v ňom žiadna rúra nebola, pretože nie je žiadúce prílišné sadnutie pôvodne nehutnenej zeminy až po určitej dobe.

    Na nasledujúcich obrázkoch je chovanie pružných rúr v ľavej časti.



    Úplne inak sa chovajú tuhé rúry, ako betón alebo kamenina. Na obrázkoch sú tuhé rúry v pravej časti: Rúra je ďaleko tuhšia ako zemina, preto stĺpec menej tuhej zeminy v okolí rúry sadá viac, ako stĺpec nad rúrou. Vertikálne zaťaženie „svojim“ stĺpcom rúra prenáša zase len vertikálne, ale je okrem dopravného zaťaženia a zaťaženia touto zeminou zaťažovaná ešte dodatočnou silou - silou vyvodzovanou sadajúcou zeminou na stranách rúry. Tá je prenášaná nad rúru vďaka treniu vrstiev zeminy. Na rozdiel od rúry pružnej teda tuhá rúra na seba koncentruje zaťaženie zeminou, pričom zostáva pri nesení tejto záťaže sama. Nedokáže se deformovať a nevyužije podporu okolia. Zemina v okolí rúry síce časť zaťaženia zhora nesie, viac si z nej však „berie“ rúra. (zemina sadne, zaťaženie ostane na rúre a potom záleží len na jej vlastnostiach, či dôjde k deštrukcii, či nie).

    Dôsledok: Rozhodujúcou veličinou je medza pevnosti rúry. Udáva sa medzná únosnosť pri vrcholovom zaťažení (vrcholová pevnosť). Najväčšie sily pôsobia v oblasti vrcholu rúry a od neho potom pod uhlami 90, 180 a 270°, čo, ako dokazujú kamerové zábery z tuhých potrubí, sú väčšinou tiež miesta častého poškodenia. Tieto rúry praskajú pri minimálnych zmenách priemeru, sú ale náchylné aj k radiálnym poruchám (zlomenie rúr). Pre celkovú kvalitu potrubia je nutné predovšetkým vysoké zhutnenie podkladu rúry v čo najväčšiom uhle uloženia (alebo obetónovanie), pretože práve podložie musí uniesť zaťaženie, ktoré mu rúra odovzdáva.

    V praxi se vyskytujú aj rúry, ktorých chovanie zodpovedá kombinácii oboch predchádzajúcich chovaní - tzv. čiastočne poddajné (rúry Pipelife Jumbo, tvárna liatina). Výsledné vlastnosti systému závisia jednak od tuhosti trubky, ako aj od vlastností obsypu.

    Z horeuvedeného, vyplýva aj nasledujúca „rovnica“:

    zaťaženie
    Deformácia = ___________________________

    tuhosť rúry + tuhosť zeminy

    Aj malá deformácia („ovalizácia“) pri tuhých rúrach znamená ich deštrukciu.

    Ak porovnáme chovanie oboch druhov potrubí, vidíme, že v miestach, kde kvôli jednorázovému preťaženiu tuhej rúry de facto existujú už natrvalo len vo forme črepov, dochádza v závislosti na stupni hutnenia okolia plastových rúr len ku vzniku väčších alebo menších vratných deformácií. Dlhodobo (preukázateľne 20 - 40 rokov) rúry z termoplastov znášajú deformácie aj okolo 25 - 30% bez poškodenia, zníženia životnosti alebo bez toho, aby došlo k netesnostiam v spojoch.

    Ako určujúca (zmluvná) hodnota v statických výpočtoch pri projektovaní uloženia sa uvádza maximálna dovolená deformácia, väčšinou do 10% vonkajšieho priemeru rúry. Je však na zákaznikovi - napríklad užívateľovi systému, aké deformácie pri statickom preverení projektovaného kanálu dovolí.

    Čo ešte prináša pružnosť rúr:

    Preťažené rúry z plastov sa môžu deformovať nielen priečne, ale aj pozdĺžne. A dokážu to ďalej aj ich hrdlové spoje - pri neplánovanom zaťažení sa vychyľujú ako články reťaze, bez toho, aby dochádzalo k netesnosti spojov. Vďaka pružnosti sa však ku spojom dostane len časť pôsobiacej sily. Tuhé rúry, pokiaľ pri preťažení neprasknú, vyrovnávajú pôsobenie celej sily, opäť ako reťaz, v jedinom možnom bode - hrdle. To môže prestať tesniť, je však krehké a často tiež praská. Oboje je zdôvodnením vyššieho výskytu netesných poškodených spojov tuhých rúr v porovnaní s plastovými rúrami. Dá sa to preukázať zo záznamov z kamerovej kontroly.
    Možnosť lokálnej deformácie je tiež jeden z dôvodov, prečo možno plastové rúry vyrábať vo väčších dĺžkach ako rúry z betónu alebo kameniny. (Príklad z prírody: chovanie rákosia a napríklad pevných dubov vo víchrici - v pomere k výške veľmi tenkej stonky rákosia sa v celej dĺžke postupne ohnú, ale nezlomia, pretože aj veľká sila sa rozdelí na tak malé „diely“, že ich subtílne steblo znesie. Mohutné duby sa neprehnú, preto sa sila sústredí do jedného bodu a môže byť taká veľká, že ju nevydrží ani mohutný dub – často sa zlomí alebo vyvráti.)

    Následujúci obrázok ukazuje závislosť deformácie pružných rúr od ich kruhovej tuhosti a tiež na prevedenom hutnení zeminy v ich okolí (bez hutnenia – s hutnením strednej kvality - pri dôslednom hutnení):


  • Uvoľňujú sa pri použití plastových rúr škodliviny do vody alebo do ovzdušia?
    Hneď na začiatku treba povedať, že ak nehorí, tak určite nie.

    Ale pekne postupne:

    Polyetylén (PE)

    je polymérny materiál, ku ktorému sa pri polymerizácii pridáva len nepatrné množstvo prísad, ktoré sa v reakcii väčšinou spotrebujú. Rovnako pri ďalšom spracovaní na rúry sú pridávané len farbivá so zaručenou neškodnosťou. Preto sa z PE neuvolňuje do vody, zeminy, ani ovzdušia žiadna zdraviu škodlivá látka. PE je vhodný pre styk s potravinami, živočíšnym aj rastlinným tkanivom.
    Polyetylén sa skladá len z atómov uhlíka a vodíka, preto pri jeho horení vzniká len voda a oxid uhličitý - s rovnakými dôsledkami ako pri horení iných látok - oxid uhličitý je nedýchateľný, ťažší ako vzduch a môže udusiť prítomné osoby. Pri nedostatočnom prístupe vzduchu vzniká - opäť podobne ako pri iných požiaroch - oxid uhličitý, ktorý môže spôsobiť otravu prítomných osôb.

    Polypropylén (PP)

    Možno charakterizovať rovnako ako PE a to isté možno povedať o ďaľšom potrubnom materiáli - polybutene (PB), ktorý sa v menšej miere tiež používa na výrobu potrubí.

    Polyvinylchlorid (PVC)

    je polymér v práškovej forme, ktorý je úplne nezávadný, zdraviu ani prostrediu neškodný. Pri teplotách spracovania na výrobky je však málo stabilný a musia sa k nemu pridávať takzvané stabilizátory. Staršie stabilizátory, ako aj farbivá, obsahovali kadmium. Tie boli nahradené stabilizátormi s obsahom olova - sú to olovnaté mydlá, ktorých sa pridáva v priemere 3%. O olove je známe, že ako ťažký kov môže mať nežiadúce účinky na ľudský organizmus, preto je na mieste otázka, či výrobky z PVC nepoškodzujú prostredie alebo zdravie. Pri spracovaní sa stabilizátor viaže na PVC a vzniká látka, ktorá pri pôsobení nielen pitnej vody, ale aj agresívnejších chemikálií, prakticky neuvoľňuje olovo (podobne ako olovnaté sklo). Preto je tiež možné použitie PVC rúr na prívod pitnej vody (a ako PE aj pre styk s organickým tkanivom). Podmienkou pre toto použitie je absolvovanie tzv. výluhových testov, podľa metodiky ministerstva zdravotníctva, ktoré sú dnes súčasťou certifikácie v skúšobniach (tzv. autorizovanej osoby), tj. zahrnuté v certifikáte, čo dnes nahradzuje prv vyžadovaný atest Hlavného hygienika ČR. Jeden švédsky výskumný ústav uzavrel porovnanie výluhu olova z PVC rúr s limitmi EU platnými pre keramické výrobky výrokom ”je rovnako bezpečné najesť sa z olovom stabilizovanej rúry ako z keramického taniera ”. Olovo se teda neuvolňuje do vody, PVC nie je nebezpečné ani pri styku s ovzduším či zeminou.
    Dnešný stav výskumu dovoľuje ponúkať na trhu stabilizátory bez olova, jednak na báze zinku a vápnika, čo sú kovy bez možných účinkov na organizmy, prípadne úplne nekovové. Zákazníci zatiaľ takto stabilizované rúry nepožadujú.

    Vyskytli sa názory, že z PVC sa v priebehu starnutia môže uvoľňovať karcinogénny monomér - vinylchlorid. V kapitole o starnutí plastov je vysvetlené, že bez chemických vplyvov nedochádza k štiepeniu reťazcov. Dokonca ani v prípade mechanického namáhania, ale hlavne ani v prípade pôsobenia chemikálií alebo dokonca zvýšených teplôt, kedy sa reťazce môžu skracovať, nedochádza až k rozkladu na monomér.

    Horenie: PVC obsahuje chlór, ktorý výrazne znižuje jeho horľavosť (je v kategórii ťažko zápalných materiálov, samouhasiteľných). Pri horení sa okrem oxidov uhlíka a vody uvolňuje ešte chlorovodík, ktorý zápachom upozorní na nebezpečie. Jeho koncentrácie na rozdiel od intenzity zápachu nie su vysoké, v uzavretých miestnostiach však chlorovodík pôsobí korozívne na kovy a hlavne na elektronické súčiastky.

    Ďalšia otázka, veľmi často a zbytočne medializovaná, je otázka polychlorovaných dibenzodioxinov a dibenzofuranov (PCDD a PCDF) - karcinogénnych látok, vznikajúcich pri eventuálnom horení PVC. Sú to totiž zlúčeniny, ktoré v koncentrácii rádovo 10 - 5 percent vznikajú pri horení všetkých látok a zmesí, v ktorých sa vyskytuje uhlík, vodík a chlór (teda. aj vo všetkých organických látkach, z ktorých ako významné menujme drevo, uhlie, benzín, výrazný je aj papier, ale predovšetkým rôzne odpadky - vrátane kuchynských zbytkov s obsahom soli). A to za pomerne nízkych teplôt - cca 300 - 700°C - teda za podmienok na skládkach alebo aj v lokálnych kúreniach v domácnostiach. Lesy a iné organické látky horeli (ale aj hnili, opäť za vzniku PCDD/PCDF) na Zemi od nepamäti. Sledovanie situácie v spaľovniach preukázalo, že PVC, aj keď obsahuje vysoké percento chlóru, nie je najvýznamnejším prispievateľom produkcie PCDD/PCDF. Najvýraznejšie zníženie produkcie dioxínov ľudstvo docieli obmedzením spaľovania všetkých prírodných látok, dokonca vrátane „ekologického“ dreva a slamy. Pretože se zaoberáme rúrami, je treba podotknúť, že na rozdiel od rôznych obalov a konštrukčných dielov, rúrami nekúria ani najväčší šialenci.

    Na záver pripomeňme, že ďalšia medializovaná „škodlivosť“ PVC v dôsledku obsahu zmäkčovadiel sa vôbec netýka potrubných materiálov, pretože sú vyrábané z nemäkčených PVC zmesí.
  • Čo je polyetylén typ 100 (PE 100) a v čom je lepší ako PE 80?
    Chemický priemysel dnes dokáže vyrábať polyméry s vopred definovanými vlastnosťami. Jedným z príkladov cielene vyrobeného polyméru je práve PE 100, ktorý je už treťou generáciou lineárneho polyetylénu (viď rozvetvený a lineárny PE) po PE 63 a PE 80.

    Veľmi dobré vlastnosti materiálu PE 100 pramenia v tzv. bimodálnom zložení polyméru - pomerne širokej distribúcii molekulovej hmotnosti s relatívne vysokým podielom dlhých polymérnych reťazcov, ktoré zapožičiavajú polyméru húževnatosť, ale aj reťazcov krátkych, ktoré mu dodávajú dobrú ohybnosť. Množstvo reťazcov so strednou dĺžkou je umelo potlačené.

    Od svojho predchodcu - PE 80, sa odlišuje predovšetkým vyššiou pevnosťou materiálu (viď MRS). MRS PE 80 je 8,0 MPa, PE 100 má MRS = 10 MPa (sú vyvinuté už aj nové typy - MRS 12,5 a 15). To dovoľuje použiť na rovnaký tlak rúry s nižšou hrúbkou steny a tým aj nižším hydraulickým odporom, alebo docieliť väčšiu bezpečnosť pri prevádzke.
    Vyššia bezpečnosť je tiež daná zvýšenou odolnosťou PE 100 voči tzv. rýchlemu šíreniu trhliny (RCP) a tiež pomalému šíreniu trhliny (SCG). Všetky uvedené vlastnosti zvyšujú kvaltu transportu médií pri zvýšenom tlaku, a to nielen pre vykurovacie plyny.

    Ďalšie vlastnosti už tak odlišné nie sú - PE 100 vykazuje väčšiu tuhosť rúr (ohýbanie je ťažšie) a pomerne nižší index toku taveniny. Vyššia je (pri PE 80 veľmi dobrá) odolnosť voči abrazii, čo sa cení napríklad pri doprave suspenzií pevných látok vo vode. Porovnateľná je chemická odolnosť oboch typov PE.
  • Čo je pomalé šírenie trhliny?
    PE 100 má lepšiu odolnosť voči SCG (Slow Crack Growth - pomalé šírenie trhliny), čo je prejav lokálneho zaťaženia v kombinácii s vnútorným pretlakom. Vada môže ľahšie vzniknúť na mieste vrypu, zvaru alebo napríklad po aplikácii stlačovacieho zariadenia. Pôsobením tlaku sa vonkajšie vlákno trubky predlžuje, pri znížení tlaku zase skracuje. Akákoľvek vada, napríklad vryp na povrchu, pri opakovaní tohto deja pôsobí ako iniciátor vzniku poruchy.
    Z vyššiej pevnosti, v kombinácii s väčšiou odolnosťou voči pôsobeniu vrypu, vyplýva vyššia odolnosť PE 100 proti korózii pri napätí v porovnaní s PE 80, ale aj menšia závislosť na poškodení povrchu rúr, napríklad pri hrubšej manipulácii na stavbe alebo pri dnes stále viac používaných bezvýkopových postupoch uloženia a renovácii potrubia.
  • Čo je rýchle šírenie trhliny?
    Nepriaznivým javom, ktorý sa, aj keď našťastie nie príliš často vyskytuje v rúrach so stlačeným plynným médiom (hlavne kovových, ale nie sú ušetrené ani plastové rúry), je tzv. Rýchle šírenie trhliny (RCP – Rapid Crack Propagation). Pôsobením vnútorného tlaku (energie plynu) sa trhlina, ktorá v trubke z nejakého dôvodu (náraz čakanom, mechanizmom, tlakový ráz) vznikla, šíri rýchlosťou blízkou rýchlosti zvuku, bez ohľadu na prítomné spoje a ich druh. Dĺžka praskliny môže dosiahnuť aj niekoľko stoviek metrov - zatiaľ bolo nameraných najviac 11 km pri oceli a 700 m pri PE. Ako prvý so zavedením skúšok RCP prišli plynári, ktorých médium sa v takej chvíli stáva veľmi nebezpečným. Jav sa však môže vyskytnúť aj u potrubí na tekuté médiá, v ktorých došlo k vytvoreniu plynových „káps". Zatiaľ najmenší priemer potrubia, kde k tomuto javu došlo, je 90 mm. RCP je veličina závislá tiež na teplote.
  • Čo je to lineárny a čo rozvetvený polyetylén?
    Polyetylén patrí medzi najstaršie polyméry, používané na výrobu potrubí (od päťdesiatych rokov). Postupy jeho výroby sa časom menili a s nimi došlo aj k postupnému zdokonaľovaniu materiálu.

    Starším vývojovým stupňom je takzvaný rozvetvený (nízkohustotný) polyetylén (používané skratky LDPE, PELD, rPE), ktorého molekulová štruktúra sa vyznačuje značným vetvením polymérnych reťazcov. Z dnešného pohľadu je rPE ako potrubný materiál dávno prekonaný, napriek tomu je v Slovenskej republike pomerne dosť používaný. Jeho materiálové vlastnosti nie sú ničím výnimočné (MRS je 3,2, maximálne 4 MPa) a rúry na určitý tlak musia mať veľmi hrubé steny.

    Novší typ je takzvaný lineárny (vysokohustotný) PE (používané zkratky HDPE, PEHD, lPE) s reťazcami bez vetvenia. Aj tento polymér prešiel postupným vývojom a dnes se vyskytuje na trhu v dvoch typoch - takzvanom type PE 80 a type PE 100. (MRS 8 a 10 MPa, viď ďalší bod FAQ), pričom jasné výhody novšieho PE 100 nakláňajú obľubu spotrebiteľov na jeho stranu.

    Pre porovnanie - hrúbka steny rúr na vodu:
    rPE 40 x 4,3 do 6 barov
    lPE PE 80 40 x 2,3 do 7,5 barov
    PE 100 40 x 2,4 do 10 barov
  • Čo je to MRS určitého materiálu?
    MRS - Minimum Required Strength (najmenšia požadovaná pevnosť) - charakterizuje strednú dlhodobú hydrostatickú pevnosť materiálu pri 20°C po dobu 50 rokov pri zaťažovaní vnútorným pretlakom vodou. Je to teda dôležitý údaj predovšetkým pre tlakové trubky. Hodnota je stanovená s dostatočnou rezervou s využitím štatistických metód a v žiadnom prípade neznamená, že po jej uplynutí trubky prasknú. Protože hodnota MRS je pre každý potrubný materiál iná, vychádza pre odlišné materiály s rovnakým SDR iná tlaková rada.

    Klasifikačné číslo materiálu je desaťnásobkom MRS vyjadreného v MPa. (PE 80, PE 100)
  • Čo znamená pri rúrach údaj SDR?
    Je zrejmé, že rúry väčšieho priemeru musia mať pri rovnakom tlaku väčšiu hrúbku steny. Pomer priemeru a hrúbky steny pritom zostáva rovnaký, čo nám udává veličina SDR.

    SDR - Standard Dimension Ratio (štandardný rozmerový pomer)-

    D
    SDR = --------
    t

    kde D je vonkajší priemer rúry, t = hrúbka steny

    SDR je veličina, ktorá určuje tlakovú radu tlakových rúr a kruhovú tuhosť kanalizačných rúr, doporučené rady sú stanovené v norme ISO 161-1 (SDR : 51 - 41 - 33 - 26 - -21 - 17,6 - 17 - 11).

    Niekedy se tiež používa veličina S (séria), definovaná ako
    SDR - 1
    S = -----------
    2
dandelion