PPR パイプ: その意味、用途、高温性能

PPR の略 ポリプロピレンランダムコポリマー — 熱可塑性パイプ材料の一種で、世界中の住宅および商業用配管で最も広く使用されている配管ソリューションの 1 つとなっています。 PPR パイプは、温水システムと冷水システムの両方を確実に処理できる能力で特に評価されています。 連続動作温度は最大 70°C (158°F)、短期許容範囲は最大 95°C (203°F) 。新設または改修用のパイプ材料を評価している場合、PPR は耐熱性、化学的安定性、長い耐用年数、設置の容易さの魅力的な組み合わせを提供します。

PPR の略: 説明されたマテリアル

完全な形状であるポリプロピレン ランダム コポリマーは、その材料が分子レベルで何であるかを正確に示します。ポリプロピレンは広く使用されているプラ​​スチックポリマーです。 「ランダムコポリマー」の部分は、重合中にエチレン分子がブロックを形成するのではなく、ポリプロピレン鎖内にどのようにランダムに分布するかを指します。

このランダムな分子配列は細かい点ではなく、標準的なホモポリマー ポリプロピレン (PP-H) やブロック コポリマー ポリプロピレン (PP-B) に比べて PPR に重要な性能上の利点を与えているのです。

• 優れた柔軟性と耐衝撃性 PP-H と比較して、設置中や低温条件下でも脆くなりません。
• より高い長期静水圧強度 PP-B よりも優れた圧力保持力を数十年にわたって実現します。
• 表面の平滑性が向上し、バイオフィルムの蓄積を軽減し、水の流れの効率を維持します。
• 規定の温度/圧力制限内で飲料水と温水の両方の循環システムに適しています

PPR パイプは、以下を含む国際規格に従って製造されています。 DIN 8077/8078 (ドイツ)、ISO 15874、および ASTM F2389 、ターゲット市場に応じて異なります。これらの規格は、壁厚クラス (SDR シリーズ)、圧力定格、およびテスト要件を定義します。

PPR パイプの高温耐性: 数値が実際に意味するもの

温度耐性は PPR パイプの性能特性を定義するものであり、温度、圧力、耐用年数の関係を理解することが重要です。これら 3 つの変数は直接相互作用するためです。

動作温度範囲

なぜ温度と圧力を一緒に考慮する必要があるのか

温度が上昇すると、圧力容量が増加します。 PPRパイプ 減少 — これはすべての熱可塑性プラスチックの特性です。 PN20 定格 PPR パイプ (20°C で 20 bar 定格) は、約 60℃で8～10バール 高温ではさらに定格を下げる必要があります。このため、設置業者は、1 つの要素だけではなく、システムの意図した温度と圧力条件に基づいて、適切なパイプ クラス (PN10、PN16、PN20、または PN25) を選択する必要があります。

70℃で連続運転する温水循環システムの場合、 PN20またはPN25クラスのパイプを推奨します 適切な安全マージンを維持するため。パイプ クラスの過少指定は、初期エラーにつながる最も一般的なインストール エラーの 1 つです。

PPR と他のパイプ材料の耐熱性の比較

PPR は、生の温度耐性ではリストのトップにはなりませんが、 標準的な家庭用温水および冷水システムの場合、その 70°C の天井は事実上すべての現実世界のユースケースをカバーします。 — 家庭用の温水が蛇口から 60°C を超えることはほとんどなく、ほとんどの建築基準法では火傷を防ぐために給湯器の制限値を 60°C に設定しています。

PPR パイプの種類と適切なクラスの選択方法

PPR パイプにはいくつかの圧力クラスがあり、それぞれ PN (圧力公称) 定格によって指定されます。 PNクラスになると肉厚が厚くなり、より高い圧力容量と向上した熱性能の両方が得られます。

• PN10 — 20°C で 10 bar の定格。冷水供給のみに適しています。薄肉で経済的です。
• PN16 — 20°C で 16 bar の定格。減圧下で60℃までの温水用途に使用できます。住宅の冷温システムやぬるま湯システムでよく見られます。
• PN20 — 20°C で 20 bar の定格。温水システム用に最も広く指定されているクラス。 70℃までの連続使用に適しています。
• PN25 — 20°C で 25 bar の定格。太陽熱システムや工業プロセスなどの高圧または高温の用途に推奨されます。最も厚い壁、最も高いコスト。

PPR パイプには、次のような特殊なバージョンもあります。 ガラス繊維強化 PPR (PPR-GF または PPR-C) これは、熱膨張を低減するためにガラス繊維の中間層を追加します。これは、標準的な PPR が 50°C の温度範囲で 1 メートルあたり最大 15 mm 膨張する可能性がある、長時間の温水運転において重要な利点です。

PPRパイプの一般的な用途

PPR は、耐熱性、化学的不活性性、溶融溶接による漏れ防止接合の組み合わせにより、幅広い用途に適しています。

• 住宅用配管 — アパート、ヴィラ、住宅の冷温水供給。 PPR の滑らかなボアはスケールの蓄積を防ぎ、長期間にわたって水質を維持します。
• 床暖房システム — PN20 またはグラスファイバー強化 PPR は、輻射床暖房回路の持続的な低温熱 (通常 35 ～ 55°C) を処理します。
• 産業用プロセス配管 — PPR は幅広い酸、アルカリ、塩に耐性があるため、温度と圧力の制限内での化学物質の輸送に適しています。
• 圧縮空気ライン — PN20 および PN25 PPR は、作業場および工場の圧縮空気システムで、通常は小さな直径 (20 ～ 63 mm) で使用されます。
• 太陽熱温水器システム — ガラス繊維強化 PPR (PPR-GF) は、熱膨張が低く、太陽光集熱器からの温度スパイクに対処できるため、ここでは特に使用されています。
• 飲料水の本管 — PPR は食品に安全であり、飲料水に化学物質が浸出せず、NSF 61 (北米) や KTW (ドイツ) などの国際的な飲料水認証を満たしています。

PPRパイプの接合方法：熱融着

PPR パイプの最も重要な実用上の利点の 1 つは、その接合方法です。 PPR の用途 ソケットフュージョン（ポリフュージョン）溶接 テフロンコーティングされたダイを備えた特殊な溶接ツールを使用して、パイプ端と継手ソケットの両方を同時に加熱し、次に一緒に押し付けて均一な結合を形成します。

このプロセスにより、次のようなジョイントが作成されます。 パイプ自体と同じかそれよりも強い — 接着剤、溶剤、機械的クランプは必要ありません。正しく行われた場合、PPR 融着ジョイントは永続的に漏れがなく、数十年の熱サイクルを経ても緩みません。

標準的な溶融溶接パラメータ

溶接コテの温度は次のように設定してください。 260°C (500°F) 標準 PPR フュージョン用。過熱または過小加熱は、接合部の破損の主な原因です。過熱すると材料が劣化しますが、熱が不十分だと、接合しているように見えても構造的完全性が欠けた冷たい接合部が生じます。

指定する前に知っておくべき PPR パイプの制限事項

PPR は優れたパイプ材料ですが、特定の用途では重大な制限があります。

• 紫外線感受性 — 標準 PPR は、時間が経つと直射日光にさらされると劣化します。屋外設置には、UV 安定化 PPR または保護絶縁被覆が必要です。
• 熱膨張 — 標準 PPR は約 温度変化 1 °C あたり 0.15 mm/メートル 。温度が 50°C 上昇すると、10 メートルの温水パイプは最大 75 mm 膨張します。これを管理するには、拡張ループまたはグラスファイバー強化パイプを使用する必要があります。
• 蒸気や非常に高温になる場所には適していません — PPR は、蒸気ラインや 95°C を超える用途には定格されていません。このような場合には、CPVC、銅、またはステンレス鋼を使用する必要があります。
• 銅よりも直径が大きい — 同じ流量の場合、PPR パイプの外径は銅よりわずかに大きいため、壁の空洞が密になったり、改修される可能性があります。
• 再溶接不可 — PPR 融着ジョイントが作成され、冷却されると、分解したり位置を変更したりすることはできません。間違いがある場合は、セクションを切り取って新しい継手と交換する必要があります。