PPR パイプワーク: 意味、用途、商業用途

パイプにおける PPR の意味とそれが重要な理由

PPRはポリプロピレンランダムコポリマーの略です — ポリプロピレンポリマー鎖内にエチレンモノマーをランダムに分散させることによって生成される熱可塑性材料。この分子構造により、PPR パイプに独特の特性の組み合わせが与えられます。圧力下で温水と冷水の両方を処理し、化学的攻撃に耐性があり、接着剤や機械的な取り付けではなく熱融着によって接合されます。その結果、次のような配管システムが完成しました。 腐食のリスクがなく、スケールの蓄積がなく、接合部に漏れがありません 正しく取り付けられている場合。

PPR 配管は 1990 年代以来、ヨーロッパ、中東、アジアで広く採用されており、銅と鉄が伝統的に主流であった市場で商業および産業用配管での使用が着実に増加しています。 PPR とは何か、そして PPR で何ができるのか、何ができないのかを理解することは、新築または改修プロジェクトの配管オプションを評価する指定者、請負業者、施設管理者にとって不可欠です。

PPR パイプの圧力と温度定格の説明

PPRパイプ は、20°C での公称圧力定格によって分類され、PN (圧力公称) として表されます。商用配管で使用される最も一般的なクラスは、PN10、PN16、PN20、および PN25 です。動作温度が上昇すると、許容作動圧力が低下します。これは、温水および暖房システムの設計における重要な要素です。

標準 PPR パイプの最大連続使用温度は次のとおりです。 95℃ 、最大 110°C のピーク断続耐性を備えています。家庭用温水および低温加熱回路の典型的な 70°C の動作温度では、PN20 パイプは、ほとんどの商業ビルサービス用途に快適な安全マージンを提供します。

パイプ肉厚と SDR 分類

PPR パイプは、外径と肉厚の関係を表す標準寸法比 (SDR) によっても表されます。 SDR 数値が低いほど、直径に比べて壁が厚く、したがって圧力能力が高くなります。 SDR 6 は PN25、SDR 7.4 は PN20、SDR 9 は PN16、SDR 11 は PN10 に対応します。 PN と SDR の指定は両方とも高品質の PPR パイプのマーキングに表示されており、仕様を指定する前に必ず確認する必要があります。

PPR 配管の接合方法: 熱融着とそれが重要な理由

PPR 配管の設置の特徴を決定づけるのは、その接合方法です。 ソケット溶融溶接 、ポリフュージョンまたは熱融合とも呼ばれます。専用の溶接ツールがパイプ端と継手ソケットの両方を加熱します。 260℃と270℃ 同時に。両方の表面が適切な温度に達すると、それらは互いに押し付けられ、溶融したポリプロピレンが融合して単一の均質な接合部、つまり機械的界面のない実質的に 1 つの連続した材料を形成します。

この接合方法は、商業用配管にとって重要な実際的な結果をもたらします。

• 振動や熱サイクルによる接合部の故障なし: 圧縮継手やプッシュフィット接続とは異なり、融着継手は時間の経過とともに緩んだり疲労したりすることがないため、定期的に温度が変動する加熱および冷却システムに適しています。
• 化学薬品や溶剤は必要ありません: 溶剤溶接システム (PVC に使用) は作業環境に化学物質を導入するため、圧力試験の前に硬化時間を必要とします。 PPR 融着ジョイントは、冷却されるとすぐに構造的に完成します。パイプの直径に応じて、通常は 2 ～ 4 分以内です。
• 一貫した接合品質: 正しい滞留時間と温度が維持されている場合、通常は 加熱5秒、接合4秒 20 mm パイプの場合、直径に応じてスケールアップします。融着ジョイントは再現性が高く、はんだ付けまたはネジ接続よりも設置者のスキルに依存しません。
• 検査制限: 溶着継手の内部は完成後に目視で検査することができません。したがって、隠蔽または試運転の前に、完成したシステムの圧力テストが不可欠です。

大口径 PPR 用のバット フュージョン

より大きな直径の PPR パイプの場合 - 通常 63mm以上 — 突合せ融着溶接は、商業および産業用の配管における標準技術です。ソケット継手を使用するのではなく、パイプの端自体を平らな加熱プレート上で向かい合って加熱し、直接押し付けます。突合せ融合には、より充実した溶接機と設置者のより高度なトレーニングが必要ですが、最高のシステム圧力に耐えることができる継手を製造することができ、工業プロセスの配管用途では標準的な手法です。

商業ビルの PPR 配管: 使用される場所

商業用配管には、数十年にわたって一貫して機能し、汚染に強く、メンテナンスの停止と再起動に耐え、理想的には生涯にわたるメンテナンスコストを削減できる材料が必要です。 PPR パイプワークは、いくつかの主要な商業建築サービス アプリケーションにわたるこれらの要件すべてに対応します。

家庭用温水・冷水サービス (DHWS/DCWS)

PPR は、飲料水の承認、滑らかな内部ボア、石灰スケールと微生物バイオフィルムの両方に対する耐性を兼ね備えているため、ホテル、病院、オフィスビル、住宅開発における温水と冷水の供給に有力な候補となっています。滑らかな内部表面 — 粗さ係数は約 0.007mm 、0.0015 mm の経年劣化で銅よりも大幅に低い - 金属配管内の腐食や鉱物堆積物の蓄積によって引き起こされる進行性の制限なしに、システムの耐用年数を通じて流量効率を維持します。

冷暖房分配

70°C フロー / 50°C リターンで動作する低温加熱システム (LTHW)、冷水システム、およびファン コイル ユニット配管はすべて、商業ビルにおける一般的な PPR アプリケーションです。材料の低い熱伝導率 - 約 0.24W/m・K 380 W/m・K の銅と比較 - PPR 配管は、同等の熱損失性能を達成するために必要な断熱材が金属製の代替配管よりも少ないことを意味し、材料コストと設置時間の両方を削減します。

産業プロセスの配管

PPR は耐薬品性があるため、鉄鋼や銅系を腐食させる酸、アルカリ、プロセス化学薬品を扱う産業施設で広く使用されています。医薬品製造、食品および飲料の加工、プールの工場室 (高温の塩素処理水を扱う場所)、および化学処理施設ではすべて PPR 配管が使用されており、金属代替品では高価な合金や頻繁な交換が必要となります。

圧縮空気システム

PN25 定格の PPR パイプは、作業場、製造施設、商業ガレージでの圧縮空気の分配に使用されます。その滑らかなボアにより、長時間の運転での圧力降下が軽減され、内部腐食（鋼製圧縮空気システム内で空気圧ツールや機器に損傷を与える微粒子を生成する）がないため、高品質の設備には亜鉛メッキ鋼よりも適しています。 PPR 圧縮空気システムは、設置時に空気ではなく水または窒素で圧力テストを行う必要があります。 — プラスチック配管システムに特有の安全要件。

PPR と代替商用配管材料の比較

商用プロジェクトの配管を指定するには、代替案と直接比較する必要があります。 PPR は、用途に応じて、主に銅、炭素鋼、CPVC、架橋ポリエチレン (PEX) と競合します。

銅や鋼と比較した場合の PPR の最も重大な制限は、 高い熱膨張係数 — 温度変化は摂氏 1 度あたり 1 メートルあたり約 0.15 mm、銅の場合は 0.017 mm/m/°C です。周囲環境 20°C で 70°C の水を運ぶ 10 メートルの PPR 配管は、約 10 メートル膨張します。 75mm 。商用 PPR 設置では、拡張ループ、方向変更、正しく配置された固定サポートとスライド サポートを通じてこれを考慮する必要があります。これは、金属システムには存在しない複雑さを追加する設計要件です。

商用 PPR 配管の設計および設置要件

商業用配管設備は、家庭用システムよりも高い流量、より高いシステム圧力、より長い配管距離、より厳しい規制要件や試運転要件など、より厳しい条件下で稼働します。商業環境における PPR 配管は、これらの要因に明示的に対処して設計および設置する必要があります。

パイプサポートの間隔

PPR は金属製の配管よりも剛性が低く、特に材料がわずかに軟化する温水用途では、たるみを防ぐために狭いサポート間隔が必要です。メーカーのガイダンスでは通常、次のサポート間隔を指定しています。 20mmパイプの場合500～700mm 熱水を運ぶ場合、50mmパイプの場合は1,000〜1,200mmになります。これらの間隔は銅や鋼よりも大幅に狭いため、大規模な商業施設では必要なブラケットとハンガーの数が増加します。

耐火性能とスリーブの要件

PPR は熱可塑性材料であるため、火災の際に溶けて燃え、パイプが壁や床を通過する場所の防火区画が損なわれる可能性があります。英国建築規制 (承認文書 B) および同等の国際規則では、商業ビル内のすべての耐火貫通部に膨張性パイプ カラーまたは防火スリーブを使用することが義務付けられています。これは交渉の余地のない設置要件であり、隠蔽貫通部への防火設備の改造はコストがかかり、破壊的であるため、設計段階で指定する必要があります。

露出した配管の紫外線保護

標準的な PPR パイプは、長時間 UV にさらされると劣化します。材料は脆くなって変色し、時間の経過とともに機械的特性が低下します。外部配管、屋上のプラント接続、および配管が自然光にさらされる設置には、UV 安定化 PPR パイプ (専門メーカーから入手可能) または UV をブロックするラギングおよび保護ジャケットが必要です。標準の緑色または灰色の PPR パイプは保護なしで露出した屋外設置には適していないため、この要件は仕様の段階で確認する必要があります。

圧力試験プロトコル

商用 PPR 配管システムは通常、次のような圧力テストが行われます。 設計使用圧力の1.5倍 BSRIA および CIBSE のガイダンスに従って、試運転前に少なくとも 30 分間作業してください。 PPR は、持続的な圧力下でわずかな粘弾性クリープを示すため、つまり、負荷がかかるとパイプが部分的に膨張するという 2 段階のテスト手順が推奨されます。システムを安定させるために、最初に半分の圧力で 30 分間予備テストを行い、その後、必要な保持期間にわたって全圧でテストします。保持期間中の圧力の低下は、漏れまたは継続的な材料クリープのいずれかを示しており、テスト結果を受け入れる前にこの 2 つを区別する必要があります。

商用プロジェクトの PPR の指定: 主要なチェックリスト

機械エンジニア、建築サービス コンサルタント、商業ビルに PPR 配管を指定または設置する請負業者にとって、次の点は最も重要な決定事項と要件をカバーしています。

• 正しい PN クラスを選択してください 設置全体に対する単一のクラスではなく、動作圧力と温度に基づいてシステムの各部分に適用されます。冷水本管には PN10 を使用できますが、加熱回路には PN20 または PN25 が必要です。
• 設計拡張への対応 最初からすべての熱い配管に組み込まれます。拡張ループのサイズと位置は、現場で見積もるのではなく、メーカーの拡張計算ツールを使用して決定する必要があります。
• プラスチックパイプに適したパイプサポートブラケットを指定してください — 鋭いエッジを持つ金属製のパイプ クリップは、振動や熱の動きにより PPR を損傷します。プラスチックの内張りまたは専用設計の PPR パイプ クランプが必要です。
• 飲料水の承認を確認する 飲料水システムで使用されるあらゆるパイプまたは継手用。英国では、これは WRAS (水規制諮問制度) の承認を意味します。 EU では、DIN 8077/8078 および関連する飲料水基準への準拠を求めます。
• 設置者が PPR 融着のトレーニングを受けていることを確認してください。 不正確な滞留時間、パイプ端の汚れや濡れ、接合部の位置のずれは、融着接合部の故障の主な原因です。多くの PPR メーカーはトレーニングとツールのレンタルを提供しており、保証はトレーニングを受けた設置を条件としているところもあります。
• 仕様に消火機能を含める すべての耐火壁および床貫通部に対応し、設計段階で受動的防火請負業者と調整します。
• 紫外線暴露から保護する 恒久的な被覆材や断熱材が設置される前の建設段階を含む、パイプ配管が自然光にさらされている、またはさらされる可能性がある場所。