1 Beschrijving van buismaterialen 1

(1)

1 Beschrijving van buismaterialen

¹

1.1 Staal

1.1.1 Beschrijving

Het productieproces begint bij de productie van ruwijzer uit erts. Dit gebeurt in de hoogovens. Het ruwijzer vormt, samen met schroot, de grondstof voor de staalfabrieken. Hier wordt het ruwijzer met behulp van zuurstof ontdaan van ongewenste bestanddelen zoals silicium (Si), fosfor (F), zwavel (S), en het teveel aan koolstof (C).

Het staal wordt tot grotere blokken gegoten die in de blokwalsen worden uitgewalst tot halffabrikaten: plakken, blooms. Deze worden vervolgens verder uitgewalst tot dikke platen, warm en koud gewalste dunne platen, staaf- of draadmateriaal en blik.

Deze producten zijn de uitgangsproducten voor de verdere bewerking:

buizen, profielen…

Bron: Thomas De Jongh

Om stalen buizen met naad te maken worden strippen opgerold (ge- walst) en in de langsrichting van de naad dichtgelast. Deze naad blijft altijd zichtbaar.

(2)

Buizen die van ronde staven worden gemaakt, hebben geen naad en noemt men naadloze buizen. Ze worden o.a. vervaardigd volgens de methode Mannesmann, waarbij een stalen doorn, tussen walsrollen geplaatst, door een staaf gloeiend staal wordt gedrukt.

1.1.2 Eigenschappen

De massadichtheid² van staal ligt tussen 7 200 en 7 800 kg/m³ de smelttemperatuur tussen 1 100 °C en 1 500 °C. De lineaire uitzetting³ bedraagt 0,012 mm / (m · K).

Zij weerstaan aan een hydraulische proefdruk van 5 000 kPa (50 bar) en gemonteerd in een installatie moeten zij, op het laagste punt van de installatie gemeten, gedurende 24 uur aan een volgehouden druk van 1 500 kPa (15 bar) weerstaan.

1.1.3 Toepassingen

Een stalen buis is zeer geschikt voor aanleg van leidingen en kan toegepast worden voor centrale-verwarmingsinstallaties, waterleidingen, gasinstallaties, stookolieleidingen, sprinklerinstallaties en persluchtin- stallaties.

Bij de toepassingen in centrale-verwarmingsinstallaties onderscheiden we de “draadbuis” en de “vlambuis” (zie verder).

1.1.4 Kenmerken

• Is betrekkelijk goedkoop

• Is bestand tegen hoge druk

• Zet weinig uit

• Is zeer stijf, blijft daardoor recht bij aanleg

• Heeft een lange levensduur

• Bestand tegen grote uitwendige kracht

• Kan gelast worden

2 Zie ook: Toegepaste wetenschappen

Principe “piercen”

1= doorn 2= gietpaal (verhit) 3= walsrol 4= buis

(3)

• Moet beschermd worden tegen roesten

• Is zuurstofdicht (=geen diffusie)⁴

• Arbeidsintensief

1.1.5 Handelsafmetingen

Stalen buizen zijn verkrijgbaar met langsnaad (gelaste buizen) of zonder naad (naadloze buizen).

De naad kan ofwel loodrecht op de wand staan of schuin gelast zijn.

De buizen worden rechtlijnig gefabriceerd, meestal in lengten van 6 meter. Afhankelijk van de toepassing kunnen deze buizen naakt (zwart) geleverd worden, in- en uitwendig voorzien worden van een zinklaag (galvanisé = verzinkt), een verflaag (blauw), een roestwerende laag (rood = menie) of een kunststofbekleding (bv.: gele PE).

Er wordt een onderscheid gemaakt tussen de buizen in functie van de kwaliteitsgroep (soort staal en soort lasnaad), fabricagenorm en afmetingen. Deze worden vastgelegd in normen (NBN, DIN, ISO en EN).

De meest gebruikte buizen voor de centrale verwarming zijn:

Schroefbare buizen

Ook gekend als “draadbuis” (NBN A25-103 en EN 10224)

De wand van een draadbuis is dikker waardoor men er schroefdraad kan op snijden. De diameter van draadbuis wordt uitgedrukt in mm of in duim (inches). Binnen de draadbuizen maken wij nog een onderscheid tussen de halfzware reeks (de gasbuis: DIN 2440⁵) en zware reeks (de stoombuis: DIN 2441⁶). Beide soorten hebben dezelfde buitendiameter waardoor men er dezelfde schroefdraad kan op snijden.

De buizen kunnen gelast of naadloos vervaardigd zijn.

5 DIN 2440: standaard specificatie voor naadloze en gelaste draadbuizen (ook gekend als “gasbuis”). Bruikbaar voor max. druk van 25

(4)

Hieronder een overzicht van de meest gebruikte buizen in tabelvorm.

Halfzware reeks (ISO medium) DIN 2440: naadloos of gelast

Buismaat in duim 3/8” 1/2” 3/4” 1” 1 ¼” 1 ½” 2”

Nominale diameter DN 10 15 20 25 32 40 50

Uitwendige diameter mm 17,2 21,3 26,9 33,7 42,4 48,3 60,3 Wanddikte mm 2,35 2,65 2,65 3,25 3,25 3,25 3,65 Inhoud l/m 0,123 0,201 0,366 0,581 1,01 1,37 2,21 Buismassa niet verzinkt kg/m 0,852 1,22 1,58 2,44 3,14 3,61 5,10

Zware reeks (ISO Fort) DIN 2441 stoombuis: naadloos of gelast

Buismaat in duim 3/8” 1/2” 3/4” 1” 1 ¼” 1 ½” 2”

Uitwendige diameter mm 17,2 21,3 26,9 33,7 42,4 48,3 60,3 Wanddikte mm 2,9 3,25 3,25 4,05 4,05 4,05 4,5 Inhoud l/m 0,102 0,172 0,327 0,515 0,924 1,27 2,07 Buismassa niet verzinkt kg/m 1,02 1,45 1,90 2,97 3,84 4,43 6,17

Buizen met gladde uiteinden, niet schroefbaar Ook gekend als “vlambuis” (NBN A25-104 en EN 10 224)

Ook vlambuizen bestaan in naadloze (DIN 2448) en gelaste (DIN 2458) uitvoering. Zij worden meestal toegepast voor diameters groter dan DN32 (5/4’’) en hebben een geringere wanddikte zodat het niet mogelijk is er schroefdraad op te snijden. Verbindingen worden gerealiseerd door autogeenlassen⁷ of door vlambooglassen⁸.

Vlambuis wordt in ons vakgebied meer gebruikt voor grotere diameters en enkel om te lassen.

Normale reeks (naadloos en gelast)

Buismaat in duim 1” 1 ¼” 1 ½” 2” 2 ½” 3” 4”

Uitwendige diameter mm 33,7 42,4 48,3 60,3 76,1 88,9 114,3

Wanddikte mm 2,3 2,6 2,6 2,9 2,9 3,2 3,6

Inhoud l/m 0,66 1,09 1,46 2,33 3,88 5,34 9,00

Buismassa (niet verzinkt) kg/m 1,78 2,55 2,93 4,11 5,24 6,76 9,83

7 zie “Verwerken van buismaterialen

8 zie “Verwerken van buismaterialen”

(5)

Lichte reeks (naadloos en gelast)

Buismaat in duim 1” 1 ¼” 1 ½” 2” 2 ½” 3” 4”

Uitwendige diameter mm 33,7 42,4 48,3 60,3 76,1 88,9 114,3

Wanddikte mm 2,0 2,3 2,3 2,3 2,6 2,9 3,2

Inhoud l/m 0,69 1,12 1,50 2,43 3,94 5,42 9,14

Buismassa (niet verzinkt) kg/m 1,56 2,27 2,61 3,29 4,71 6,15 8,77

1.2 Dunwandige stalen buis/precisiebuis (staal - verzinkt - roestvaststaal)

Zijn dunwandige gelaste buizen met een diameter van 12 tot 54 mm vervaardigd uit staal met een hoge zuiveringsgraad, een laag kool- stofgehalte, nauwkeurige toleranties en een hoge oppervlakte afwer- kingsgraad. Dikwijls hebben zij een uitwendige bescherming; een verf- grondlaag, een bescherming van zink of een mantel in kunststof.

Bron: Mannesmann

De massadichtheid van het soort staal waaruit stalen precisiebuis is gemaakt bedraagt 7 900 kg/m³.

• Zet weinig uit

• Stijf en rechtlijnig

• Bestand tegen uitwendige kracht (stoten)

R.V.S. (roestvaststaal) is niet magnetisch en goed bestand tegen cor- rosie. Afhankelijk van de samenstelling (minstens 11 % chroom) onder- scheidt men verschillende soorten roestvaststaal. Chloriden en reini- gingsproducten tasten de leidingen aan.

Men moet elk contact vermijden tussen gewoon zacht staal en roest- vrije staalsoorten: stofdeeltjes, vijlsel, borstel.

Contact met cement, mortel en pleister levert corrosiegevaar.

(6)

De buis wordt veel gebruikt in de installatietechniek, zij kan gebogen worden zoals koperen buizen.

Hun toepassingsgebied situeert zich voornamelijk in de centrale verwarmingsinstallaties. De verbinding kan uitgevoerd worden met een capillaire hardsoldering (voor RVS), stalen koppelingen of door persverbindingen.

1.2.4 Kenmerken

• Snelle montage

• Licht gewicht

• Toepasbaar met diverse gangbare persmachines

• Bestand tegen hoge watertemperaturen

• Goed buigzaam

• Goede trek- slagvastheid

• Glad manteloppervlak

• Is zuurstofdicht (= geen diffusie)⁹

• Arbeidsintensief

1.2.5 Handelsmaten

De buizen worden geleverd in rechte lengten of op rollen. Er is geen inwendige bescherming.

Rechte lengten al of niet met uitwendige bescherming (verf, verzinkt, kunststoflaag...) worden geleverd in lengten van 6 meter.

Dunne stalen buizen voor centrale verwarming worden geleverd als rechte buizen; onbehandeld of met oppervlaktebescherming (verf, verzinkt, kunststoflaag...).

Stalen precisiebuis (dunwandig) DIN 2391 (naadloos) of DIN 2394 (gelast).

Een selectie van de meest gebruikte dunwandige stalen buizen:

Buismaat in mm 12 x 1,2 15 x 1,2 18 x 1,2 22 x 1,5 28 x 1,5 35 x 1,5 42 x 1,5 Nominale diameter DN

= buitendiameter in mm 12 15 18 22 28 35 42

Wanddikte mm 1,2 1,2 1,2 1,5 1,5 1,5 1,5

Inhoud l/m 0,07 0,12 0,19 0,28 0,49 0,80 1,19

Buismassa kg/m 0,338 0,434 0,536 0,824 1,052 1,320 1,620

Een selectie van de meest gebruikte roestvaststalen buizen:

Buismaat in mm 15 x 1 22 x 1,2 28 x 1,2 35 x 1,5 42 x 1,5

Nominale diameter DN

= buitendiameter in mm 15 22 28 35 42

Wanddikte mm 1,0 1,2 1,2 1,5 1,5

Inhoud l/m 0,13 0,30 0,51 0,80 1,19

Buismassa kg/m 0,338 0,434 0,536 0,824 1,503

(7)

1.3 Koper

Koper is een materiaal dat al eeuwen gebruikt wordt. De oudste be- schavingen kenden het al en als onderdeel van brons was het lange tijd het meest belangrijke metaal voor de mens. Ook voor sanitaire installaties is koper al eeuwen bekend. Toch is het gebruik als algemeen verspreid installatiemateriaal van relatief recente datum.

Productie

Na de ontginning van de koperertsen uit de mijnen, is het de kunst om het metaalerts in verschillende stappen steeds zuiverder te maken.

In de productiehallen van de mijn wordt het koper door smelten en allerlei scheikundige en fysische behandelingen gezuiverd tot ongeveer 90 %.

Om nog zuiverder koper te verkrijgen moet men een elektrolysebehandeling uitvoeren.

Het onzuiver koper wordt in platen gegoten. Deze platen, anodes genoemd, worden in bakken opgehangen. Deze bakken worden gevuld met een oplossing van zwavelzuur, water en kopersulfaat.

Tussen de platen worden dunne koperen plaatjes opgehangen, de kathodes. Door de elektrolyse zullen de koperdeeltjes (koperionen) van het onzuivere metaal oplossen (de anodes) en zich neerzetten op het zuiver koper (kathode). Om het proces te versnellen zal men de vloeistof verwarmen tot 60 °C en een gelijkstroom op de anodes en kathodes te zetten.

Door dit proces ontstaan zeer zuiver (99,9 %) koperen platen (kathodes) van meer dan 120 kg.

De fabricage van koperen buizen kan worden onderverdeeld in:

- gieten,

- warmvervormen (piercen, extrusie), - koudvervormen (buiswalsen, trekken), - eindbewerking.

(8)

Koperbuizen in de instal- latiesector (en voor dakbe- dekking) zijn gemaakt van zeer zuiver koper. Om alle zuurstof in het koper te ver- wijderen zal men tijdens het gieten fosfor toevoegen . Dank zij de volledige verwij- dering van zuurstof kan men het koper solderen en lassen zonder dat het bros wordt.

Men noemt dit CU P (koper gedesoxideerd met fosfor;

dit koper bevat tussen de 0,01 en 0,03 % fosfor).

Extrusiepers 1 = matrijs

2 = koperen blok, verhit 3 = persplaat

4 = persblokhouder 5 = persram 6 = persdoorn 7 = koperen buis

(9)

Soorten nabehandelingen

Sanco: is de merknaam voor koperen buizen welke een anticorrosie- behandeling hebben gekregen (= “sans-corrosion”). Zij zijn beschermd tegen putcorrosie door een inwendige behandeling op de buiswand.

Het koper waaruit de buizen vervaardigd zijn is zuurstofvrij en de buizen worden naadloos getrokken. Sancobuizen kunnen gebruikt worden voor de meeste soorten leidingen. De inwendige anticorrosie behandeling blijft bestaan tot een temperatuur van 250 °C.

Buiswalsen 1 = matrijs 2 = doorn

3 = koperen buis vóór het walsen 4 = koperen buis

Trekken 1 = matrijshouder 2 = matrijs 3 = vlottende doorn 4 = koperen buis

(10)

Wicu en Cubo: zijn merknamen voor anti-corrosie koperen buizen met een kunststof geribde beschermmantel, welke zowel tegen uitwendige mechanische als chemische aantastingen beschermt.

Door deze bescherming wordt condensatie vermeden. Daardoor kunnen de leidingen in de vloer of in de muur ingewerkt worden zonder risico op uitwendige corrosie en dit zowel voor water-, verwarmings- als gasleidingen (deze laatste met bijkomende bescherming¹⁰). De beschermmantel weerstaat aan een temperatuur van 95 °C.

Er kan ook een extra isolatie voorzien worden, zodat de thermische isolatiewaarde van de buis beter wordt.

Putcorrosie kan nog steeds ontstaan, vooral indien men de buizen gaat verhitten tot boven de 400 °C. In sommige landen (bv. Duitsland) is het daarom verboden om de buizen tot 28 mm nog te hardsolderen of op te gloeien.

Copatin: buizen zijn inwendig vertinde koperen buizen. Door de tin- laag op de binnenwand wordt de buis nog beter beschermd tegen agressief drinkwater. Behalve voor drinkwaterinstallaties vinden deze buizen ook hun toepassing voor het transport van medische gassen.

Verbindingen kunnen niet met hardsoldeer uitgevoerd worden, men kan dit wel met zachtsolderen of door middel van persverbindingen.

Zuiver koper is lichtrood van kleur met een fluweelachtige glans. In gloeihitte oxideert koper.

Koper in een vochtige omgeving zal bedekt worden met een laag pa- tina of kopergroen.

De massadichtheid van koper is circa 8 900 kg/m³. Het smelt op ongeveer 1 083 °C en de lineaire uitzetting bedraagt

0,017 mm / (m · K).

De belangrijkste toepassingen zijn:

– verdeling van koud en warm water, – verwarmingsleidingen,

– leidingen voor brandstoffen (gasolie, aardgas en vloeibare gassen), – afvoer van afvalwater en verluchting,

– verdeling van zuurstof, samengeperste lucht, stikstof, – koelleidingen.

10 zie ook boekdeel over “Gasleidingen” Bron: Copperbenelux Bron: Copperbenelux

Bron: Wieland

(11)

Met een buigtang is koper gemakkelijk te plooien en het kan bij relatief lage temperaturen gesoldeerd worden. Dat wordt trouwens ook aanbevolen voor waterleidingen om mogelijke corrosieproblemen te voorkomen wegens structuurveranderingen van het koper.

Door het plaatsingsgemak wordt de hogere materiaalprijs ruim- schoots gecompenseerd door de kortere werktijd, zodat de totale prijs van een installatie in koper haalbaar blijft.

1.3.4 Kenmerken

• Goed thermisch gedrag

• Weinig onderhevig aan corrosie

• Zacht en soepel materiaal

• Gemakkelijke en vlugge plaatsing waardoor kostenbesparende ver- werking met weinig gereedschap

• Glad binnenoppervlak waardoor geringe aanslag

• Bacteriewerende eigenschappen

• Totaal recycleerbaar

• Druksterkte, die dit materiaal bijzonder geschikt maakt voor lei- dingaanleg

• Bij lage temperatuur te solderen

• Het materiaal is zuurstofdicht

• Bestand tegen extreme temperatuurverschillen en chemische koel- middelen (behalve ammoniak)

Koperen buizen worden geleverd in drie kwaliteiten conform EN 1057:

– R 220 (zacht), – R 250 (halfhard), – R 290 (hard).

Buizen in rechte lengten of in rollen al of niet bekleed met een kunst- stofommanteling.

Bron: Wieland

(12)

Veel gebruikte buisdiameters volgens ISO 274 en EN 1057

Buismaat in mm (diameter x wanddikte)

Nominale diameter DN = buitendiameter

in mm

Zachte buizen op rol 25 m

of 50 m

Halfharde buizen in rechte lengten van 5 m

Buismassa kg/m

Waterinhoud liter/m

6 x 1 6 * * 0,140 0,013

8 x 1 8 * * 0,196 0,028

10 x 1 10 * * 0,252 0,050

12 x 1 12 * * 0,308 0,079

15 x 1 15 * * 0,391 0,133

18 x 1 18 * * 0,475 0,201

22 x 1 22 * * 0,587 0,314

28 x 1,5 28 * 1,110 0,491

35 x 1,5 * 35 * 1,410 0,804

42 x 1,5 42 * 1,700 1,195

54 x 2 54 * 2,910 1,963

Afmetingen voorgeschreven door de Europese Normalisatie - Commissie (C.E.N.) Nota: ISO 274 - “Koperen buizen met ronde sectie” - bevat alle afmetingen.

Bij toepassingen voor de medische en de koeltechnieken worden de buizen extra behandeld:

– inwendig gezuiverd en gedroogd, – gepolijst,

– afdichtingen op de buisuiteinden

Voor de koeltechniek wordt vaak nog afgeweken in de handelsmaten:

een selectie vind je hieronder.

Buismaat in duim (inch) 1/4” 3/8” 1/2” 5/8” 3/4” 7/8”

Uitwendige diameter (inch) 0,250 0,375 0,500 0,625 0,750 0,875

Uitwendige diameter mm 6,3 9,5 12,7 15,9 19,0 22,2

Wanddikte in duim (inch) 0,030 0,035 0,035 0,035 0,035 0,045

Wanddikte mm 0,8 0,8 1,0 1,0 1,0 1,25

volgens prEN 12 735-1

(13)

1.4 Kunststof algemeen

De naam “kunststoffen” wordt in Vlaanderen in de omgangstaal vaak vervangen door het woord plastiek, onder invloed van het Frans. De wetenschapper heeft het over polymeren, de vakman over kunststoffen en de gewone mens over plastiek. Wij spreken dus over kunststoffen.

Er zijn waarschijnlijk meer dan honderd soorten kunststoffen.

Kunststoffen zijn synthetisch materiaal, ze worden gefabriceerd volgens een geheel of gedeeltelijk synthetisch fabricageproces en tot gebruiksklare voorwerpen gevormd door middel van plastische vormgeving Het gaat altijd om verbindingen met koolstof (C) en waterstof (H).

Ze kunnen ook zuurstof (O), stikstof (N) en zwavel (S) bevatten

Geschiedenis

Historisch wordt de vervaardiging van celluloid (een zeer brandbare kunststof) door de gebroeders Hyatt (1869) als het begin van het kunststoftijdperk beschouwd.

Omstreeks 1910 volgde de vervaardiging van fenolformaldehyde (meer bekend als bakeliet), naar een patent van de naar de VS geëmigreerde Belg Baekeland.

In de periode vóór de tweede wereldoorlog nam het arsenaal van kunststoffen geleidelijk toe, enkele van de meest gekende: polystyreen (1930), polyvinylchloride en polyvinylacetaat (1932), butadieen- rubber, polyamiden en polyurethaan (1938) en polyetheen (1940).

Het ontstaan van de meeste nieuwe kunststoffen was toen veeleer te wijten aan empirisch (proefon- dervindelijk) onderzoek, waarbij men als bij toeval tot de vaststelling kwam dat een nieuw materiaal was ontstaan.

De explosieve groei, na de tweede wereldoorlog, werd gegeven door de Duitse Nobelprijswinnaar Staudinger, die al vanaf de jaren 20 baanbrekend onderzoek heeft verricht rond de opbouw der polymeren.

1.4.2 Productie

De grondstoffen voor de meeste kunststoffen komen uit de steenkool- en petroleumindustrie. Vooral het belang van de petroleumsector is sterk toegenomen sinds het gebruik van vloeibare kraakproducten afkomstig van aardolie. Tegenwoordig worden kunststofafvalproduc- ten gerecycleerd om ook het milieu achteraf niet te belasten met on- verteerbare kunststoffen. De technieken om waardevolle materialen in het afval (industrieel en huishoudelijk) te sorteren, te behandelen en opnieuw te gebruiken worden voortdurend verbeterd.

Bij de productie van kunststoffen worden producten gebruikt zoals:

– cellulose, – steenkool, – aardolie, – aardgas.

(14)

Wist je dat …

• kunststoffen hun oorsprong vinden in organisch materiaal (bv. aardolie).

• zij opgebouwd zijn uit macromoleculen (komt van “makros” wat betekent groot) het gaat hier echt om reuzenmoleculen. Bij alle andere stoffen en voorwerpen liggen de moleculen onder, boven en naast elkaar; bij kunststoffen vormen zij lange ketens of netwerken.

• zij scheikundig worden gefabriceerd door middel van synthese (het maken door samenstelling, van nieuwe stoffen uit elementen of eenvoudige verbindingen bv. cellulose).

• zij tot gebruiksklare materialen worden klaargemaakt door middel van plastische vormgeving (“plas- tisch” ook afgeleid uit het Oudgrieks betekent hier deegachtig, kneedbaar en in een bepaalde vorm gedrukt).

Extruderen

Buizen worden vervaardigd middels een proces dat extruderen wordt genoemd.

Een productielijn voor het extruderen van buizen bestaat uit een aantal achter elkaar geschakelde machines. Vanuit een silo komt compound via een vultrechter in de verhitte cilindrische ruimte van de extruder, waarin het verwarmd wordt tot een temperatuur van 150-200 °C. Twee draaiende transportschroeven nemen het compound mee naar voren.

Gelijktijdig wordt door verwarming voor een verdichting van het compound gezorgd. De plastische massa wordt dan continu onder druk door een ringvormige spleet geperst (geëxtrudeerd).

Deze plastische buis wordt vervolgens door een kalibreerbus geleid.

Daarna wordt de buis afgekoeld zodat de vorm gefixeerd wordt.

In een waterbad vindt verdere afkoeling plaats.

(15)

Spuitgieten

Voor hulpstukken wordt een andere techniek toegepast: het spuitgieten. Hier komt de PVC-compound eerst via een trechter in een verwarmde cilinder, waarin het wordt verwarmd tot 160-200 °C. Een transportschroef mengt en verdicht het compound en transporteert het dan plastisch geworden materiaal naar voren.

Bij spuitgieten wordt het plastisch geworden PVC in een matrijs geperst. In de matrijs stolt het materiaal door snelle koeling en neemt zo zijn definitieve vorm aan.

(16)

1.4.3 Structuur

Door hun structuur worden kunststoffen doorgaans onderscheiden in – thermoharders,

– thermoplasten.

Daarnaast vormen de synthetische rubbers (of elastomeren) een derde aparte groep.

Thermoharders

Bij hun vormgeving worden ze week, soms bijna vloeibaar en zo worden ze in een vorm gebracht waarin ze na afkoeling verstijven en vrij hard worden.

Ook typisch is dat ze daarna, door te verwarmen, niet meer kunnen week gemaakt worden.

Thermoplasten

Dit zijn veruit de belangrijkste kunststoffen voor de installateur.

Thermoplasten worden telkens opnieuw week door verwarming en verstijven door afkoeling. Hoe kouder ze zijn, des te harder zijn ze, sommige zijn dan zo broos als glas.

In weke toestand zijn ze met weinig kosten en een geringe inspanning te vervormen. Als men ze in vervorming laat afkoelen, blijven ze de nieuwe vorm behouden. Als men ze daarna opnieuw verwarmt, zullen ze vanzelf naar hun oorspronkelijke toestand terugkeren. Men noemt dit het “geheugen” van thermoplastische kunststoffen.

Maar in de overgang van hard naar erg week, door verwarmen, is er een punt dat men het glaspunt¹¹ noemt, ook wel de glas/rubber over- gangsfase. Met opzet is het woord glas gebruikt. Er is echter geen enkele kunststof zo breekbaar als glas bij normale temperatuur. Laat u dus niet door het woord misleiden.

Echt smelten, zoals metalen, doen thermoplasten niet.

Men kan ze dus niet gieten, ten hoogste bereikt men een toestand van week rubber en sommige thermoplasten ontbinden al eer het zover is.

1.4.4 Keuze van het materiaal

Wanneer de kunststoffen hun weg vinden naar de installateur dan geldt de vergelijking met metalen buizen wel degelijk.

Materiaalkennis blijft een vereiste voor de vakman. Dat geldt ook voor kunststoffen, als materiaal vormen ze een wereld op zichzelf.

Werken aan installaties betekent voor de installateur leidingen leggen, dat is buizen verbinden met hulpstukken, kranen en andere toestel- len. Van de tientallen metalen waaruit de industrie buizen, hulpstukken, platen en profielen maakt, gebruikt de installateur er slechts enkele.

Maar van die enkele moet hij dan toch de belangrijkste eigenschappen kennen om van daaruit de toepassingen af te leiden en de manier van werken.

11 glaspunt: de temperatuur waarbij het polymeer (kunststof) overgaat in een plastische toestand Bron: FVB

Bron: FVB

(17)

Bij het gebruik van kunststofbuizen moet men er rekening mee hou- den dat deze buizen na een eerste opwarming (bv. eerste start verwarming) een eind korter worden.

Deze eigenschap noemt men gewoon “krimp” of ook nog “geboorte- krimp” . Sommige fabrikanten laten hun buizen na de productie terug opwarmen, waardoor de buizen niet meer onderhevig zijn aan de “ge- boortekrimp”.

We gebruiken maar een tiental kunststoffen die worden geleverd als halffabrikaten zoals: buizen, hulpstukken, platen en profielen.

Meest voorkomende kunststoffen

PVC-U PVC-C PE LD-PE

HD-PE VPE PB PP

PP-H PP-C PP-R ABS

De fabrikanten van de kunststofbuizen geven met het SDR-getal (Standard Dimension Ratio) de kwaliteit aan. Het SDR-getal geeft de verhouding tussen de uitwendige diameter en de wanddikte, meestal afgerond op een geheel getal en is een benaderend getal.

SDR = uitwendige diameter wanddikte

1.5 PVC-U (ongeplastificeerd polyvinylchloride)

Is een thermoplastisch materiaal dat zacht wordt als men het verwarmt.

Het bevat geen weekmakers en onder invloed van zonlicht wordt het broos. Ook bij lage temperatuur is de slagsterkte minder.

Dit materiaal wordt in de verwarmingswereld weinig gebruikt vanwege de zuurstofopname en de beperkte weerstand tegen temperatuur.

(18)

De stijve rechte buizen zijn licht en hebben een maximum gebruikstemperatuur tot 70 °C.

Het lineaire uitzettingscoëfficiënt bedraagt 0,08 mm / (m · K).

Hun massadichtheid bedraagt 1 420 kg/m³.

Het voelt hard en glad aan, klinkt helder, is makkelijk breekbaar bij koude en heeft een slechte atmosferi- sche weerstand.

Bij brand ontstaat een geel-groene vlam, het smelt, verkoolt, geeft roet af en is zelfdovend, het geeft een stekende (giftige) geur af van zoutzuur.

Bij warm vervormen moet de temperatuur beperkt blijven tot 130 °C.

PVC-U buizen zijn bestand tegen tal van chemicaliën. Buizen en hulpstukken kunnen worden verbonden door middel van koude las (lijmen), steekmoffen met rubberdichtingen, klemfittingen, schroefdraad en worden soms warm gelast.

Gebruikt bij afvoer, riool, wateraanvoer, perslucht, zwembad (verschillende kwaliteiten en normen).

Opgepast voor buitentoepassingen, PVC-U is niet bestand tegen zonlicht (UV-bestendig).

1.5.4 Kenmerken

• Bij lage temperatuur gemakkelijk breekbaar

• Grote thermische bewegingen

• Bij langdurige belasting treedt blijvende vervorming op

• Gevoelig voor kerven

• Door licht gewicht gemakkelijk te verhandelen

• Is onderhevig aan krimp¹²

• Zuurstofdoorlatend (= diffusie)¹³

Bij kunststofbuizen wordt de buitendiameter aangeduid als D en de binnendiameter als d, de eenheid is mm.

Deze buizen vinden geen toepassing in de centrale verwarming.

12 zie ook: Toegepaste wetenschappen

13 zie ook: Toegepaste wetenschappen Bron: Kabelfabriek Eupen

(19)

Een selectie:

• dunwandige PVC buizen voor afvoer (NBN EN 1566-1)

Nominale diameter (DN) = buitendiameter

(D) x wanddikte (e) in mm

Inwendige diameter (d) in mm

Standaardlengte in m

32 x 1,8 28,4 4 en 5

40 x 1,8 36,4 4 en 5

50 x 1,8 46,4 4 en 5

75 x 1,8 71,4 4, 5 en 10

90 x 1,8 86,4 4, 5 en 10

110 x 2,2 105,6 4, 5 en 10

125 x 2,2 121 4, 5 en 10

Voor riolering (ondergronds) bestaan er twee reeksen: “roodbruin”

voor vuilwaterleidingen en “grijs” voor regenwaterleidingen. Deze worden beschreven in de norm NBN EN 1401-1.

• dikwandige PVC buizen voor afvoer: PVC sanitair (NBN EN 1329-1)

Nominale diameter (DN) = buitendiameter

(D) x wanddikte (e) in mm

Inwendige diameter (d) in mm

Standaardlengte in m

32 x 3,0 25,6 4 en 5

40 x 3,0 33,6 4 en 5

50 x 3,0 43,6 4 en 5

75 x 3,0 68,6 4, 5 en 10

90 x 3,0 83,6 4, 5 en 10

110 x 3,2 103,6 4, 5 en 10

125 x 3,2 118,6 4, 5 en 10

Bron: Dyka

Dikwandige PVC buizen hebben een vergelijkbare weerstand tegen hogere temperaturen net zoals PVC-C.

(20)

1.6 PVC-C (nagechloreerd polyvinylchloride)

Is PVC-U dat een nabehandeling heeft ondergaan met chloor, daarom noemt men het nagechloreerd PVC.

PVC-C is harder en stugger dan gewoon PVC maar het belangrijkste is dat het meer warmte kan verdragen, ongeveer 40 graden meer dan gewoon PVC.

• Weerstaat aan temperaturen tot maximaal 95 °C.

• Massadichtheid bedraagt 1 520 kg/m³.

• Het lineaire uitzettingscoëfficiënt is 0,065 mm / (m · K).

• Bij verbranding ontstaat een geel-groene vlam, het smelt, verkoolt, vormt roet en is zelfdovend. Er komt een stekende (giftige) reuk van zoutzuur vrij.

• Het voelt hard en glad aan, geeft een heldere klank, is makkelijk breekbaar Bij warm vervormen moet de temperatuur beperkt blijven tot 170 °C.

PVC-C kan verbonden worden door koud lassen (lijmen).

Bij plaatsing dient rekening te worden, gehouden met een vrij grote beweging door uitzetting en krimp.

PVC-C buizen kunnen goed weerstaan aan vloeistoffen en gassen tot 110 °C. Men dient wel op te letten bij buitentoepassingen, PVC-C is niet bestand tegen zonlicht (niet UV-bestendig).

Voor afvoer met hogere temperaturen, en in mindere mate voor cv installaties.

Bron: Lapafil

1.6.4 Kenmerken

Zelfde voor- en nadelen als PVC-U maar bijkomend:

– betere temperatuurweerstand waardoor bruikbaar bij hogere watertemperaturen.

Zelfde afmetingen als voor PVC-U

(21)

1.7 PE (polyetheen, polyethyleen)

PE is elastisch maar kan niet verlijmd worden. Het is brandbaar, niet zelfdovend. De verbindingen worden uitgevoerd door lassen. Het weerstaat aan hoge temperatuur, en is goed bestand tegen chemische producten.

PE behoort tot de thermoplasten. De natuurlijke kleur is melkachtig- wit, in deze toestand is het zeer gevoelig voor UV-straling, daarom wordt er tijdens de fabricatie van zwarte PE buizen (voor sanitaire en gasleidingen) koolzwart aan toegevoegd om ze beter te beschermen tegen het zonlicht.

High - Density PE

PE-HD = hoge densiteit = hard PE wordt vooral gebruikt voor de productie van buizen en hulpstukken.

Andere afkortingen voor het materiaal zijn: HPE en PEH.

Low - Density PE

PE-LD = lage densiteit polyethyleen (zacht PE), alleen verkrijgbaar op rol. Mag niet gestomplast worden, enkel te verbinden met koppelstuk- ken. PE-LD is minder stijf, minder hard en minder trekvast.

Hun soortelijke massa is: voor PE-HD 955 kg/m³,voor PE-LD 935 kg/

m³. Hun lineaire uitzettingscoëfficiënt bedraagt 0,2 mm / (m · K).

Bij brand ontstaat een geel-blauwe rustig walmende vlam, vlamdruppels branden verder, het ruikt naar een uitgeblazen kaars. Het voelt wasachtig aan en is licht inkerfbaar.

Bij bevriezing barst het niet maar zet uit met het water (ijs) en komt terug naar zijn oorspronkelijke toestand na ontdooiing.

Kan warm gelast worden (thermoplastisch geheugen), is zeer slagvast, verdraagt gassen en vloeistoffen tot 70 °C en is nog temperatuurbe- stendig tot - 40 °C.

PE-HD wordt toegepast voor:

– afvoer- en rioleringswerken, – regenwaterafvoer,

– afvoer van agressieve stoffen in laboratoria, – distributie van koud water,

– distributie van gas (onder bepaalde omstandigheden),

– PE is gevoelig voor koolwaterstoffen, men vermijdt dus contact met gasolie, keroseen, benzine, enz.

PE-LD wordt toegepast voor:

– koud water als zuig- of pers-verdeelleiding in sanitaire toepassingen.

Bron: Geberit

(22)

1.7.4 Kenmerken

• Minder stijf, hard en trekvast

• Kan gelast worden

• Grote thermische bewegingen

• Vervormt gemakkelijk

• Gering gewicht waardoor handig bij verhandeling

• Is gevoelig aan krimp¹⁴

• Zuurstofdoorlatend (= diffusie)

Bij kunststofbuizen wordt de buitendiameter meestal aangeduid als D en de binnendiameter als d, de eenheid is mm.

Hieronder een selectie van buizen:

Nominale diameter (DN) Buitendiameter (D) x wanddikte (e) in mm

Inwendige diameter (d)

in mm Standaardlengte in m

32 40 x 3 34 5

40 50 x 3 44 5

50 56 x 3 50 5

– 63 x 3 57 5

70 75 x 3 69 5

80 90 x 3,5 83 5

100 110 x 4,3 101,4 5

1.8 PE-X (vernette polyetheen, polyethyleen)

Ook gekend als VPE (Nederland en Duitsland) en PER (Frankrijk)

De vernetting is een behandeling waarbij scheikundig of door energie- rijke straling, interne verbindingen tot stand komen tussen de verschillende moleculen. Dit geeft aan het materiaal de eigenschappen van een thermoharder zonder dat het dit is.

Afhankelijk van het procédé spreekt men van (volgens DIN 16 892):

– PE-Xa : vernettingsgraad (chemisch) > 70 %

p Oppervlakkig vernet (onderdompeling in bad) PAM-procedure

p In massa vernet (tijdens productie menging van stoffen) Engel procedure

– PE-Xb: vernettingsgraad (chemisch) > 65 % Silan procedure – PE-Xc: vernettingsgraad (straling) > 60 % straalvernette buis

Het voordeel van in de massa vernette buis: mag nadien verwarmd worden.

14 zie ook: Toegepaste wetenschappen

(23)

Bron: Rehau

Hoe lager het percentage vernetting is, hoe minder hard en bros de buis is, dus flexibeler.

Om het indringen van zuurstof via de buiswand te verhinderen worden buizen voor verwarmingsleidingen voorzien van een zuurstofdichte ommanteling.

PE-X weerstaat, dank zij de vernetting, tegen slijtage door stroomsnel- heid.

Het heeft een melkachtige witte kleur. Doordat geen koolzwart toegevoegd is, is het gevoelig voor UV-straling en moet het ertegen beschermd worden door te stockeren in donkere ruimtes of af te scher- men met een mantelbuis.

Zijn massadichtheid bedraagt 930 kg/m³.

De lineaire uitzettingscoëfficiënt bedraagt 0,14 mm / (m · K).

PE-X is niet zuurstofdicht. Voor verwarmingsdoeleinden is het belang- rijk dat geen zuurstof binnendringt doorheen de buiswand (diffusie¹⁵).

In dit geval is de buis voorzien van een zuurstofdicht scherm dat bestaat uit een dunne speciaalkunststof folie. Deze laag remt de door- dringing van zuurstof door de wand vrij sterk af.

Het materiaal mag niet gelast worden, het is geen thermoplast maar een thermo-elast. Het wordt gebruikt voor aanvoerleidingen van sanitair koud en warm water, radiatorverwarming en vloerverwarming.

Verbindingen worden uitgevoerd met speciale klemkoppelingen.

Indien men PE-X buizen te kort buigt, ontstaat een “witbreuk”, een beschadiging van de buis.

Bron: Begetube Bron: Begetube

(24)

1.8.4 Kenmerken

• Slagvast

• Geschikt voor koud, warm en heet water

• Snelle verbindingen met weinig gereedschap door klemverbindingen

• Persverbindingen mogelijk

• Is niet te lassen

• Hoge thermische gevoeligheid

• Is gevoelig aan krimp¹⁶

De meest voorkomende zijn:

Nominale diameter (DN) =

buitendiameter (D) x wanddikte (e) in mm

sanitair verwarming

12 x 2 14 x 2

16 x 2,2 16 x 2

18 x 2

20 x 2,8 20 x 2

25 x 3,5 25 x 2,3

32 x 4,4 32 x 2,9

Op rollen van 50, 100, 200 en 320 meter met of zonder mantelbuis (rood, blauw...) of in lengten van 6 meter.

Bron: Begetube

(25)

1.9 PB (polybuteen)

Is een zeer flexibel materiaal voor vloerverwarming, maar minder aan- gewezen bij hogere temperaturen.

Wat scheikundige structuur betreft is het nauw verwant met PE (polyetheen).

Het materiaal is niet zuurstofdicht zodat bij gebruik ervan voor centrale verwarming een anticorrosiemiddel aan het systeem moet toegevoegd worden. De buis kan gebruikt worden in omstandigheden waar hoge mechanische eisen gesteld worden.

De lineaire uitzettingscoëfficiënt bedraagt 0,13 mm / (mm · K).

De buis is bestand tegen zuren en zwakke oplosmiddelen, maar niet tegen oxiderende zuren.

PB-leidingen kunnen toegepast worden voor sanitaire installaties, persluchtleidingen, zwembadleidingen, en zijn in het verleden vaak gebruikt als verwarmingsleidingen op lage temperatuur (wat nu installaties met problemen zijn vanwege de corrosie).

Buizen in PB worden verbonden door middel van las- of klemkoppelingen, elektromoffen zijn er niet.

1.9.4 Kenmerken

• Drukbelasting afhankelijk van de temperatuur

• Chemische bestendigheid

• Kan zowel gelast als met klemverbindingen toegepast worden

Een selectie:

Nominale diameter (DN) =

buitendiameter (D) x wanddikte (e) in mm

14 x 2 16 x 2 18 x 2 20 x 2 22 x 2

Als “buis-in-buis” flexibel verkrijgbaar van 14 x 2 mm tot 20 x 2 mm.

Bron: Begetube

(26)

1.10 PP (polypropyleen)

Polypropyleen is stijver dan PE-HD en is bestand tegen chemische stoffen die PE zouden aantasten (bv. benzeen). Wij onderscheiden:

– PP-H waar de H staat voor “homopolymeer” een materiaal dat zich kenmerkt door een grote stijfheid, hardheid en treksterkte;

– PP-C waar de C staat voor “co-polymeer”, een materiaal dat zich kenmerkt door een grotere taaiheid dan PP-H, vooral merkbaar bij lagere temperaturen;

– PP-R waar de R staat voor “random” co-polymeer, dit is een chemisch gewijzigd (gemodificeerd) co-polymeer met hogere slagvastheid;

– PP-S waar de S staat voor “schwerentflammbar” (moeilijk ontvlam- baar).

Bron: Fusiotherm

PP buizen zijn wel corrosievast maar niet ongevoelig voor veroudering, net zoals de meeste andere kunststoffen. De buis mag niet worden blootgesteld aan zonlicht.

Hun massadichtheid bedraagt 920 kg/m³.

De gemiddelde lineaire uitzettingscoëfficiënt bedraagt 0,15 mm / (m · K).

De toegelaten waterdruk varieert in functie van de watertemperatuur.

Bij brand ontstaat een gele rustige vlam zonder rook, de vlamdruppels branden verder en het ruikt naar een uitgeblazen kaars.

Het voelt wasachtig aan, is iets harder dan PE.

Schokgevoelig rond het vriespunt maar hoge chemische bestandheid bij een hoge temperatuur.

(27)

De leidingen kunnen toegepast worden voor de distributie van sanitair drink- en warm water. Door zijn uitstekende chemische eigenschappen is het ook geschikt voor diverse industriële toepassingen.

Koude las (lijmen) gaat niet, warm lassen gaat zeer goed.

1.10.4 Kenmerken

• Mag niet aan het zonlicht worden blootgesteld

• Vraagt speciaal lasgereedschap (moflasverbinding of polyfusie)

• Kan niet geplooid worden (richtingsveranderingen met hulpstukken)

• Gevaar voor vernauwing van de binnendiameter bij het lassen

Hieronder een aantal veel voorkomende afmetingen:

16 x 2,7 20 x 3,4 25 x 4,2 32 x 5,4 40 x 6,7 50 x 8,4 63 x 10,5

Standaardlengten van 4 meter

1.11 ABS (acrylonitril - butadieenstyreen)

Is een hard co-polymeer met veel weerstand. Het behoort tot de groep der thermoplasten, is verlijmbaar en is bestand tegen lage temperaturen.

ABS is te gebruiken tot een temperatuur van 80 °C.

Zijn massadichtheid bedraagt 1 070 kg/m³.

Het heeft een lineaire uitzettingscoëfficiënt van 0,101 mm / (m · K).

Weerstand bij drukbelasting is afhankelijk van de temperatuur. Bij

Bron: www.vinck.be

(28)

Het voelt glad en hard aan.

Het heeft een hoge mechanische weerstand, zelfs bij een temperatuur van -40 °C.

ABS bevat geen giftige elementen zodat het zonder beperking kan gebruikt worden voor:

– drinkwater,

– gekoeld water (voor airconditioninginstallaties), – gedistilleerd water,

– alle voedingsproducten,

– veel medische en farmaceutische producten.

De buis kan zowel koud gelast (gelijmd) als warm gelast worden. Kan gebruikt worden voor lage of hoge temperaturen.

Bron: www.vinck.be

• Slagvast

• Bedrijfsdruk afhankelijk van de temperatuur

• Te verbinden met hulpstukken, koudlas of demonteerbare

1.12 Meerlagenbuis

Ook genoemd sandwichbuis, multilayer...

Deze buis dankt zijn benaming aan zijn structuur. Een groot deel van de nadelen welke kunststofbuizen kunnen hebben, zoals uitzetting, zuur- stofdiffusie, enz. worden opgevangen door een aluminiumkern welke de kunststofbuis stevigheid en vormvastheid geeft. Het is een meer- lagige buis waarvan de binnenste en de buitenste laag uit kunststof bestaat met in het midden en laag van aluminium of een kunststoflaag.

De buizen zijn ook beter bestand tegen aanhoudende hoge drukken, het aluminium vermindert behoorlijk het uitzettingsenthousiasme van de kunststof, lengteverandering onder invloed van temperatuurschom- melingen zijn herleid tot 9 maal minder dan bij zuivere kunststof.

(29)

De aluminiumlaag (of andere laag) vormt een zuurstofscherm met als doel geen zuurstof te laten binnendringen (diffusie). Hierdoor worden corrosieproblemen sterk verminderd. Dank zij de aluminiumlaag is de buis ook stijver dan de enkelvoudige kunststofbuis.

Bron: Viega Bron: Viega

Er bestaan verschillende soorten meerlagen-buizen maar de meeste buizenfabrikanten gebruiken aluminium als versteviginglaag, de kunst- stofsoort kan verschillend zijn.

De lineaire uitzettingscoëfficiënt bedraagt 0,026 mm / (m · K), de maximum-bedrijfstemperatuur is 95 °C en de maximum-bedrijfsdruk is 10 bar.

De buis wordt voornamelijk gebruikt voor:

– distributie van sanitair koud water, – distributie van sanitair warm water, – centrale-verwarmingbuis.

Buizen voor centrale verwarming en voor sanitaire leidingen zijn in principe dezelfde.

Bron: Begetube

• Nadeel kan wel eens het loskomen van aluminium en kunststof zijn bij minder kwaliteitsvolle buizen; hoewel de krachtige lijm alles goed

(30)

• Stijfheid (enkel met aluminiumlaag): de gebogen buis behoudt haar vorm

• Zuurstofdicht (=geen diffusie)

Een selectie de meest voorkomende maten:

12 x 1,8 16 x 2 (2,25)

18 x 2 20 x 2,5

26 x 3 32 x 3 40 x 3,5

50 x 4

De wanddikte varieert van 2 mm tot 4 mm al naar gelang de diameter van de buis en de fabrikant.

Wordt geleverd in rollen van 50 m tot 100 m, of in starre lentes van 5 m vanaf 32 mm.

Starre lengtes