Obejmy z gumą

Obejmy z gumą – inżynieryjne fundamenty tłumienia drgań i stabilizacji

Współczesna infrastruktura rurowa, wkomponowana w bryłę budynku, stanowi skomplikowany układ dynamiczny. Woda, gazy oraz inne czynniki robocze tłoczone pod wysokim ciśnieniem generują ciągłe wibracje, a cykliczne otwieranie i zamykanie armatury wywołuje zjawisko uderzenia hydraulicznego. Energia kinetyczna tych uderzeń przenosi się bezpośrednio na ścianki rur, próbując wyrwać je z mocowań. W szerokiej gamie produktów, jaką stanowią specjalistyczne uchwyty i taśmy, stalowe obejmy wyłożone elastomerem zajmują pozycję absolutnie priorytetową. Ich zadaniem jest przejęcie obciążeń statycznych wynikających z masy rurociągu (wraz ze zładem wody) oraz rozproszenie energii dynamicznej, zapobiegając tym samym zmęczeniu materiału i ostatecznemu rozszczelnieniu złączy gwintowanych lub zgrzewanych.

Fizykochemia elastomerów – dlaczego stosujemy gumę EPDM?

Sekretem skuteczności profesjonalnych obejm jest ich wewnętrzna okładzina, do produkcji której wykorzystuje się EPDM (kopolimer etylenowo-propylenowo-dienowy). Jest to syntetyczny kauczuk o sieciowanej strukturze, który charakteryzuje się unikalnymi właściwościami fizykochemicznymi. Przede wszystkim wykazuje on ekstremalną pamięć kształtu i zdolność do odwracalnej deformacji w szerokim zakresie temperatur roboczych (standardowo od -40°C do nawet +120°C). Oznacza to, że guma nie kruszeje na mrozie i nie ulega stopieniu przy kontakcie z rurą instalacji solarnej lub parowej. Ponadto, EPDM jest całkowicie odporny na procesy starzenia wywoływane przez ozon i promieniowanie UV, a także na agresywne środowisko chemiczne obecne w przestrzeniach technicznych budynków.

Izolacja akustyczna i ochrona przed korozją galwaniczną (DIN 4109)

Jednym z najpoważniejszych problemów w budownictwie wielorodzinnym jest przenoszenie się hałasu (rezonansu) z instalacji na przegrody budowlane. Twarde, metalowe uchwyty pozbawione wkładki gumowej działałyby jak pudło rezonansowe. Wkładka z EPDM posiada certyfikowane właściwości izolacyjności akustycznej, zgodnie z wyśrubowaną normą DIN 4109. Potrafi ona zredukować poziom przenoszonego hałasu materiałowego nawet o 15-18 dB(A), co przekłada się na drastyczny wzrost komfortu akustycznego domowników.
Z inżynieryjnego punktu widzenia wkładka elastomerowa pełni jeszcze jedną, krytyczną funkcję – stanowi izolator elektryczny. Gdy w instalacji używamy rur miedzianych, ich bezpośredni kontakt z ocynkowaną stalą węglową obejmy w obecności wilgoci natychmiast wywołałby ogniwo galwaniczne. Prąd błądzący doprowadziłby do szybkiej korozji elektrochemicznej (korozji wżerowej) i całkowitego zniszczenia struktury miedzi. Guma EPDM bezpiecznie separuje te dwa potencjały metaliczne.

Kinematyka rurociągów i kompensacja wydłużeń cieplnych

Rozszerzalność cieplna to potężna siła fizyczna. Obrazuje ją równanie zmiany długości materiału: $$ \Delta L = \alpha \cdot L \cdot \Delta T $$ gdzie $ \alpha $ to współczynnik rozszerzalności liniowej, $L$ to długość rury, a $\Delta T$ to przyrost temperatury.
Szczególnie narażone są na to zjawisko rury z tworzyw sztucznych (PEX, PP). Z tego powodu piony i magistrale zasilające, z których ciepło pobiera np. niskotemperaturowe ogrzewanie podłogowe, muszą być kotwione w sposób dwojaki. Stosuje się tzw. punkty stałe (obejmy zaciśnięte z pełną siłą, blokujące ruch osiowy) oraz punkty przesuwne. W tych drugich, obejma z gumą jest dokręcona jedynie do momentu zetknięcia się z rurą, pozwalając na jej swobodne "ślizganie się" po powierzchni elastomeru w przód i w tył, co niweluje naprężenia zginające w całym systemie.

Zastosowanie w infrastrukturze sanitarnej i odwadniającej

W dziedzinie odprowadzania ścieków, gabaryty i masa orurowania wymagają specjalistycznego podejścia. Ciężka, grubościenna kanalizacja wewnętrzna, prowadzona w pionach bloków mieszkalnych (często o średnicy 110 mm lub 160 mm), generuje podczas spływu ogromny szum uderzeniowy. Zastosowanie obejm z bardzo grubą (często wielowarstwową) gumą tłumiącą jest tam absolutnym wymogiem prawa budowlanego. Z kolei na dolnych kondygnacjach i w garażach podziemnych, gdzie systemy przechodzą w fazę poziomą i docelowo łączą się z infrastrukturą, którą jest kanalizacja zewnętrzna, obejmy z gumą utrzymują rygorystyczne, minimalne spadki (rzędu 1-2%), zapobiegając ugięciom długich odcinków pod ciężarem zalegających fekaliów.

Systemy wentylacyjne oraz procedury awaryjne

Guma EPDM odgrywa równie kluczową rolę w systemach wymiany powietrza. Kanały spiro oraz masywne centrale centralne (AHU), na których opiera się zmechanizowana wentylacja i rekuperacja, generują stałe, uciążliwe wibracje niskotonowe od pracujących wentylatorów. Odpowiednio przeskalowane obejmy z tłumikiem elastomerowym izolują stropy przed przenoszeniem tych drgań.
Warto zaznaczyć, że okładzina gumowa wykorzystywana jest również w inżynierii kryzysowej. Gdy rurociąg ulegnie pęknięciu z powodu wad materiałowych, przemarznięcia lub przewiercenia, stosuje się żeliwne lub stalowe obejmy naprawcze. Są one wyłożone od wewnątrz grubą, ryflowaną warstwą gumy uszczelniającej NBR lub EPDM, która po zaciśnięciu śrub wnika w szczelinę, całkowicie tamując wyciek i pozwalając uniknąć konieczności inwazyjnego spawania lub wymiany całego odcinka instalacji wodnej w ścianie.