Какое линейное расширение полипропиленовых труб?

Какое линейное расширение полипропиленовых труб?

Линейное расширение при монтаже трубопроводов из полипропиленовых труб

Пластиковые трубы имеют множество преимуществ перед металлическими, но фитинги для пластиковых труб имеют свои особенности, которые необходимо учитывать при проектировании и установке инженерных систем дома. Речь идет о тепловом или линейном расширении.

Что такое линейное расширение

Линейное расширение – это увеличение длины трубопровода под действием температуры теплоносителя и окружающей среды из-за физических свойств полимеров, вызывающих изменения структуры материала под влиянием температурных колебаний.

Полипропилен имеет довольно высокий коэффициент теплового расширения, и при нагревании рабочего тела до 70 ° С его длина может увеличиваться до 1,5-1,7 см. Это необходимо учитывать при проектировании и установке систем горячего водоснабжения и отопления, иначе это приведет к деформации, неисправности арматуры, утечке воздуха и снижению теплоотдачи батареями.

Если выполнить монтаж инженерной системы без учета этой особенности полимера, это может привести к деформации и выходу из строя трубопровода, особенно при установке системы большой длины (10 м и более).

На практике линейное расширение выглядит как смещение участка трубопровода: трубы на коленах и фланцевых соединениях отклоняются от вертикальной оси примерно на 1,5-1,7 см.

Ошибки проектирования, когда специалист забывает учитывать коэффициент теплового расширения (КТР), часто приводят к отклонению трубы от определенной оси, из-за чего сечение трубы выглядит волнистым.

Отсутствие специальных компенсирующих элементов вызывает провисание и деформацию труб, что значительно сокращает срок их службы.

По специальной формуле рассчитывается необходимая длина трубопровода, а также места установки компенсаторов. Он учитывает температуру окружающей среды и рабочую среду, тип материала (армированный / неармированный полипропилен) и длину секции. Полученный коэффициент переводится в сантиметры и прибавляется к рассчитанной длине трубопровода.

Расчет коэффициента теплового расширения актуален только для систем горячего водоснабжения и отопления, где вода нагревается до температуры 70 ° С и выше. Полипропиленовые трубы в установках холодного водоснабжения практически не меняют своих физических свойств, поэтому этот параметр не стоит учитывать при установке.

Зависимость структуры материала от воздействия температуры

Он должен отличать максимальную температуру, которую могут выдерживать полипропиленовые трубы, от их реальных физических свойств. Несмотря на то, что производитель указывает температуру плавления полипропилена 170 ° C, на самом деле изделия из полипропилена начинают размягчаться при 135-140 ° C.

Монтаж этих труб без учета теплового расширения – это не только риск деформации. Последствия ошибок при проектировании инженерных систем могут быть значительными:

есть повреждение крепежа; В деформированной части скапливается воздух, что снижает производительность системы (так называемое «дросселирование»); Температура радиаторов и стояков падает, система работает менее эффективно; Трубки лопаются, теплоноситель течет.

Важный! Неармированные и армированные полипропиленовые трубы используются для устройства инженерных систем. Последние имеют дополнительный слой, предохраняющий внешний полимерный слой от перегрева. В результате коэффициент теплового расширения трубы уменьшается, но не полностью.

Армированные полипропиленовые трубы имеют меньший коэффициент теплового расширения, но это все равно нужно учитывать.

Средние значения коэффициента теплового расширения:

неармированный – 0,15 мм / мК; армированный металлом – 0,03 мм / мК; армированный стекловолокном – 0,035 мм / мК.

Фактически, коэффициент теплового расширения для неармированных полипропиленовых труб толщиной 0,15 мм выглядит как удлинение сечения на 1 см на каждый метр трубопровода, когда температура рабочей среды достигает 70 ° C.

ПРИМЕЧАНИЕ. Это не означает, что длина длиной 5 м будет распространяться на 5 см во время потока горячей воды. В установках горячей воды температура воды составляет максимум 65 ° C, поэтому коэффициент теплового расширения также будет ниже.

Однако в конечном итоге фактические значения температуры должны учитываться при расчете длины инженерной системы. В случае установки нагрева длина трубы может увеличить на 5 см или более.

Расчет коэффициента расширения для различных видов труб

Существует модель для расчета расширения полипропиленовых труб после нагревания, что позволяет определить, увеличивается ли длина трубопровода:

Е – желаемая длина сечения после нагрева; К – коэффициент тепловой экспансии; D – Длина проектирования трубопровода в метрах; Т – Разница температур между воздухом в комнате и теплоносите.

Например, для установки системы отопления длиной 10 м и температурой теплоносителя на 90 ° С будут использоваться полипропиленовые трубы усиленными алюминиевыми.

Температура комнаты во время установки составляет 25 ° С. Используя шаблон, мы можем указать длину раздела после нагрева: 0,03 * (90-25) * 10 = 19,5 мм.

Это означает, что для армированного трубопровода полипропилена длиной 10 м в проекте вы должны добавить длину 1,95 см.

Монтаж с учетом показателя линейного расширения

При укладке трубопровода для горячей воды и нагрева (включая нагревание полов), расширение трубопроводов, вызванное высокой температурой, следует учитывать.

Оптимальный выбор для установки усилете трубы со стекловолоконным или алюминиевым сердечным слоем. Усиление – пленка или стеклопластиковый слой – поглощает часть тепловой энергии от теплоносителя и уменьшает коэффициент теплового расширения полимера. Это также уменьшит необходимость компенсации физических изменений.

Правила сборки труб, включая линейное расширение:

Необходимо оставить небольшой слот между трубопроводом и комнатой в комнате, потому что трубы могут отклоняться от своей оси во время нагрева и волнистых; Особенно важно оставить небольшой слот в уголках помещений, где трубы соединены съемниками или фланцами; На длинные участки трубопровода смонтируйте специальные линейные компенсаторы расширения, которые одновременно устанавливают трубопровод в его плоскости, но позволяют ей двигаться к установке Желательно уменьшить количество жестких соединений, чтобы обеспечить гибкость трубопровода.

В некоторых системах тепла и нагрева на основе армированных и несчастных продуктов, различные способы так называемого можно увидеть. Самокомпенсация теплового расширения в результате упругой полипропиленовой деформации.

Чаще всего используются кольцовые компенсаторные разделы – кольцевые луки с движущимся креплением стенок. Контур привел к тому, что такая система сжимается и проходит при нагревании / охлаждении теплоносителя, не влияя на положение и геометрию трубопровода на остальных участках.

Компенсаторы расширения труб

В дополнение к самооценке, деформации труб из-за термического расширения могут быть предотвращены с помощью дополнительных устройств – механических компенсаторов. Они установлены на эпизодах L и U-образных трубопроводов и являются скользящими опорами, через которые труба работает.

Специальные компенсаторы делятся на несколько типов:

Осевые (сильфон) – устройства в виде двух воротников, между которыми пружина сжимающая пружина и расширение секции трубопровода. Они прикреплены к кронштейну. Bączki используются для компенсации осевого отклонения секции трубопровода под воздействием теплового расширения. Вращающиеся – устанавливаются на разделах возврата трубопровода, чтобы уменьшить деформацию. Универсальный – объединить расширение во всех направлениях, компенсирующих вращение, сдвиг и сжатие трубы.

Компенсатор Козлова

Существует также новый тип устройства, названного из названия своего создателя – компенсатора Козлова. Это более компактное устройство, внешне напоминающее слой трубопроводной полипропиленовой секции.

Внутри компенсатора находится пружина, которая поглощает энергию расширения труб в заданной области, сжимаясь при нагревании воды и расширяясь при охлаждении. Преимущество компенсатора Козлова перед другими типами фитингов – более легкий и простой монтаж и меньший износ фитингов.

В отличие от петлевого участка, при установке компенсатора Козлова достаточно соединить участок трубы фланцевыми или сварными соединениями.

Предварительный расчет теплового расширения полипропиленовых труб

Расширение полипропиленовых труб происходит гораздо чаще, чем у стальных труб. Причем в полипропиленовой трубе такой эффект более выражен по длине. О расширении полипропиленовых труб для отопления собственно и пойдет речь в этой статье.

При прокладке труб очень важно учитывать такое свойство, как расширение, иначе через некоторое время произойдет деформация и нарушится герметичность всей системы.

Стоит отметить, что в установках с холодным водоснабжением, где его температура невысока, не учитывается коэффициент теплового расширения. Это актуально только для установок с горячим водоснабжением и отоплением, в большей степени для особо длинных трубопроводов.

Зависимость структуры материала от воздействия температуры

Несмотря на то, что изделия из полипропилена могут работать при 170 ℃, размягчение материала происходит уже при 140 ℃.

При установке таких труб в стены со временем они могут начать разрушаться. Трубы из армированного материала такого эффекта не имеют, но у последних есть еще один недостаток – труба может лопнуть.

Величины коэффициента теплового расширения

Стоит учитывать, что армированные трубы имеют более высокий коэффициент теплового расширения, чем неармированные трубы.

Если не учитывать коэффициент расширения полипропиленовых труб, крепежные хомуты могут сломаться под воздействием высокой температуры, и на равной части трубы может произойти синусоидальная деформация труб.

Воздух собирается в этих областях и снижает эффективность потока. В системах отопления температура радиатора падает и стыки разрушаются.

Неармированные полипропиленовые трубы имеют коэффициент теплового расширения 0,1500 мм / мК, а изделия с дополнительным армированием стекловолокном имеют коэффициент теплового расширения 0,03-0,05 мм / мК. Конечно, разница заметна, и к ней нельзя относиться легкомысленно во время работы.

Практика показывает, что полипропиленовая труба длиной 5 м увеличивается на 11-17 мм при нагревании.

Линейное расширение армированных полипропиленовых труб

Полипропилен имеет значительные значения коэффициента теплового расширения. Под воздействием высокой температуры трубы деформируются, что существенно влияет на внешний вид помещений.

Для уменьшения линейного расширения и повышения прочности такие трубы армируют стекловолокном или алюминием.

Есть несколько видов подкрепления. Существует три способа армирования алюминия: на внешнюю стенку изделия добавляется сплошной слой алюминиевого листа, на внутреннюю стенку укрепляется слой алюминия, усиление перфорированного алюминиевого листа (подробнее: «Как сделать армированную алюминием трубу – возможно способы усиления полипропиленовых труб »).

Для армирования алюминиевой фольгой необходимо использовать несколько слоев склеенного материала. Часто это является причиной того, что материал начинает расслаиваться, что сильно влияет на качество выполняемых работ.

Более надежным считается армирование труб стеклопластиком (подробности: «Характеристики труб, армированных стекловолокном, и способы их монтажа»). Этот слой зажат между слоями полипропилена. Материал состоит из трех слоев, что предотвращает коробление труб в будущем.

Коэффициент линейного расширения полипропиленовых труб с армированием и без него представлен ниже:

Неармированные трубы имеют значения 0,15 мм / мК, что находится в пределах 10 мм на 1 м при температуре 70 ° C. Алюминиевая арматура может снизить эти значения до 0,03 мм / мК. Линейное удлинение полипропиленовых труб составляет примерно 3 мм на 1 м. Для армирования стекловолокном эти значения составляют 0,035 мм / мК.

Компенсаторы расширения труб ПП

Из-за теплового расширения полипропиленовых труб под воздействием высоких температур через некоторое время трубы удлиняются и начинают провисать. Поэтому в трубопроводах длиной более 10 метров используются гибкие компенсаторы. Также читайте: «Как сделать теплоизоляцию из полипропиленовых труб, какой материал для этого использовать».

Компенсаторы представляют собой простые, гибкие соединяемые изделия в виде петли, обернутой петлей. Эта деталь очень важна, поскольку исключает влияние высоких температур на трубу. Он также защищает систему от избыточного давления. Эта деталь не только недорогая, но и простая в установке.

Разновидности компенсаторов

Существуют такие виды устройств для выравнивания теплового удлинения полипропиленовых труб:

Осевой. Такие компенсаторы имеют крепежные направляющие элементы и действуют как постоянные опоры. Их легко собрать. Скольжение. Такие части могут двигаться в двух направлениях. Они имеют одинарный или двойной сильфон из нержавеющей стали. Они прикреплены друг к другу с помощью армирующего соединения. Поворотный тип. Благодаря им можно нейтрализовать линейное удлинение на участке закрутки трубы и определить угол закрутки. Такие элементы используются в местах, где есть необходимость изменить направление сети под прямым углом. Универсальный. Такие устройства имеют три типа рабочего хода: угловой, поперечный и осевой. Эти виды изделий чаще всего используются при строительстве небольших сетей, а также при невозможности установки сильфонных компенсаторов (читайте также: «Виды компенсаторов для полипропиленовых труб и способы их сборки»). Фланцевого типа. Это устройства из резины, используемые для устранения теплового расширения полипропиленовых труб, а точнее для гашения ударной волны или сглаживания осевых неточностей трубопровода. Волна может возникнуть из-за внезапного повышения давления внутри системы.

Эти типы компенсаторов крепятся сварным или фланцевым способом.

Характерные особенности компенсаторов:

Нейтрализация вихревого течения и установление нормального давления внутри труб. Система достаточно герметична. Трубка прослужит дольше.

Вычисление коэффициента

Коэффициент теплового расширения полипропиленовых труб для отопления зависит от используемого материала. Существуют специальные формулы для проведения расчетов и избежания неудобств при установке системы.

Чтобы рассчитать возможную деформацию труб в сантиметрах, нужно знать их коэффициент расширения и длину. Комнатная температура считается рабочей температурой.

Сначала найдите разницу температур, а затем умножьте ее на длину трубы. Результат умножается на коэффициент расширения.

Приблизительный расчет

Если после расчетов коэффициент равен 20 мм, это означает, что при эксплуатации системы отопления удлинение полипропиленовых труб, армированных стекловолокном, составит 2 см. Это значит, что эти данные всегда нужно учитывать при прокладке сети.

Избавиться от лишних сантиметров можно следующим образом:

их можно устанавливать под прямым углом; добавить несколько частей петли; П-образные трубы

Если вы сомневаетесь в правильности выбора материала, и верен ли расчет удлинения полипропиленовых труб при нагреве, вы можете доверить такую ​​работу профессионалам.

Полипропиленовые трубы с каждым днем ​​становятся все более популярными. Они недороги и просты в установке. Тщательный выбор материала – важный фактор в создании качественной электросети. Приобретаемый товар должен быть самого высокого качества.

Не лишним будет перед покупкой посоветоваться со знакомым вам сантехником. Выбирая трубы, проверьте их на предмет возможных повреждений и трещин. Также не будем забывать о типе выбранных товаров.