Линейное расширение труб

Зависимость структуры материала от воздействия температуры

Оптимальный выбор изделий для установки трубопровода – армированные трубы со стекловолоконным или алюминиевым внутренним слоем. Армирование — слой фольги или стекловолокна — поглощает часть тепловой энергии от теплоносителя и сокращает коэффициент температурного расширения полимера. Благодаря этому потребность в компенсации физических изменений будет также снижена.

По сравнению с трубопроводной продукцией из полипропилена, полиэтиленовые трубы обладают достаточно высоким температурным удлинением – 0,15-0,20 мм/м ( о С). В то время, как этого недостатка лишены изделия из сшитого полиэтилена, у которого данный показатель составляет 0,024 мм/м ( о С). Благодаря этому, трубы PEX подходят для использования в системах, которые будут эксплуатироваться при повышенных температурных нагрузках. Но тем не менее для продления срока службы трубопроводной коммуникации крайне важно компенсировать тепловые деформации.

Трубы, армированные алюминием, между двумя слоями пропилена имеют прослойку из цельной или перфорированной алюминиевой фольги толщиной 0,1-0,5 мм. Все три слоя спекаются воедино, образуя прочное «тело» трубы. Перфорированный способ отличается тем, что фольга имеет равномерно расположенные отверстия, благодаря которым происходит более прочное скрепление слоев.

Следует отличать максимальную температуру, которую могут выдержать ПП-трубы, от их реальных физических свойств. Несмотря на то, что производитель указывает показатель температуры плавления полипропилена 170 °С, на самом деле полипропиленовые изделия начинают размягчаться уже при 135-140 °С.

В нашем каталоге, в зависимости от вида и размера полипропиленовых труб, цена на готовое ПП изделие варьируется от 40 рублей до 400. В стоимость (помимо себестоимости материала) уже заложены стандартные издержки на изготовление продукта (коммуникации, налоги, оплата транспортных услуг и т.д.).

Использование гибких компенсаторов решает вопрос с линейным расширением у полипропиленовых труб. А у труб Акватерм он полностью нейтрализуется и значение приближается к 0. При этом остаются все положительные качества ПП труб, которые позволяют создавать надёжные и долговечные трубопроводы.

Это важно! Расчет коэффициента температурного расширения актуален только для систем горячего водоснабжения и отопления, где вода нагревается до 70 °С и выше. Полипропиленовые трубы в системе холодного водоснабжения практически не меняют физических свойств, поэтому этот параметр брать во внимание при монтаже не нужно.

В трубопроводах холодного водоснабжения изменения температуры практически отсутствуют, поэтому в этом случае трубы не изменяют свои размеры, следовательно, на данную величину можно не обращать внимания. Совсем иначе обстоят дела с системами подачи горячей воды и отопительными коммуникациями, в которых имеет место процесс температурного расширения.

VALTEC полипропиленовые трубы армированные стекловолокном PN25

Неармированные (цельные) трубы изготавливаются из полипропилена с повышенным коэффициентом теплового расширения, они эффективны при температуре перекачиваемой жидкости не выше 95ºC. При 140º материал размягчается, что может стать причиной деформации трубопровода. Коэффициент теплового расширения составляет 0,15 мм/мК.

Чаще всего используются петлеобразные компенсирующие участки – кольцевые повороты с подвижной фиксацией на стене. Петля, полученная в результате такой установки, сжимается и расширяется при нагревании/остывании теплоносителя, не влияя на положение и геометрию трубопровода на остальных участках.

Как показывает расчёт линейных расширений, обычные ПП трубы обладают высоким коэффициентом температурного удлинения. Так, например, если монтировать трубопровод при температуре 20 о С, а потом начать транспортировать по нему рабочую среду при температуре 90 о С, то сама коммуникация нагреется до 70 о С. В результате температурного воздействия произойдёт изменения размеров: 10,5 мм на каждый метр.

Важно! Для монтажа инженерных систем используются неармированные и армированные ПП-трубы. Вторые имеют дополнительный слой, который защищает внешний слой полимера от перегрева. Благодаря этому снижается коэффициент температурного расширения трубы, но полностью он не нивелируется.

Для расчета необходимой длины трубопровода, а также мест установки компенсаторов используется специальная формула. В ней учитывается температура окружающей и рабочей среды, тип материала (армированный/неармированный полипропилен), длина участка. Полученный коэффициент переводят в сантиметры и добавляют к расчетной длине трубопровода.

Если для труб используются гибкие компенсаторы, то при монтаже коммуникаций из поливинилхлоридных комплектующих вообще не устанавливаются компенсирующие элементы. А для PVDF систем предназначены компенсаторы Козлова. Их установка положительно сказывается на качестве трубопровода и эксплуатационном периоде.

Чем опасно линейное расширение

Если выпустить из виду линейное расширение полипропиленовых труб, то в результате воздействия температурных нагрузок возможно вырывание элементов крепежа и появление на прямолинейных участках синусоидальных деформаций. В таких местах начинает собираться воздух, на фоне чего ухудшится пропускная способность сети. В системах отопления происходит снижение температуры рабочей среды в радиаторе и поломка соединений.

паяльник для полипропиленовых труб Основным монтажным инструментом для полипропиленовых труб выступает паяльник. К нему прилагается целый ряд насадок, соответствующих различному диаметру трубопровода. Процесс соединения труб и фитингов осуществляется в соответствии с таблицей рекомендуемой температуры сварки и только после оптимального разогрева инструмента. Следует учитывать, что причиной деформации трубы может выступать излишний перегрев изделия паяльным аппаратом. Для проведения сварочных работ в домашних условиях достаточно приобрести или взять на прокат паяльник мощностью 700-1500 Ватт. Армированные изделия требуют предварительной обработки (снятия наружного слоя с алюминиевой фольгой на глубину пайки) торцевателем. Для плотного соединения полипропиленового трубопровода, его фиксации и подключения к смесителям, фильтрам понадобятся и другие инструменты:

• молоток;
• нож или зачистка;
• отвертка;
• труборез;
• перфоратор;
• разводной ключ.

Металлопласт представляет собой многослойную конструкцию. Каждый из входящих в состав материалов имеет разное тепловое расширение. В результате этого при температурных колебаниях возможно расслоение изделия и нарушение герметичности в месте соединения. В целом линейное расширение металлопласта не превышает 0,025 мм/м ( о С).

Кроме самокомпенсации, предотвратить деформацию труб в результате температурного расширения можно с помощью дополнительных приспособлений – механических компенсаторов. Они устанавливаются на Г- и П-образных участках трубопроводов и представляют собой скользящие опоры, через которые проходит труба.

Трубы из PVDF имеют много плюсов, но при этом у них довольно высокий коэффициент линейного расширения. Поэтому они менее подходят для создания отопительных сетей и коммуникаций горячего водоснабжения, чем полипропиленовые трубы. Тепловое удлинение трубы PVDF составляет 0,12-0,18 мм/м ( о С).

Надежное соединение алюминиевого и полипропиленовых слоев придает трубе PN25 более жесткую конструкцию, способную эффективно работать даже в предельном температурном режиме +95º. При соединении труб алюминиевый слой срезается на расстоянии 1 мм. Возможно усиление трубопровода ближе к внутренней части, середине. Благодаря чему его не придется зачищать перед проведением сварочных работ.