Лінійне розширення поліпропіленових труб, армованих скловолокном: таблиця, опис
Використання поліпропіленових труб вигідно, так як вони мають значні переваги. Такий трубопровід надійний, екологічний має тривалий термін застосування. Однак якщо його експлуатація відбувається в умовах високих температур, доводиться брати до уваги коефіцієнт лінійного розширення поліпропіленових труб. Щоб запобігти шкоді, яку воно може завдати, необхідно розуміти його природу, вміти розраховувати збільшення довжини в таких випадках і знати, як потрібно виконувати монтаж трубопроводу, щоб унеможливити руйнівний вплив теплового розширення.
Історія появи поліпропіленових труб
Використання пластику розпочалося у тридцятих роках 20 століття. Спочатку для виробництва труб застосовували полівінілхлорид. Його основними недоліками є виділення при експлуатації канцерогенів та висока пожежна небезпека. При цьому треба пам'ятати, що в процесі горіння будуть вироблятися небезпечні для здоров'я речовини.
На зміну полівінілхлориду прийшов поліетилен. Він продемонстрував хороші експлуатаційні якості, але його можна використовувати лише для холодного водопостачання.
Поліпропілен не має згаданих недоліків та обмежень. Вони не змінюють своїх експлуатаційних якостей під час нагрівання або охолодження, що робить їх придатними для широкого вживання при виготовленні труб. Їх важливими перевагами є невразливість для корозії, відсутність реакції на використання розчинників та екологічність застосування. Встановлення поліпропіленових труб вигідне у зв'язку з такими причинами:
- Зберігає свої експлуатаційні властивості упродовж десятків років.
- Простота монтажу. Невелика вага робить перевезення зручнішим.
- Вода, що протікає такими трубами, не погіршує якості.
- Немає необхідності проводити фарбування труб.
- Не з'являється іржа.
- Використання в системах опалення унеможливлює утворення конденсату.
- Робочий діапазон температур становить 0-95 градусів.
- Через низьку теплопровідність немає необхідності додаткової теплоізоляції.
- Усередині труб не утворюються вапняні відкладення.
- При контакті з відкритим вогнем не спалахує і не виділяється шкідливих для здоров'я речовин.
Незважаючи на хороші експлуатаційні якості, пропілен має недолік, про який необхідно пам'ятати - при нагріванні труб відбувається лінійне подовження поліпропіленової труби. Якщо в системі температура перевищує 95 градусів, це може призвести до розм'якшення пластику.
Чим шкідливий вплив високої температури
Внаслідок підвищення температури відбувається розширення труби. Це розтягування залежить від довжини ділянки та сили нагріву. При цьому можливе провисання труби або зміна її форми. При монтажі повинна враховуватися така ситуація та необхідні заходи, які дозволять компенсувати вплив підвищення температури.
Якщо є короткі ділянки з жорсткими кріпленнями, розширення може призвести до пошкодження комунікації. При проектуванні можуть застосовуватися рухливі опори - тоді при розширенні усунення не може призвести до деформації. Також можливе виникнення таких проблем:
- Через порушення герметичності з'єднань всередину проникає повітря, що погіршує пропускну здатність системи.
- Через зсув можуть бути зірвані елементи кріплення.
- Можливе порушення цілісності труби.
- Через деформацію може бути знижена якість роботи опалення.
Якщо використовується армування, ризик виникнення неполадок істотно знижується.
Види поліпропіленових труб
Якщо виріб складається тільки з цього пластику, коефіцієнт розширення для поліпропіленових труб буде максимальним. Для того, щоб зменшити цей ефект, здійснюється армування труб. Для цього застосовується алюмінієва фольга чи склопластик. І тут коефіцієнт розширення у кілька разів зменшується.
Армування за допомогою перфорованої алюмінієвої фольги може відбуватися трьома способами:
- Фольгу прокладають із внутрішньої сторони труби.
- Її розміщують із зовнішнього боку.
- Метал знаходиться між шарами поліпропілену.
Метал прикріплюють за допомогою спеціального клею. Її товщина зазвичай дорівнює 01-05 мм. Недоліком використання є можлива втрата їм властивостей, що клеять, у складних умовах експлуатації. Наслідком може стати пошкодження оболонки та виникнення протікання.
Якщо потрібно виконати зварювання двох ділянок пластикової труби, то в місці розрізу зачищають шар алюмінію для того, щоб він не досягав ділянки, де провадиться зварювання.
При використанні скловолокна армування мають між шарами оболонки труби. З цього матеріалу не можна робити внутрішній шар, тому що з нього у воду потраплятимуть волокна. Скловолокно надає трубам підвищеної крихкості. Щоб її знизити, армуючий шар встановлюють ще в розплавленому поліетилені. У такому разі конструкція не міститиме клею, що надасть трубам монолітність і виключить розшаровування.
Подивившись це відео, можна більше дізнатися про те, як проводяться розрахунки для компенсаторів розширення поліпропіленових труб:
Корисне відео
Слабким місцем таких труб є ділянки, де відбувається розріз, через те, що у випадках армування виступатиме назовні. При цьому необхідно вживати особливих заходів для герметизації цього матеріалу всередині шару оболонки. Розширення поліпропіленових труб, армованих скловолокном, набагато менше, ніж у тих, де застосовується чистий пластик.
Як робити розрахунки
Під час проектування монтажу поліпропіленових труб важливо знати передбачувану величину теплового розширення. Ці дані можна отримати в такий спосіб.
- Потрібно врахувати, чи укріплена труба. Розширення армованих поліпропіленових труб менше, ніж під час використання чистого пластику.
- Якщо вона армована, то потрібно уточнити, яким саме способом за допомогою скловолокна або алюмінієвого шару.
- Визначається коефіцієнт розширення. Він є величиною подовження одного метра труби при підвищенні температури на 1 градус (К).
- Визначається те, яке нагрівання є у води, що проходить по трубі. Обчислюють різницю цієї величини з кімнатною температурою (Різниця).
- Вимірюють довжину труби (Довжина).
- Після цього визначають рівень збільшення довжини (Ув) за відповідною формулою.
Щоб обчислити, яке розширення поліпропіленових труб, використовується такий вираз.
Ув = Довжина * Різн * До
Результат у цій формулі вимірюється у міліметрах. Для того, щоб уявити, про які величини йдеться, потрібно враховувати таке:
- К = 0,15 для неармованої труби.
- К = 0,03 для тих, що укріплені алюмінієм.
- К = 0,035 під час використання скловолокна.
Таким чином, видно, що в результаті армування лінійне подовження поліпропіленових труб зменшується приблизно в 5 разів. Для ілюстрації сказаного можна розглянути такий приклад. Температура гарячої води, що йде поліпропіленовими трубами становить 75, а кімнатна буде 20 градусів. Труба не є армованою. Її довжина дорівнює 10 метрів. Далі слід застосувати відповідну формулу. Ув = 10*55*0,15 = 82,5 мм.
Якщо не вжити спеціальних заходів для захисту труби, таке подовження може призвести до її руйнування. Тепер припустимо, що йдеться про трубу, армовану скловолокном. Якщо до неї застосувати формулу, можна отримати Ув = 10 * 55 * 0,035 = 19,25 мм. У цьому випадку деформація буде значно меншою.
Проводити такі обчислення величини розширення поліпропіленових труб бажано перед здійсненням монтажних робіт. Насправді визначення того, наскільки велике розширення труби, зазвичай використовують не формулу, а складені з допомогою таблиці. Вони в лівій колонці мають довжини з проміжком 0,1 м, а у верхній частині - зміна температури з кроком в 10 градусів. У такому випадку для визначення потрібної величини достатньо подивитися значення на перетині необхідних колонки та рядки.
У відеоролику розказано про розширення поліпропіленових труб:
Корисне відео
Заходи для захисту цілісності труб під час розширення
Для того, щоб запобігти виникненню критичних ситуацій через розширення поліпропіленових труб при нагріванні, можна вжити таких заходів:
- Потрібно залишити відповідне місце між трубопроводом та упором. При цьому треба заздалегідь розрахувати ступінь розширення та забезпечити наявність достатнього простору.
- Потрібно звернути увагу на місця, де стоять поворотні муфти. Важливо їх розташувати таким чином, щоб у трубі не виникало напружень та деформацій.
- Якщо потрібно встановити довгу ділянку труби, то на ньому мають компенсатори подовження. Вони є конструкції, які фіксують положення трубопроводу, але дають можливість безпечно розширюватися на кожному невеликому відрізку.
При монтажі труб намагаються уникати наявності твердих стиків. Поширено використання петлеподібних ділянок труб. У разі сусідні елементи магістралі не прилягають щільно друг до друга.
Ще один спосіб компенсації полягає в тому, що між прямими відрізками труби встановлюються П-подібні з'єднання. При цьому вони зроблені таким чином, що тут кути конструкції можуть безпечно зміщуватися.
Існують пружинні конструкції, які застосовуються для протидії тепловому розширенню поліпропіленових труб. Прикладом такого рішення є компенсатор Козлова. У цьому випадку до кінців ділянки трубопроводу, розташованим один навпроти одного, прикріплюються кільця, з'єднані за допомогою пружини. Такий вузол знаходиться всередині ділянки більшого діаметра діаметра. При нагріванні кінці труб зближуються, які стримуються пружиною.
Висновок
При використанні пропіленових труб для холодного водопостачання ефект розширення можна не враховувати. Однак він відіграє важливу роль у тих випадках, коли експлуатація проводиться за підвищеної температури. При виборі матеріалу трубопроводу необхідно взяти до уваги, що наявність армування призводить до того, що збільшення довжини зменшується приблизно в 5 разів. Схема монтажу має бути такою, щоб можливі розширення не завдавали шкоди трубопроводу. Перед початком робіт рекомендується здійснити розрахунки впливу підвищення температури на конструкцію. Використання компенсаторів дозволить запобігти небажаному ефекту.
