Коэффициент расширения для полипропиленовых труб: от чего зависит, как его нивелировать

Общие сведения

Изменение свойств материала под влиянием температуры. Трубы из полипропиленового материала могут выдерживать кратковременный показатель температуры около ста семидесяти градусов, но изделия становятся мягкими при температуре, равной ста сорока градусам.

Свойство деформироваться следует брать во внимание, когда трубы монтируют.

Если уложить трубопровод в стене, через некоторое время расширяясь, он может разрушить ее целостность. Армированная продукция не расширяется, но может лопнуть.

Чему равен коэффициент расширения. Если во время монтажных работ пренебречь данным свойством трубы из полипропилена, то во время перепада температуры может слететь крепежная клипса, а на линейных участках может образоваться деформация синусоидального типа.

Данный участок снижает пропускной показатель жидкости, также в трубе образуется воздушная пробка. В сети для отопления это выражается понижением обогревательных функций батарей, поломкой стыков.

Линейное расширение изделий, не имеющих армирование, равно 0.1500 мм / мК. Полипропиленовые трубы, имеющие армирование с помощью стекловолокна показатель значительно ниже и составляет предел от 0.03 – х до 0.05 –ти мм / мК. Разница между значениями очень велика, это качество армированной продукции тоже надо учитывать.

Расчет коэффициента расширения для различных видов труб

Существует формула для расчета расширения полипропиленовых труб при нагреве, позволяющая определить, насколько увеличится длина трубопровода:

• Д — искомая длина участка после нагрева;
• к — коэффициент температурного расширения;
• ДТ — проектная длина трубопровода в метрах;
• t – разница температур между воздухом в помещении и теплоносителем.

Например, для установки системы отопления протяженностью 10 метров и проектной температурой теплоносителя 90 °С будут использоваться армированные алюминием полипропиленовые трубы.

Температура в комнате во время монтажа составляет 25 °С. Используя формулу, можно определить длину участка после нагрева: 0,03*(90-25)*10 = 19,5 мм.

То есть к трубопроводу из армированного полипропилена протяженностью в 10 м при проектировании необходимо еще добавить запас длины 1,95 см.

Труба полипропиленовая с номинальным давлением PN25: технические характеристики

Несколько лет назад была разработана и выпущена в массовое производство труба ППР PN25. С ее техническими характеристиками можно ознакомиться в паспорте изделия.

№	Название характеристики	Значения для полипропиленовых труб: размеры
20÷3,4	25÷4,2	32÷5,4	40÷6,7	50÷8,3	63÷10,5
1	Внутренний Ø	13,2 мм	16,6 мм	21,2 мм	26,6 мм	33,4 мм	42,0 мм
2	Теплоемкость удельная	1,75 кДж/(кг·K)
3	Допуск по Ø	+0,3 мм	+0,3 мм	+0,3 мм	+0,4 мм	+0,5 мм	+0,6 мм
4	Линейное расширение, (1/0С)	3,5÷10-5
5	Время нагрева во время сварки	5 сек	7 сек	8 сек	12 сек	18 сек	24 сек
6	Коэффициент шероховатости (эквивалентной)	0,015 мм
7	Время остывания, (секунды)	120 сек	120 сек	120 сек	240 сек	250 сек	360 сек
8	Предел прочности на разрыв	35 МПа
9	Нормативная серия	S2,5
10	Удлинение от разрыва (относительное)	350 %
11	Вес (кг/метр погонный)	0,175	0,272	0,446	0,693	1,075	1,712
12	Предел текучести на растяжение	30 МПа
13	Текучесть расплава (индекс) PPR	0,25 г/10 мин
14	Теплопроводность	0,15 ВТ м/0С
15	Время нагрева во время сварки	5 сек	7 сек	8 сек	12 сек	18 сек	24 сек
16	Модуль слоя упругости PPR	900 МПа
17	Глубина гнезда под трубу (минимальная) при сварке	14 мм	15 мм	17 мм	1 8 мм	20 мм	24 мм
18	Плотность трубы (эквивалентная)	0,989 г/м3
19	Объем (внутренний) метра погонного/л	0,137	0,217	0,353	0,556	0,876	1,385
20	Модуль слоя упругости PPR + фибра	1200 МПа
21	Размерное соотношение (стандарт)	6SDR
22	Плотность PPR	0,91 г/м3
23	Давление (номинальное), PN	25 бар	25 бар	25 бар	25 бар	25 бар	25 бар
24	Время самой сварки	4 сек	4 сек	6 сек	6 сек	6 сек	8 сек

Труба полипропиленовая с номинальным давлением PN25 является изделием высокого качества, несмотря на то, что появилась на рынке не так давно. Использование данной технологии позволило устранить проблему с высоким коэффициентом теплорасширения трубной продукции из пластика.

Данные выше характеристики позволяют применять ее в системе питьевого и горячего водоснабжения, при монтаже отопления и других инженерных коммуникаций. Для неагрессивных жидкостей и газов, не воздействующих на материал трубы, она также отлично подойдет.

Способы ликвидации эффекта теплового расширения труб

• При установке системы отопления, между трубопроводом и стеной предполагаются определенного размера зазоры. Следовательно, у труб появляется возможность расширяться при нагревании на несколько сантиметров. Во избежание полной поломки систему отопления не прокладывают строго вдоль стен;
• Наиболее тщательно необходимо следить за пайкой труб из полипропилена в участках углов помещения. Нужно сохранять зазоры определенного размера для предотвращения упора труб в стену;
• На участках продолжительного трубопровода обязательно устанавливают особые компенсаторы. В П-образных зонах тепловое расширение способствует подвижности полипропиленовых труб. Дабы воздушные камеры не образовывались в верхних участках подобных компенсаторов, их установку производят с наклоном. В подобном случае во время наполнения системы горячим теплоносителем воздушные пробки из них уйдут;
• При грамотном применении опор и подбора определенной формы трубопровода проблема линейного расширения устраняется.
• Основные рекомендации монтирования: устройство гибкой системы, с минимальным количеством жестких стыков, обладающих низкой способностью к деформированию.

Трубы из полипропилена, при соблюдении рекомендации производителя и правил монтажа, отличаются от других видов своей небольшой стоимостью, простотой укладки, большим сроком эксплуатации и безопасностью.

При постройке новых домов и при ремонте старых зданий все чаще применяются полипропиленовые трубы. Они простые в монтаже, удобные в транспортировке и отличаются пониженным уровнем шума. Трубы из полипропилена по сравнению с металлическими, намного больше при колебаниях температуры меняют свою длину. Поэтому тепловое расширение полипропиленовых труб обязательно нужно учесть при проектировании трубопроводов, особенно если применяются неармированные трубы в системах отопления и горячей воды.

К чему может привести игнорирование теплового расширения

При нагревании полипропиленовые армированные трубы могут вырывать клипсы и другие крепления, при этом принимая форму волны. Такое явление бывает на длинных ветках труб для отопления, которые длиной более десяти метров.

В верхних точках труб скапливается воздух. Это содействует тому, что из-за этого воздуха проходное сечение труб становится уже и пропускная способность труб уменьшается, поэтому они и становятся волнообразными. 

В отопительной системе начинают хуже греть батареи. В водоснабжении горячем это приводит к тому, что становится меньше напор воды. В некоторых случаях линейное расширение полипропиленовых труб приводит к полной поломке системы отопления.

Коэффициент линейного расширения

Коэффициент теплового расширения полипропиленовых труб неармированных составляет 0,1500 мм/мК. Армированный полипропилен имеет коэффициент от 0,03 до 0,05 мм/мК. У полипропиленовых труб, армированных стекловолокном или же алюминием коэффициент, как видите, меньше, чем у обычных труб из полипропилена и разница довольно большая. Это нужно всегда учитывать при монтаже той или же иной системы.

Всегда нужно подсчитывать длину труб. При этом нужно учесть, насколько увеличится их длина при подаче в отопительную систему горячего теплоносителя. Если подсчитать, учитывая коэффициент линейного расширения, то при длине ветки труб в пять метров общее их расширение может быть от 10,5 до 17,5 миллиметров.

Как устранить эффект теплового расширения

При монтаже отопительных систем между трубами и стенами оставляют зазоры. Зазор между стенами и трубами должен позволить расшириться трубам на пару сантиметров, поэтому отопительные трубы нельзя вести строго по стенкам, это приведет к поломке системы.

Уделяйте особое внимание пайке полипропиленовых труб в углах помещения. Оставлять надо такие зазоры, чтобы трубы в стену не упирались.

При использовании длинных веток труб нужно устанавливать специальные компенсаторы. Это П-образные участки, которые при тепловом расширении допускают движение труб. Чтобы воздух не скопился в верхних точках этих компенсаторов, их устанавливают с наклоном вниз или ровно. Тогда при заполнении системы из них удалится воздух.

Правильное использование опор и выбор конфигурации трубопровода во многом решают проблему тепловогорасширения. Общее правило монтажа – это создание как можно более эластичной и гибкой системы, которая имеет минимум жестких коротких узлов, имеющих маленькую способность к деформации.

В системах отопления и водоснабжения обычные стальные трубы сейчас уже не устанавливаются, на их место пришел полипропилен и металлопластик. Первый отличается дешевизной, и поэтому большей популярностью.

Современные технологии

Технология производства постоянно совершенствуются, сейчас на рынке закрепились армированные трубы из полипропилена с наличием слоев из стекловолокна или алюминиевой фольги.

Причем размещение армировки может быть как внутренним, так и поверхностным. К тому же совместно с полипропиленом могут использоваться слои из другого полимера.

Такое разнообразие позволяет получить различные сочетания качеств, характеристик и цены. А какие характеристики востребованы у потребителя?

Зачем нужна армировка

Полипропилен подвержен значительному температурному расширению. Длина изделия из этого материала может увеличиваться до 15% при нагреве до 100 град С. Понятно, что столь значительное изменение размеров не приемлемо в системах отопления (рабочая температура 80 град С) и ГВС (60 град С).

Текучесть полипропилена явно проявляется при нагреве до 140 град С. Но под давлением в 2 атм, изменение формы возникнет и при 100 град С.

Армировка является тем каркасом, который сохраняет форму труб при больших температурах и давлении.

Но и армированные полипропиленовые трубы могут работать только до 95 град С при давлении 3 атм. Подробнее о максимальных длительных и пиковых температурах и давлении нужно узнавать в характеристиках, которые дает производитель.

Коэффициенты теплового расширения

Трубы из полипропилена характеризуются коэффициентом теплового расширения — на сколько мм изменяется изделие размером в 1 метр при нагреве на 1 градус.

Линейное тепловое расширение:

• чистого полипропилена — не менее 0,15 мм/мК, это значит, что при нагреве до 75 град С 1 метр трубы удлинится на 10 мм;
• алюминиевая амрмировка — 0,03 мм/мК, до 3 мм на один метр;
• армирование стекловолокном — 0,035 мм/мК.

Т.е. наличие прочного слоя в стенке трубы позволяет сократить удлинение фактически больше чем в 3 раза. Но тепловые зазоры с конструкциями здания, при монтаже этого трубопровода, должны быть значительными.

Стекловолокно в стенке трубы

При изготовлении полипропилен обволакивает мельчайшие стекловолокна, образуя фактически монолитное соединение. Поэтому трубы с такой армировкой не расслаиваются. Кроме того, им предается значительно большая механическая прочность, даже излишняя в обычных условиях.

Коэффициент линейного расширения — удовлетворительный. Отдельные варианты труб могут применяться в самых нагруженных по температуре и давлению системах.

При этом сохраняется наименьшая цена за изделие.

Почему данная конструкция при всех достоинствах не всегда удовлетворяет требования потребителя?

Армирование алюминием

Армировка алюминием позволяет создать сплошную надежную преграду для проникновения кислорода из воздуха в теплоноситель. Обмен кислородом с атмосфером вызывает усиленные коррозионные процессы в высокотемпературных системах отопления. Проектировщики зачастую планируют именно трубы с кислородным барьером.

Наиболее надежным барьером является алюминиевая фольга.

Она может применияться совместно с полипропиленом в различных вариантах:

• Слой внутри стенки трубы;
• алюминий снаружи, покрыт тонким слоем пластика. В этом случае при пайке фольгу зачищают.

Сама же фольга может быть сплошной или перфорированной с толщиной в пределах 0,1 — 0,5 мм.

Применение перфорированной фольги

Гладкая фольга практически не имеет адгезии с полипропиленом, для сцепления слоев применяется клей. Тогда стенка трубы фактически пятислойная:

• материал-клей-алюминий-клей-материал.

Большой недостаток в том, что с такой армировкой трубы при пайке (сильном нагреве) и в процессе эксплуатации расслаиваются, — теряют прочность, вздуваются…

Выход найден в применении фольги «в дырочку» — перфорированной. Сцепление слоев при этом отличное, расслаивания не происходит. А проникновение кислорода сильно не увеличилось — в норме, так как дырки составляют маленький процент площади материала.

В последнее время армировку делают в основном из перфорированной фольги.

Варианты слоев и армировок, маркировка труб

По стандарту материал, из которого изготовлены многослойные трубы, указывается в маркировке. Алюминиевая фольга обозначается как — AL. Полипропилен — PPR.
Тогда на трубе будет обозначено — PPR-AL-PPR.

Возможно также, что верхний тончайший слой для покрытия наружной фольги будет как PEX, — модифицированный полиэтилен.
Или же наоборот внутренний слой сшитого полиэтилена способствует лучшим гидравлическим характеристикам и созданию лучших стыков (не растекается), а полипропилен снаружи служит для сваривания, — PPR-AL-PERT

Если же армирование выполнено стекловолокном, то обозначение преобразуется как PPR-FB-PPR, но стекловолокно могут обозначать и как FR, GF…

Сложности работы с алюминием

Наличие алюминиевой фольги для потребителя означает не только повышенную цену, но и сложность монтажа.
Причем более прогрессивные трубы, у которох фольга находится внутри материала, а не сверху еще дороже.

Если алюминий сверху его нужно удалять на глубину пайки с фитингом.
Но если слой внутри, то специалисты рекомендуют трубу проторцевать специальным приспособлением на дрель — сделать край максимально ровным, чтобы металл контактировал с теплоносителем поменьше.

Со стекловолоконной армировкой работать не в пример проще, ничего подобного делать не нужно.

Какой трубопровод применить

В отрытых системах отопления и для любого водоснабжения алюминиевая фольга не нужна. Она больше востребована как барьер кислороду в горячих замкнутых системах частных домов. Требования же проектировщиком в отношении применения кислородоустойчивых труб уважать рекомендуется.

Но зачастую в домашних сетях, умельцы подобные сложности игнорируют и массово применяют более дешевые, более прочные, и просто-монтируемые трубы PN-25 PPR-FB-PPR армированные стекловолокном.

Как собрать полипропиленовый трубопровод

Строительные фирмы, или специалисты с полипропиленом работают неохотно, так как не могут гарантировать заказчику качество стыков и безремонтность трубопровода. И все из-за невозможности стандартизации и проверки качества сварных соединений.
Подробней, насколько хорош полипропилен, как его паять

Но при самостоятельном монтаже армированные полипропиленовые трубы вне конкуренции из-за простоты монтажа и копеечной стоимости.

При значительных объемах монтированного трубопровода, с прицелом на дальнейший ремонт, рекомендуется обзавестись полифузом — сварочным аппаратом, в бытовом варианте он стоит до 1000 руб.
Если же объем работ мал, то паяльник можно взять и на прокат.

Какие бренды, какие трубы приобрести

На рынке широко продаются изделия известных компаний. У нас популярны немецкие и чешские трубы. Охотно берут не уступающую по качеству, но более дешевую «турцию».

Но неизвестных производителей лучше избежать, мало-ли, небольшая сэкономленная сумма не стоит риска. Такие производители армированных полипропиленовых труб как

• FV Plast (Чехия),
• Banninger (Германия),

производят продукцию, которая заслужила авторитет среди наших потребителей надежностью, высоким качеством.

Как производить расчёты

При проектировании монтажа полипропиленовых труб важно знать предполагаемую величину теплового расширения. Эти данные можно получить следующим образом.

• Нужно учесть, укреплённая или нет труба. Расширение армированных полипропиленовых труб меньше, чем при использовании чистого пластика.
• Если она армированная, то нужно уточнить, каким именно способом — при помощи стекловолокна или алюминиевого слоя.
• Определяется коэффициент расширения. Он представляет собой величину удлинения одного метра трубы при повышении температуры на 1 градус (К).
• Определяется то, какой нагрев имеется у воды, проходящей по трубе. Вычисляют разницу этой величины с комнатной температурой (Разн).
• Измеряют протяжённость трубы (Длина).
• После этого определяют степень увеличения длины (Ув) по соответствующей формуле.

Чтобы вычислить, каково расширение полипропиленовых труб, используется такое выражение.

Ув = Длина * Разн * К

Результат в этой формуле измеряется в миллиметрах. Для того, чтобы представить, о каких величинах идёт речь, нужно учитывать следующее:

• К = 0,15 для неармированной трубы.
• К = 0,03 для тех, которые укреплены алюминием.
• К = 0,035 при использовании стекловолокна.

Таким образом видно, что в результате армирования линейное удлинение полипропиленовых труб уменьшается примерно в 5 раз. Для иллюстрации сказанного можно рассмотреть следующий пример. Температура горячей воды, идущей по полипропиленовым трубам составляет 75, а комнатная будет 20 градусов. Труба не является армированной. Её длина равна 10 метрам. Далее нужно применить соответствующую формулу. Ув = 10 * 55 * 0,15 = 82,5 мм. Если не принять специальных мер для защиты трубы, такое удлинение может привести к её разрушению. Теперь предположим, что речь идёт о трубе, армированной стекловолокном. Если к ней применить формулу, то можно получить Ув = 10 * 55 * 0,035 = 19,25 мм. В этом случае деформация будет существенно меньшей.

Проводить такие вычисления величины расширения полипропиленовых труб желательно перед осуществлением работ по монтажу. На практике для определения того, насколько велико расширение трубы, обычно используют не формулу, а составленные с её помощью таблицы. В них в левой колонке располагают длины с промежутком 0,1 м, а в верхней части — изменение температуры с шагом в 10 градусов. В таком случае для определения искомой величины достаточно посмотреть значение на пересечении нужных колонки и строки.

В видеоролике рассказано о расширении полипропиленовых труб:

Подробности

Практическим путем проверили, пятиметровый трубопрокат из полипропиленового материала удлиняется от 11 – 17 миллиметров.

Расширение изделий, имеющих армирующий слой.

Полипропилен обладает высоким уровнем деформации, если повышается температура носителя.

Чтобы добиться снижения линейного расширения, при этом повысить прочность системы, трубы снабжают армирующим покрытием из стекловолокна либо алюминия.

Виды армирования при помощи алюминия:

1.наносят слой при помощи алюминиевого листа сверху трубы.

2.алюминиевый лист наносят внутри трубы.

3.проводят армирование при помощи перфорированного алюминия.

Все методы представляют собой склеивание трубопроката из полипропилена и алюминиевой фольги. Данный способ малоэффективен, так как труба может расслаиваться, изменяя качество изделий в худшую сторону.

Процесс армирования при помощи стекловолокна является более функциональным и прочным. Данный метод предполагает, что внутри и снаружи трубы остается полипропилен, а между ними укладывают стекловолокно. Армирующая труба имеет три слоя. Такие трубы не подвержены тепловому изменению.

Сравнение показателя расширения до и после армирующей процедуры:

1.простые трубы имеют коэффициент в 0.1500 мм / мК, по-другому десять миллиметров на метр погонный, при изменении температуры на семьдесят градусов.

2.армированные трубопрокаты при помощи алюминия меняют значение до 0.03 мм/ мК, по-другому равно трем миллиметрам на погонный метр.

3.во время армирования стекловолокном показатель снижается до 0.035 мм / мК.

Полипропиленовые трубопрокаты с армированным слоем из стекловолокна применят в различных сферах.

Трубопрокаты имеют ряд положительных свойств:

1.имеют легкий вес.

2.эластичные.

3.противостоят образованию коррозии.

способны транспортировать химические вещества.

5.считаются чистыми с точки зрения экологии.

Особенности армирования труб из полипропилена. Армирующим материалом является цельная либо перфорированная фольга, которая имеет толщину 0.01 до 0.005 сантиметров. Материал прокладывают на стенке снаружи либо внутри изделия. Слои соединяют при помощи клея.

Фольга ложится сплошной прослойкой, которая становится защитой от кислорода. Большой объем кислорода образует коррозию на отопительных приборах.

Армирующий слой из стекловолокна образует три слоя, средний из них является стекловолокном. Его сваривают с полипропиленовыми соседними прослойками.

Так образуется максимально прочное изделие, наделенное малым показателем линейного расширения.

Внимание! Стекловолокно, как армирующий материал, имеет больше преимуществ, он монолитен и не расслаивается, в отличие от алюминиевого армирования.

Все изделия из полипропилена: армированные и неармированные, отличаются гибкостью, так как имеют большой показатель упругости.

Свойство делает сборку трубопроводов простым процессом, снижает затраты на время монтажа, потому что перед укладкой не требуется зачистка армирующего слоя из алюминия.

Линейное расширение металлопластиковых труб — Трубы и сантехника

Широкое применение металлопластиковых труб в бытовых системах водоснабжения и отопления стало возможным благодаря уникальной конструкции, совмещающей в себе положительные черты металлических и пластиковых труб одновременно.

Металлопластиковые трубы – технические характеристики которых, несмотря на популярность изделий, знакомы далеко не каждому, отличаются высокими антикоррозионными свойствами, гибкостью и остаются при этом все такими же прочными. В данной статье мы дадим более подробную характеристику металлопластиковым трубам, опишем их строение и особенности использования.

Металлопластиковые трубы и фитинги для их соединения

Конструкция металлопластиковых труб

Состав труб из металлопластика

В качестве основы металлопластиковой трубы выступает внутренний слой полиэтилена, который придает трубе прочность и выполняет несущую функцию.

К нему посредством клеевого состава прикрепляется слой алюминиевой фольги, препятствующий диффузии кислорода и стабилизирующий трубу.

Края фольги свариваются между собой лазером встык. Стабилизирует металлопластиковые трубы температура их линейного расширения, которая становится сопоставима с температурой расширения металлических труб. Одновременно декорирующую и защитную функцию несет в себе наружный полиэтиленовый слой белого цвета.

Общая конструкция труб выглядит следующим образом:

• полиэтиленовый слой;
• слой клея;
• алюминиевый слой;
• еще один слой клея;
• наружный слой полиэтилена.

Благодаря именно этой уникальной конструкции срок службы металлопластиковых труб является весьма длительным.

При всем этом, каждый конструктивный слой металлопластиковой трубы несет свою отдельную функцию. Так, сшитый полиэтилен, составляющий внутренний слой, обеспечивает внутренней поверхности необходимую гладкость, защищая ее от зарастания накипью и наслоений прочего типа.

Оба полимерных слоя оберегают сердечник из алюминия от формирования гальванических пар со стальными и латунными элементами трубопровода, уменьшают теплопроводность труб и интенсивность образования на них конденсата.

Конструкция металлопластиковой трубы

Формы выпуска металлопластиковых труб

Наружные диаметры металлопластиковых труб, производимые современными изготовителями, колеблются от 16 до 63 мм. Наиболее распространенными являются диаметры в 16, 20, 26 мм, иногда при формировании обширной разводки больших домов используют также диаметры в 32 и 40 мм.

Для разводки водопровода в обычной квартире вполне подойдет металлопластиковая труба – диаметр которой 16 или 20 мм. К примеру, основная разводка труб может быть сформирована из изделий 20 мм диаметра, тогда как из труб 16 мм можно провести отводы к ванне, смесителям и прочим бытовым приборам.

Важно

Стоимость фитингов под трубы в 20 мм диаметром существенно дороже в сравнении с соединительными элементами 16 мм труб.

Линейное увеличение армированных изделий

Полипропилен – это материал с довольно высоким коэффициентом теплового расширения. Если на него длительное время действует высокое давление и горячая вода, то, как результат появляется деформация, которая значительно портит внешний вид помещения.

Для того, чтобы снизить линейное увеличение и увеличить прочность, данные трубопрокатные материалы армируют стекловолокном или алюминием.

Существует несколько разновидностей армирования. Армирование алюминием выполняют тремя разными вариантами: внешнюю стенку заготовки соединяют с целостным алюминиевым листом; листом алюминия укрепляют стенку внутри; и последний способ – это армирование перфорированным алюминием.

Каждый из этих методов является склеиванием ПП труб с алюминиевой фольгой. Но, такой способ не всегда эффективен, потому, что материал расслаивается, что существенно влияет на качество выполняемой работы.

Армирование труб стекловолокном получается более надежным способом. При этом с верхней и внутренней части трубы расположен полипропилен, а центральная часть заполнена стекловолокном. Обычно это армирование выполняют в три слоя. В результате изделия не подвергаются деформации.

Вот так выглядит показатель коэффициента до и после армирования:

• Неармированные изделия – 0,15 мм/мК. Это приблизительно 10мм на один метр при поднятии температуры на 70 градусов.
• Армирование алюминием меняет этот показатель на 0,03 мм/мК. И линейное увеличение составляет приблизительно 3 мм на один метр.
• Коэффициент теплового линейного увеличения полипропиленовых изделий армированных стекловолокном составляет 0,035 мм/мК.

Армированные полипропиленовые трубопрокатные изделия – это один из вариантов стройматериалов, предоставленных современным рынком.

Эти трубы легче металлических аналогов, эластичные, отличаются высоким показателем устойчивости к коррозийным образованиям. Они легко переносят воздействие химической среды и экологически безвредные.

Линейное расширение полипропиленовых труб, армированных стекловолокном, заслуживает особого внимания. Все дело в том, что полипропилен – это пластик, отличающийся высоким коэффициентом теплового расширения.

Совместно с избыточным давлением и горячей жидкостью это приводит к деформационным изменениям материала.

Чтобы снизить величину линейного расширения и поднять прочность, полипропиленовые трубопрокатные изделия армируют алюминиевой фольгой или стекловолокном.

Зависимость структуры материала от воздействия температуры

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.

Установка таких труб без учета температурного расширения – это не просто риск деформации. Последствия ошибок в проектировании инженерных систем могут быть значительные:

• происходит срыв крепежных элементов;
• на деформированном участке скапливается воздух, снижающий пропускную способность системы (т.н. завоздушивание);
• температура радиаторов и стояков снижается, система работает менее эффективно;
• трубы лопаются, возникают утечка теплоносителя.

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.

У армированных полипропиленовых труб КТР меньше, но его все равно нужно учитывать.

Усредненные показатели коэффициент температурного расширения:

• неармированные – 0,15 мм/мК;
• армированные металлом – 0,03 мм/мК;
• армированные стекловолокном – 0,035 мм/мК.

На деле коэффициент температурного расширения для неармированных ПП-труб 0,15 мм выглядит как удлинение участка на 1 см на каждый метр трубопровода, если температура рабочей среды достигнет 70°С.

Внимание! Это не означает, что труба длиной 5 м удлинится на 5 см при запуске горячей воды. В системах горячего водоснабжения температура воды составляет максимум 65°С, следовательно коэффициент расширения также будет меньше.

Но, в конечном счете, при расчете длины инженерной системы нужно учитывать реальные температурные показатели. Для системы отопления длина трубы может увеличиться на 5 см и более.

Что дают знания о коэффициенте расширения

Самое важное, почему необходимо знать о значении расширения, чтобы не разрушить систему, когда температура увеличивается. Этот фактор важен для отопительной сети, также водопровода с горячей водой. Его учитывают во время прокладки теплых полов.

Важно! Во время монтажа не стоит забывать, что линейное расширение увеличится до 1.5 миллиметров на метр трубопровода. Стекловолокно в качестве армирования снижает значение до шести раз.

Деформация труб приводит к повышению шума во время протока носителя, понижает уровень стабильности всей системы.

Важно! Для систем, которые подвергаются нагреву, подбирают изделия, имеющие самый низкий уровень тепловой деформации.

Монтаж системы отопления из полипропиленовых труб своими руками

Полипропиленовые трубы всё чаще становятся удачной заменой стальным и чугунным аналогам из числа тех, что ранее применялись в сантехнике. Многие сооружаемые частные дома теперь оснащаются отопительными системами, ХВС и ГВС, смонтированными на основе полипропилена.

К тому же монтаж отопления из полипропиленовых труб несложно выполнить самостоятельно. Во всяком случае, соорудить пластиковую систему значительно легче, чем металлическую.

Отопление на базе полипропилена

Если решено сделать систему отопления или какую-то другую из полипропиленовых труб, мастеру кроме пластиковых рукавов, потребуется дополнительная комплектация.

Отопительная система жилого дома, смонтированная на основе полипропиленовых труб – это уже привычный уклад бытовой жизни. Практичность и несложное изготовление сделали полипропилен крайне популярным

В частности, потребуется следующий материал, оборудование, инструмент:

• трубные ножницы или труборез;
• паяльный сантехнический станок;
• резак для снятия фольги;
• лента герметизирующая (фторопластовая);
• острый нож;
• обезжиривающие средство (например, салфетки Tangit);
• необходимый ассортимент фитингов;
• рулетка и маркер;
• крепёжные детали, винты и дюбели.

Следует обратить внимание на главный материал – ПП трубы, из которых предполагается создавать систему отопления. Потому что систему отопления из полипропиленовых труб допускается собирать на базе материала разного класса.

Конкретный выбор сборки зависит от планируемых условий эксплуатации.

Классификация и расчетные параметры

Существующими нормами ГОСТ (ISO10508) установлена классификация полипропиленовых рукавов, исходя из которой этот материал допустимо применять в определённых условиях эксплуатации.

Классификация труб на полипропиленовой основе чётко указывает эксплуатационные параметры. Принимая во внимание это обозначение, легко и просто подобрать материал под конкретную конфигурацию отопительной системы

Рукава делят на 4 класса (1,2, 4,5) по типовым областям применения и по значениям рабочего давления (4,6,8,10 АТИ):

• класс 1 (системы горячей воды до 60°);
• класс 2 (системы горячей воды до 70°С);
• класс 4 (напольный обогрев и радиаторные системы до 70°С);
• класс 5 (радиаторные системы до 90°С).

Например, требуются полипропиленовые рукава, чтобы сделать низкотемпературную систему отопления. Тогда по обозначению на внешней поверхности труб можно определить подходящий материал.

Для данного случая вполне подойдут рукава с обозначением – Class 4/10, что соответствует граничному температурному параметру 70ºС и допустимой границе рабочего давления – 10 АТИ.

Промышленность, как правило, производит изделия универсального назначения. Изготовленными продуктами поддерживается обширная классификация. В документации на такой материал классификация указывается стандартным перечислением допустимых параметров (Class 1/10, 2/10, 4/10, 5/8 bar).

Каждый фирменный продукт имеет на внешней поверхности обозначение класса применения, которым фактически определяются эксплуатационные параметры будущей конструкции домашнего отопления

Таким образом, рассчитывая сделать отопление в доме из полипропилена своими руками, главный материал обычно выбирается мастером в прямой зависимости:

• от запланированных эксплуатационных параметров;
• от способов нагрева теплоносителя;
• от применяемой системы регулирования.

Желательно также рассчитать срок эксплуатации будущей отопительной системы, применяя параметры:

• верхние значения Траб и Pраб;
• толщину стенки труб;
• наружный диаметр;
• коэффициент безопасности;
• продолжительность отопительного сезона.

В среднем, срок эксплуатации полипропилена должен составить не менее 40 лет.

Как происходит сборка системы из ПП труб

Рассмотрим, как сделать систему отопления из полипропилена с учетом норм и правил монтажа. Началу производства сети должен предшествовать внимательный осмотр всех деталей комплекта будущей системы. Компоненты (трубы, фитинги) должны быть в надлежащем виде – чистые, без наличия повреждений.

Рекомендуется применять детали только одного производителя. Температура окружающей среды площадки производства работ — не менее + 5°С.

Набор деталей для сборки отопительной системы из полипропиленовых продуктов сочетает в себе различные технические компоненты, использование которых в построении инженерного проекта является обязательным

Соединять между собой полипропиленовые детали системы допускается одним из трёх видов сварки:

Некоторые детали полипропиленовой отопительной системы могут соединяться посредством резьбового сочленения. Для этого используются специальные фитинговые детали с резьбой.

Самодельная нарезка резьбы на полипропиленовых трубах запрещается. Резьбовые соединения следует уплотнять тефлоновой лентой. Применение льна или пакли на полипропилене не практикуется.

Особенности стекловолокна, как материала для армирования

Материал для армирования применяют сравнительно недавно. У стекляннной фибры самый низкий уровень расширения, равен 0.009 мм / мК.

Материал отличается прочностью во время нагрузок. Показатель в отличие от стали достигает значения до трех раз больше. Трубы со слоем из стекловолокна имеют достаточную прочность, эластичность, что снижает уровень теплового изменения.

Внимание! Стекловолокно добавляет полипропилену хорошие свойства, но сам материал имеет минус: хрупкость.

Учитывая данный недостаток стекловолокно стали укладывать между полипропиленом, материалы соединяют на уровне молекул.

Почему три слоя для армированной трубы считается оптимальным вариантом:

1.нельзя прокладывать стеклянными фибрами слои снаружи и внутри.

2.для слоя внутри стекловолокно считается опасным, частицы могут попасть в движущуюся воду.

Важно! Данный тип армирования обеспечивает стабильный показатель коэффициента изменения. Утверждение: на значение коэффициента трубы влияет количество фибровых частиц, не является верным.

На коэффициент влияет объем прослойки, содержащая стекловолокно. У различных марок обозначение коэффициента достигает до 10-ти процентов.

Выполняя разные расчеты для сборки систем из этих изделий, определяя количество компенсаторов, советуют учитывать среднее значение расширения, равное 0.05 мм / мК.

Что такое компенсаторы для труб из полипропилена

Деформация труб от расширения во время перепада температур приводит к их провисанию из-за удлинения. В системах длиной десять метров и более используют компенсаторы гибкого типа.

Компенсатор представляет деталь для соединения элементов в виде гибкой завернутой петли.

Элемент конструкции защищает трубы во время расширения при перепадах температуры либо давления в системе.

Внимание! Деталь имеет небольшую цену, легкий монтаж, но намного увеличивает прочность и износостойкость всей сети.

Разновидности компенсирующих устройств:

1.осевое устройство служит фиксированной опорой, их легко собирать.

сдвиговое устройство перемещается в две стороны, выполнены с помощью нержавеющей стали, между собой скрепляются посредством арматурного соединения.

3.поворотное устройство применяют в местах поворотов, закрепляя углы. Их используют, где направление изменяется под прямым углом.

4.универсальное устройство имеет три типа работы: угловой, осевой, поперечный тип движения. Используют в небольших сетях, или, когда нет возможности установить сильфонные устройства.

5.фланцевое устройство представляют собой сильфонное устройство, выполненное из резины, при помощи него нивелируют действие ударной силы во время повышения давления. Данное устройство подходит для выравнивания осевой неточности сети.

Компенсаторы монтируют при помощи сварки либо фланцев.

Применение компенсаторов имеет свои достоинства:

1.исключают вихревые потоки, стабилизируют давление в середине трубопрокатов.

2.образуют герметичность системы.

3.увеличивают срок службы.