Компенсаторы для полипропиленовых труб

В процессе эксплуатации трубопроводы испытывают механические и тепловые воздействия, которые сокращают срок службы, а порой провоцируют разрывы. Для увеличения надежности и предотвращения аварийных ситуаций используются специальные устройства – компенсаторы. Особенно актуально их применение на коммуникациях из полипропиленовых труб, прочность которых ниже, чем у стальных аналогов.

Что такое компенсаторы

При изменении температуры у трубопроводов происходит линейная деформация. Чтобы ее компенсировать, на коммуникациях устанавливаются гибкие элементы. Они за счет своей упругости возмещают температурное расширение и часть давления при его резком повышении, возвращаясь к первоначальному виду после прекращения воздействия. Устройства для полипропиленовых труб обычно изготавливаются в форме петли, но в зависимости от условий прокладки применяются и другие конструкции. Такие изделия можно приобрести в магазине или изготовить самостоятельно.

Когда нужны компенсаторы

Поскольку у полипропилена высокий коэффициент температурного расширения, трубы из него должны быть оснащены защитными устройствами. Компенсаторы устанавливаются:

• на водопроводе;
• при монтаже теплых полов;
• на канализации;
• в системах отопления и горячего водоснабжения.

Устройства устанавливаются на горизонтальных и вертикальных трубах в жилых домах, зданиях производственного и административного назначения. Их применение обеспечивает:

• длительный безаварийный срок службы трубопровода;
• гашение завихрений;
• стабильность давления в трубах при его скачках;
• защиту от гидроударов;
• отсутствие искажений при температурном расширении.

Классификация компенсаторов

Устройства для борьбы с деформациями подразделяются на два вида: естественные и конструкции из упругих материалов. В первом используются амортизационные свойства труб. Компенсаторы этого типа могут быть:

1. Г-образными – устанавливаются на поворотах.
2. П-образными – используются для трубопроводов с температурой более 50 ⁰C. Перед установкой рекомендуется растянуть, чтобы увеличить пределы компенсации.
3. Z-образными – применяются для присоединения отводов.
4. Кольцевыми – благодаря форме обладают повышенными компенсационными свойствами.

К высокотехнологическому классу относятся:

1. Сильфонные компенсаторы, защищающие от теплового расширения, вибраций, гидроударов. Выпускаются поворотные, сдвиговые, осевые, универсальные разновидности.
2. Линзовые – предназначены для работы на горячих и холодных трубопроводах, системах вентиляции.
3. Сальниковые – используются для теплосетей с частыми изменениями температуры. Могут работать в одно- и двухстороннем режиме, если оснащены подвижным стаканом.

Какой вариант лучше установить на полипропилен

Ассортимент устройств, предлагаемый изготовителями, позволяет подобрать нужный тип для полипропиленовых трубопроводов любого назначения и способа прокладки. В зависимости от условий применения используются:

1. Осевые компенсаторы сильфонного типа, предназначенные для работы в системах отопления и горячего водоснабжения. С трубами соединяются с помощью муфт. Сильфон из тонкой нержавеющей стали выдерживает давление до 16 атмосфер при температуре 115 ⁰C.
2. Сдвиговые устройства с двумя гофрами – компенсируют тепловое расширение одновременно по 2 направлениям.
3. Поворотные – применяются в местах изменения линии трубопровода на 90⁰.
4. Универсальные разновидности – используются на небольших участках с отводами. Компенсируют поперечные, угловые, осевые смещения. Устанавливаются там, где использовать другие виды нет возможности.
5. Фланцевые компенсаторы из мягких материалов – предназначены для смягчения гидроударов. Сгладят небольшие огрехи, допущенные в процессе прокладки труб. Легко устанавливаются и заменяются, так как при монтаже не требуется сварка.
6. Компенсаторы в виде змеевиков.
7. Петлеобразные – наиболее простые. Их нетрудно изготовить самостоятельно из отрезка полипропиленовой трубы. Несмотря на незамысловатость конструкции, успешно выполняют те же функции, что и заводские аналоги, но занимает больше места.

Монтаж: расчеты и требования

У полипропиленовых труб с алюминиевым армированием коэффициент теплового расширения равен 3×10⁻⁵ 1/°С, а у обычных – 15×10⁻⁵ 1/°С. Из этого следует, что изменение температуры на 10 ⁰C увеличивает длину в первом случае на 0,3, а во втором – на 1,5 мм. Зная протяженность трубы и пределы изменения ее температуры, несложно подсчитать, на сколько она удлинится.

Предположим, система отопления монтируется при температуре 20 ⁰C, нагреваться она будет до 100 ⁰C. Получившаяся разница в 80 ⁰C заставит каждый метр армированных труб увеличиться на 0,3×8=2,4 мм, а обычных – на 1,5×8=12 мм. Если их длина 10 м, общий прирост составит 2,4×10=24 мм и 12×10=120 мм.

Для коммуникаций, предназначенных работать в условиях сильного нагрева, следует выбирать трубы с минимальным линейным расширением. Подойдут варианты, армированные алюминием или этиленвиниловым спиртом. Для подачи холодной воды можно использовать обычные полипропиленовые трубы, поскольку величина изменения температуры невелика. Максимальный перепад составляет 20 ⁰C в холодное время года, если они проходят по неотапливаемому подвалу.

Теплые полы монтируются в стяжках при 16-20 ⁰C, максимальная температура нагрева санитарными нормами допускается до 55 ⁰C. При такой разнице допустимо использование обычных труб. Несмотря на то что тепловое расширение изделий в стяжках и под штукатуркой гасится окружающим материалом, армированные варианты более надежны. Лучше подстраховаться, чтобы потом не долбить пол и стены.

Коммуникации, прокладываемые под штукатуркой, должны закрываться кожухами из вспененного полиуретана или полиэтилена. Этот метод называется «труба в трубе». Его применение снижает потери тепла на нагрев стен, а эластичность кожуха позволяет изделиям расширяться, разгружая тем самым внутреннее напряжение.

Полипропиленовые коммуникации крепятся к стенам на жестких и подвижных опорах. Первые не позволяют изделиям удлиняться при тепловом расширении. Они используются для разбивки водопровода на компенсационные участки. Для защиты стояка от проседания его жестко крепят под тройниками, у отводов и муфт, соединяющих трубы. На середине, между неподвижными креплениями, устанавливаются компенсаторы.

Второй вид крепежа не препятствует удлинению изделий при температурном расширении. С его помощью можно смонтировать коммуникацию, избежав проседания стояка. Поскольку при таком способе ничто не мешает движению труб, установка компенсаторов необязательна.

Прокладывая коммуникации в шахте или канале, необходимо предусматривать компенсацию температурного сдвига на ответвлениях. Ее можно осуществить путем добавления плеча изгиба, если расположить коммуникацию дальше от стены. Увеличение отверстия до размеров, достаточных для свободного перемещения отвода, или установка Г-образного компенсатора также решают проблему. Точки жесткого крепления стояка в шахте и канале должны располагаться на расстоянии не больше 3 метров между ними. На прямых участках коммуникаций из неармированных труб длиной более 10 м компенсаторы обязательно устанавливаются на стояках и отводах.

Чем опасно тепловое расширение

В результате ошибок проектирования, когда не учитывается температурное расширение трубопровода, его участки при нагреве отклоняются в стороны, создавая волнообразную форму. При этом уровень шума от текущей жидкости значительно усиливается. В результате видоизменения труб происходит:

• разрушение опор крепления;
• снижение пропускной способности из-за скопления воздуха в верхних точках;
• падение температуры радиаторов отопления;
• образование трещин на изгибах и утечек через них.

Заключение

Выбирая компенсаторы, предпочтение следует отдавать моделям, которые устанавливаются с помощью сварки – она обеспечивает высокую надежность стыка. Фланцевые крепления сложно монтировать из-за необходимости установки на полипропилен металлических деталей, что по силам только мастерам. Резьбовые соединения не отличаются высокой надежностью. Системы отопления и горячего водоснабжения лучше собирать из армированных труб при любом методе монтажа. В отличие от обыкновенных, они избавят от необходимости придумывать способы компенсации линейного расширения.

Как выбрать и установить компенсатор для большей надежности систем из полипропиленовых труб

Среди недостатков полипропиленовых труб многие отмечают невозможность их сгибания, и придания определенной формы, и способность к деформации при высокотемпературных нагрузках, что неизбежно приводит к увеличению длины и провисанию труб. Поэтому для монтирования систем сложной конфигурации применяются дополнительные элементы, а для уменьшения теплового расширения и деформирования труб — компенсаторы.

Для чего нужен компенсатор

Компенсатор — полипропиленовый элемент для соединения труб. Это согнутый несколькими способами отрезок трубы, который позволяет осуществить сборку трубопроводов любых конфигураций. Выпускаются Г- и П-образные детали, компенсаторы в виде петли и змейки. В комплекте иногда идут фитинги для монтажа. Производится из статического полипропилена путем инжекционной прессовки.

Он нужен, чтобы трубы в коммуникациях не деформировались, и служит для компенсации расширения при температурных перепадах.

Полипропилен имеет свойство расширяться, когда на него воздействуют высокие температуры или давление. Задача компенсатора — не допустить расширения и провисания труб. Он принимает на себя деформационную нагрузку, препятствует провисанию труб и нарушению герметичности сетей. Это происходит благодаря его конструкции и амортизационным свойствам материала.

Преимущества использования компенсаторов

Компенсаторы, встроенные в систему водопровода или отопления:

• Сохраняют герметичность системы и продлевают срок эксплуатации коммуникаций.
• Минимизируют расширение труб под воздействием горячего теплоносителя и перепадов давления.
• Гасят возникающие вихревые потоки.
• Распределяют равномерно давление в системе.

Недостатков использования компенсаторов выявлено не было. Недочеты в работе сетей с компенсаторами возникают из-за неправильного выбора и установки последних.

Разновидности компенсаторов

Используемые компенсаторы можно разделить на несколько видов в зависимости от конструкции, назначения.

• Сильфонные используют в водопроводах и отопительных сетях. Рабочая среда пар, горячая и холодная вода. Имеют диаметр от 1,5 до 5 см. Внутри — нержавеющая сталь. Кожух сильфона делается из алюминия, тип соединения — муфтовый. Выдерживают давление до 16 бар, температуру до 115 С.
• Сдвиговые компенсаторы. Имеют в конструкции один или два гофрированных рабочих элемента. Для производства сильфонов используется нержавеющая сталь. Сильфоны скрепляют арматурой. Сфера применения сдвиговых компенсаторов — недопущение деформирования полипропиленовых труб в двух направлениях.

Важно! Сильфонные компенсаторы, кроме нейтрализации последствий теплового расширения, гасят появляющиеся в трубопроводе вихревые потоки.

• Поворотные компенсаторы устраняют линейное расширение трубопровода, их устанавливают в местах, где необходимо сделать поворот магистрали, он обеспечивает угол поворота трубы на 90° и фиксирует его.
• Универсальный компенсатор может противостоять любым типам отклонений. Рабочий ход может быть осевым, поперечным или угловым. Сфера применения — короткие участки сетей либо, когда использование сильфонных компенсаторов по каким-либо причинам невозможно.
• Фланцевые компенсаторы из сантехнической резины используют в тех системах, где возникают гидроудары. Дополнительно компенсаторы нивелируют отклонение трубопроводов по оси.
• Петлевые компенсаторы, змейки, П- и Г-образные компенсаторы можно сделать самостоятельно из труб. П- и Г-образные элементы в сетях возникают сами по себе, так как трубам приходится обходить элементы конструкции здания. Вариант «змейка» предполагает установку труб, свернутых изначально в бухту, без распрямления на некоторых участках, чтобы компенсировать давление и высокую температуру.

Выбираем компенсаторы правильно

Корректный выбор компенсатора — это безупречная работа системы в целом. Поэтому прежде чем купить тот или иной элемент, проверьте его на соответствие следующим требованиям:

• оцените в целом соответствие компенсатора типу коммуникаций, материалу труб;
• компенсатор должен подойти к трубе по диаметру. В создании сетей для частных домов и внутренних сетей в квартирах используются трубы диаметром 20 мм;
• толщина стенок трубы и компенсатора должна совпадать.

Монтаж: расчеты и требования

Перед тем, как монтировать компенсатор в систему, нарисуйте схему магистрали. Обозначьте все повороты, диаметр и длину труб, толщину стенок, наличие ранее установленных компенсаторов, места поворотов и разветвлений, присоединенные приборы. Нужно нанести на схему значения расстояний между трубами разного типа (например, гибкими и жесткими), опорами.

Отметьте места неподвижных креплений. Если опора будет располагаться рядом с компенсатором, то нужно хорошо закрепить ее. Расстояние между двумя компенсаторами разного вида не должно быть меньше 3 метров.

Монтируется на прямом отрезке, за исключением поворотных компенсаторов, предназначенных для сохранения угла поворота магистрали.

Важно! Между двумя неподвижными креплениями можно монтировать только один компенсатор сильфонного типа.

Существует формула для расчета количества компенсаторов: Q = L/ΔLk. Согласно формуле Q – число компенсаторов, L – длина отрезка, ΔLk – обозначает компенсирующие возможности детали и исчисляется в миллиметрах.

Данные о значении последнего показателя можно получить, покупая компенсатор.

Определяя, какие компенсаторы выбрать для ПП труб, примите во внимание информацию о теплоносителе и его температуре, давлении внутри системы, о направлении движения теплоносителя или воды.

Выясните, подвергается ли магистраль нагрузкам извне, каков характер соединения элементов магистрали. Перед монтажом убедитесь в его целостности и отсутствии дефектов.

Установка компенсаторов

Есть два способа монтажа компенсаторов:

Первый способ предполагает наиболее герметичное соединение при помощи сварки. Сторонники этого метода говорят о том, что только путем сварки создается максимальная герметичность системы.

Фланцевый способ соединения предполагает разъемное соединение с обеих концов компенсатора. Один фланец устанавливается на трубе, другой на компенсаторе. Затем они соединяются шпильками и гайками. Фланцевый тип крепления позволяет быстро заменить вышедший из строя компенсатор.

Если вы решили соединять детали при помощи сварки, сначала зачистите фрагмент компенсатора, который войдет в трубу. Накройте трубы рядом с местом сварки асбестовой материей. Так брызги расплавленного металла не испортят поверхность ПП труб.

Сварка проводится паяльником для работы с полипропиленом. Также вам потребуются насадки, подходящие под диаметр труб.

Важно! Предварительно торцы компенсатора и трубы разогреваются примерно до 260С.

Соединяют уже разогретые детали. Важно выполнять соединение сразу правильно, так как повороты деталей могут нарушить герметичность.

Если используется комбинированный способ соединения, сочетающий оба метода, сначала выполняется монтаж фланцевым способом, а потом сваривание деталей.

Советы по установке:

• Перед тем, как устанавливать компенсаторы, освободите магистраль от содержимого. Это касается водопроводов и систем отопления.
• Фланцевые соединения необходимо тщательно герметизировать с помощью прокладок, чтобы исключить протечки.
• Перед началом сварки убедитесь, что компенсатор и трубопровод соответствуют друг другу по всем параметрам (материал, диаметр, толщина стенок, тип компенсатора), и место для установки детали было выбрано верно.