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.

Особенности и предназначение компенсаторов для полипропиленовых труб

Компенсатор для полипропиленовых труб считается важным элементом трубопровода. Он устраняет негативные последствия линейного расширения, неизбежно возникающего в трубах ГВС и системы отопления, и обеспечивает бесперебойную работу коммуникаций.

Устройство и сфера применения

Полипропиленовые магистрали отличаются рядом существенных достоинств: они достаточно устойчивы к воздействию химических компонентов, имеют небольшой вес и обладают высокой прочностью. При помощи пластиковых труб возможно создать систему любой конфигурации, придав трубопроводу вертикальное или горизонтальное направление под любым углом. Единственным недостатком системы является склонность к линейному расширению труб при увеличении температуры теплоносителя. В результате длительного воздействия горячего теплоносителя трубы удлиняются и провисают. Для того чтобы этого не произошло, на длинных участках трубопровода стали использовать специальное соединительное устройство, получившее название полипропиленового компенсатора.

Компенсатор представлен петлеобразной конструкцией, которая берёт на себя физические нагрузки, возникающие вследствие увеличения давления и температуры в трубах. Изготавливают компенсаторы с использованием метода инжекционной опрессовки, а в качестве материала применяется полипропилен. Несмотря на простоту конструкции и бюджетную стоимость, П-образный компенсатор считается значимой деталью магистрали: он существенно продлевает срок службы трубопровода и повышает надёжность системы в целом.

Элемент способен выдерживать давление в 10–18 атмосфер и может быть установлен на любой участок полипропиленовой трубы, длина которого превышает 10 метров. Единственным ограничением для использования компенсатора является температура воды, превышающая 90, а в некоторых моделях и 100 градусов.

Кроме уменьшения последствий линейных расширений, компенсаторы гарантируют полную герметичность системы при гидравлическом ударе, стабилизируют показатели рабочего давления, гасят вихревые течения и заметно увеличивают срок эксплуатации труб. Сфера применения компенсаторов достаточно широка. Соединитель может быть установлен в коммуникациях, обеспечивающих водоснабжение всех видов зданий, а также в отопительных коммуникациях и канализационных системах помещений любого назначения. Установка элемента может быть выполнена на вертикальных и горизонтальных трубах, включая как ровные участки магистрали, так и угловые соединения и ответвления.

Преимущества и недостатки

Целесообразность использования полипропиленовых компенсаторов обусловлена рядом неоспоримых достоинств этих элементов.

• Покупательская доступность и низкая стоимость позволяют за небольшие деньги сформировать технически безупречную систему трубопровода, которая будет полностью соответствовать всем строительным нормам и правилам.
• Выравнивание давления и отсечение вихревых потоков внутри системы способствуют равномерному распределению нагрузки на внутреннюю поверхность труб и обеспечивают целостность конструкции.

• Благодаря простому устройству и высокому качеству материалов изготовления компенсаторы отличаются общей надёжностью и долгим сроком службы. При правильной установке и соблюдении условий эксплуатации компенсаторы могут прослужить 50 и более лет.
• Полная совместимость компенсаторов со всеми видами полипропиленовых труб гарантирует абсолютную герметичность и правильное функционирование системы.

Недостатком компенсаторов является их сочетаемость только с трубами из полипропилена. Для установки на металлические трубопроводы данный вид соединений не подходит.

На современном рынке сантехнического оборудования представлено несколько разновидностей полипропиленовых компенсаторов, отличающихся между собой по форме, месту установки и степени допустимой нагрузки.

• Осевая сильфонная модель марки ОПН и КСО. Сильфонный компенсатор отличает простота установки и присутствие крепёжных направляющих узлов, выполняющих роль неподвижной опоры. Стоимость изделия в среднем составляет 200 рублей.
• Марка КСС представлена сдвиговыми моделями, которые предназначены для компенсации линейного расширения двух участков, расположенных в разных плоскостях относительно центральной осевой линии. Компенсатор оборудован одной, а чаще двумя сильфонными гофрами, изготовленными из легированной стали и соединёнными друг с другом при помощи соединительной арматуры. Цена изделий варьируется от 120 до 180 рублей.

• Поворотные модели марки КСП применяются для выравнивания давления и предупреждения линейного расширения на поворотах трубопровода под углом в 90 градусов.
• Универсальные модели марки КСУ отличаются тремя вариантами рабочего хода: угловым, поперечным и осевым. Применяются для сборки небольших систем с большим количеством разветвлений, а также при наличии ограничений в использовании сильфонных видов. Стоимость моделей зависит от сложности устройства и может достигать 500 рублей.
• Резиновая фланцевая модель марки КР является разновидностью сильфонного компенсатора. Деталь применяется для гашения ударных волн, возникающих в результате резкого повышения рабочего давления, а также в качестве компенсатора смещения центральной оси. Стоимость изделий варьируется от 60 до 120 рублей.

Критерии выбора

Прежде чем приступить к выбору полипропиленовых компенсатора, следует измерить диаметр труб либо угловых элементов, участвующих в монтаже. Наиболее распространённым размером пластиковых труб, используемых в жилых и общественных зданиях, является сечение 20-40 мм. И если для водопроводных труб подойдёт практически любой вид компенсаторов, то при монтаже системы отопления рекомендуется отдать предпочтение фланцевой модели.

Это объясняется необходимостью формирования надёжного герметичного соединения и способом крепления фланцевых видов. Дело в том, что для закрепления таких моделей используется не магистральная труба, а встречный фланец. Благодаря применению данной технологии формируется очень герметичное и прочное соединение, что особенно важно для обеспечения бесперебойной работы системы отопления.

В случае возникновения аварийных ситуаций элемент легко демонтируется и при необходимости заменяется на новый. При выборе следует обращать внимание и на величину предельно допустимых нагрузок, которую способен вынести компенсатор. Так, сильфонные модели, имеющие длину 25 см и диаметр сечения 21,5 мм, легко справляются с давлением до 16 атмосфер, в то время как мощность сдвиговых моделей длиной 17 см и сечением 18 мм составляет всего 12 атмосфер. Фланцевые компенсаторы считаются самым мощным видом и при длине 29,5 см и диаметре 20 мм способны выдержать давление в 18 атмосфер.

При определении количества компенсаторов следует учитывать, что расстояние между двумя соседними элементами на прямых участках трубопровода не должно превышать 3 метров. Кроме того, при выборе компенсаторов необходимо учитывать общее количество поворотов трубопровода, количество опор, наличие жёстких и мягких участков и расстояние между ними, а также смену сечений труб на всём протяжении магистрали.

Наиболее универсальной моделью, используемой как для обустройства горячего водоснабжения, так и для монтажа системы отопления, является термокомпенсатор Козлова. Эта отечественная разработка считается очень популярной среди российских потребителей. Особенностями изделия являются широкий выбор типоразмеров сечения, значения которых варьируются от 2 до 6,3 см, а также возможность подключения соединителя с использованием переходной муфты.

Модели легко устанавливать, они характеризуются небольшими габаритами, хорошо вписываются в систему трубопровода и не загромождают интерьер. Компенсирующая способность на сжатие для моделей сечением 2 см соответствует показателю DN 25, а для изделий толщиной 25 мм – значению DN 32. Максимально допустимая температура составляет 100 градусов, а показатель рабочего давления соответствует 16 атмосферам.

Технология монтажных работ

Компенсаторы могут быть установлены при помощи фланцевого и сварного соединений. При использовании сварки элементы фиксируются таким образом, что разорвать соединение без применения резки не представляется возможным. Преимуществом данного метода является абсолютно герметичный шов, а к минусам относят невозможность быстрого снятия детали при авариях или ремонте. Для выполнения соединения сварным способом следует использовать специальный паяльник, предназначенный для полипропиленовых труб.

Перед началом монтажа та часть компенсатора, которая будет входить в полипропиленовую трубу, должна быть тщательно очищена от заусениц. Терморегулятор паяльника следует выставить на отметку 260 градусов, и после того, как индикатор нагрева погаснет, можно начинать сварку. Процесс соединения выглядит следующим образом: конец трубы и торцевая часть компенсатора нагреваются паяльником до тех пор, пока полипропилен не начнёт плавиться, после чего детали плотно соединяются и некоторое время удерживаются в таком положении.

Во время схватывания и застывания полипропилена запрещено поправлять и вращать соединяемые элементы. Определяющее значение имеет жёсткая фиксация и обеспечение неподвижности стыка до момента полного застывания материала.

Фланцевый способ является более распространённым. Он формирует разъёмные соединения и отличается методом крепления компенсатора на трубопровод. При использовании данной технологии в качестве крепления используется не сама поверхность труб, а торец встречного фланца. Это обеспечивает более прочное и жёсткое соединение и сводит к минимуму вероятность протечек. Преимуществом такого типа крепления является возможность быстрого размыкания системы трубопровода при возникновении аварийных ситуаций. К минусам можно отнести сложность выполнения монтажа и необходимость обращения к специалистам.

Перед установкой компенсаторов нужно убедиться в совместимости соединителя и трубы, а также проверить детали на предмет отсутствия механических повреждений и брака. Перед выполнением работ следует накрыть узлы тканью из асбеста. Это предотвратит попадание на внешнюю часть трубопровода и компенсатора раскалённых брызг и сохранит их первоначальный внешний вид. При проведении монтажных работ следует помнить, что между двумя соседними неподвижными опорами следует размещать только один соединитель.

Особое внимание заслуживает установка угловых моделей. При их монтаже трубопровод необходимо хорошо закрепить. Для закрепления конструкции рекомендуется использование скользящего и фиксированного типа опор. Причём опора, находящаяся непосредственно рядом с компенсатором, должна быть надёжно зафиксирована при помощи хомута и резиновых прокладок. Установка угловых компенсаторов требует сделать расчёт возможного расширения как основной трубы, так и её перпендикулярных ответвлений.

После проведения расчётов результаты вычислений наносятся на чертёж. При составлении схемы необходимо учитывать разности сечений не только соединяемых труб, но и всех элементов трубопровода. Основываясь на результатах расчётов, следует определиться с мощностью моделей и выбрать способ их установки.

Полипропиленовые компенсаторы являются важными элементами систем отопления и ГВС. Они помогают сформировать устойчивый и не склонный к деформациям трубопровод и значительно увеличивают срок эксплуатации магистральных сетей.

Подробности смотрите далее.