Онлайн-калькулятор компенсации тепловых удлинений ПП-труб

Изменение длины труб в зависимости от температуры их нагрева (тепловое линейное расширение) – явление, которое в обязательном порядке следует учитывать при проектировании трубопроводов инженерных систем. Для полимерных труб это особенно актуально. Отсутствие компенсирующих элементов или их недостаточная способность «гасить» увеличение либо уменьшение длины трубопроводов на практике оборачивается искривленными трубами, оторванными кронштейнами, опасными механическими напряжениями в конструкционном материале. Воспользуйтесь нашим онлайн-калькулятором компенсации тепловых удлинений полипропиленовых труб.

Расстояние между опорами в зависимости от температуры воды в трубопроводе

Номинальный наружный диаметр трубы, мм	Расстояние, мм
	20°С	30°С	40°С	50°С	60°С	70°С	80°С
16 20 25 32 40 50 63 75 90	500 600 750 900 1050 1200 1400 1500 1600	500 600 750 900 1000 1200 1400 1500 1600	500 600 700 800 900 1100 1300 1400 1500	500 600 700 800 900 1100 1300 1400 1500	500 550 650 750 850 1000 1150 1250 1400	500 500 600 700 800 950 1150 1150 1250	500 500 550 650 750 900 1000 1100 1200

При проектировании вертикальных трубопроводов опоры устанавливаются не реже чем через 1000 мм для труб наружным диаметром до 32 мм и не реже чем через 1500 мм для труб большого диаметра.

Своды правил по проектированию и строительству СП 40-101-96

Предварительный расчет теплового расширения полипропиленовых труб

Расширение полипропиленовых труб – явление, которое возникает значительно чаще, чем у труб из стали. К тому же, у полипропилена такой эффект более выражен в длине. О расширении полипропиленовых труб для отопления, собственно, и пойдет речь в данной статье.

При укладке труб очень важно учитывать такое свойство как расширение, иначе через некоторое время случится деформация, а герметичность всей системы нарушится.

Стоит отметить, что в системах с подачей холодной воды, где ее температура имеет низкие показатели, коэффициент теплового расширения не учитывается. Это актуально только для систем с подачей горячей воды и отопления, в значительной степени – для особо длинных магистралей.

Зависимость структуры материала от воздействия температуры

Невзирая на то, изделия из полипропилена могут функционировать в условиях 170 ℃, размягчение материала происходит уже при достижении 140 ℃.

При монтировании таких труб в стены, с течением времени это может начать ее разрушать. Такого эффекта нет у труб из армированного материала, но последний имеет иной недостаток – труба может лопнуть.

Величины коэффициента теплового расширения

Стоит принимать во внимание, что армированные трубы имеют более высокий коэффициент теплового расширения в сравнении с неармированными изделиями.

Если не брать во внимание расширение ПП труб, вследствие воздействия высоких температур может сорвать крепежные клипсы, а на ровном отрезке магистрали может образоваться синусоидальное деформирование труб.

На таких участках скапливается воздух и уменьшается пропускная способность. В системах обогрева в таком случае снижается температура радиаторов, и разрушаются соединения.

У неармированных полипропиленовых труб коэффициент теплового расширения равняется 0,1500 мм/мК, а у изделий с дополнительным стекловолоконным армированием – 0,03-0,05 мм/мК. Естественно, что разница явная, и пренебрегать ею во время проведения работ не стоит.

Как показывает практика, ПП труба длиной 5 м под воздействием тепла увеличивается где-то на 11-17 мм.

Линейное расширение армированных полипропиленовых труб

У полипропилена значительные показатели коэффициента теплового расширения. Под воздействием высоких температур труба деформируется, что в большой степени негативно влияет на внешний вид помещения.

Для снижения линейного увеличения и улучшения прочности такие трубы армируют стекловолокном или алюминием.

Бывает несколько типов армирования. Вариант армирования алюминием осуществляют тремя способами: во внешнюю стенку изделия добавляют цельный слой алюминиевого листа; слоем алюминия усиливают внутреннюю стенку; армирование листом перфорированного алюминия (подробнее: «Как изготавливается труба армированная алюминием – возможные способы армирования полипропиленовых труб»).

Любое армирование при помощи алюминиевой фольги подразумевает применение нескольких слоев материала, склеенных между собой. Нередко это становится причиной того, что материал со временем начинает расслаиваться, что сильно влияет на качество проводимых работ.

Более надежным считается армирование труб при помощи стекловолокна (детальнее: «Характеристики труб армированных стекловолокном и способы их монтажа»). Этот слой располагается между слоями полипропилена. Получается три слоя материала, это не дает трубам в будущем деформироваться.

Коэффициент линейного расширения полипропиленовых труб с армированием и без представлен ниже:

• Неармированные трубы имеют показатели 0,15 мм/мК, что составляет в пределах 10 мм на 1 м при температуре в 70 ℃.
• Алюминиевое армирование позволяет сократить показатели до 0,03 мм/мК. При этом линейное удлинение полипропиленовых труб составляет порядка 3 мм на 1 метр.
• При армировании стекловолокном показатели находятся на уровне 0,035 мм/мК.

Компенсаторы расширения труб ПП

Вследствие теплового расширения полипропиленовых труб из-за высоких температур, через некоторое время трубы удлиняются и начинают провисать. В связи с этим на магистралях, длина которых более 10 м, используют гибкие компенсаторы. Читайте также: «Как сделать теплоизоляцию полипропиленовых труб, какой материал использовать при этом».

Расширительные компенсаторы являются простыми гибкими соединительными изделиями в форме завернутой петли. Эта деталь очень важна, так как она устраняет воздействие на магистраль высоких температур. К тому же, она защищает систему от повышенного давления. Кроме того, что деталь имеет невысокую стоимость, ее еще и легко устанавливать.

Разновидности компенсаторов

Бывают такие виды устройств для нивелирования теплового удлинения полипропиленовых труб:

1. Осевые. Такие компенсаторы имеют крепежные направляющие элементы, и выполняют функцию неподвижных опор. Их легко устанавливать.
2. Сдвиговые. Такие детали могут двигаться в двух направлениях. У них есть одно- или двухсильфонная гофра из нержавеющей стали. Их скрепление между собой происходит при помощи арматурного соединения.
3. Поворотного типа. Благодаря им можно нейтрализовать линейное удлинение на отрезке поворота трубы и закрепить поворотный угол. Применяются такие детали в местах, где есть необходимость изменить направление сети под прямым углом.
4. Универсальные. У таких устройств присутствуют три типа рабочего хода: угловой, поперечный и осевой. Такие изделия чаще всего используются при сооружении малой магистрали, а также тогда, когда нет возможности произвести монтаж компенсаторов сильфонного типа (прочитайте также: «Типы компенсаторов для полипропиленовых труб и способы их установки»).
5. Фланцевого типа. Представляют собой устройства из резины для устранения температурного расширения полипропиленовых труб, а точнее, для подавления ударной волны, или для сглаживания осевых неточностей магистрали. Волна может возникать вследствие резкого увеличения давления внутри системы.

Закрепляются такие виды компенсаторов либо сварным, либо фланцевым способом.

Отличительные особенности компенсаторов:

• Нейтрализация вихревого потока и установление нормального давления внутри труб.
• Система получает достаточную герметичность.
• Трубная магистраль прослужит дольше.

Вычисление коэффициента

Коэффициент теплового расширения полипропиленовых труб для отопления определяется используемым материалом. Существуют специальные формулы для проведения расчетов и недопущения неудобств во время монтажа системы.

Чтобы высчитать возможную деформацию труб в сантиметрах, нужно узнать коэффициент их расширения и длину. Рабочей температурой считают комнатную.

Сперва узнают разницу температур, затем ее умножают на длину трубы. Результат умножают на коэффициент расширения.

Приблизительный расчет

Если после проведения расчетов коэффициент равняется 20 мм, то это значит, что в процессе функционирования отопительной системы расширение полипропиленовых труб армированных стекловолокном достигнет 2 см. То есть при прокладке магистрали эти показатели в любом случае потребуется учесть.

Избавиться от лишних сантиметров можно так:

• осуществить монтаж под прямым углом;
• можно добавить несколько петлеобразных деталей;
• произвести укладку труб П-образным способом.

Если вы сомневаетесь в правильности выбора материала, и в том, корректно ли произведены расчеты удлинения полипропиленовых труб при нагреве, можно доверить такую работу профессионалам.

Полипропиленовые трубы с каждым днем становятся все популярнее. Они недорогие, их легко укладывать. Немаловажным фактором для создания качественной магистрали является бдительный выбор материала. Приобретаемый товар должен быть максимально качественным.

Не лишним будет перед покупкой посоветоваться со знакомым сантехником. Непосредственно при выборе труб осматривайте их на возможные повреждения и трещины. И не забывайте о типе выбираемых изделий.

Компенсация линейного расширения полипропиленовых труб

Компенсация линейного расширения решается конструктивно, для этого используются углы поворота (угловое расширение) или П-образные (петлеобразным) способом, скользящие и неподвижные опоры, а также готовые компенсаторы.

Способ углового расширения основывается на изменении прямолинейного направления прокладки трубопровода угловым соединением. В случаях, когда компенсация путем изменения направления прокладки невозможна, то есть направление прокладки трубопровода должно быть прямолинейным, применяется П-образный метод Компенсация линейного расширения. При этом часть часть креплений делают неподвижными, или фиксирующими: они направляют удлинение через подвижные (скользящие) крепления в сторону компенсирующих элементов.

Конструкция скользящей опоры должна обеспечивать перемещение трубы в осевом направлении.

Компенсация линейного расширения — Конструкция неподвижной опоры

Компенсация линейного расширения угловой метод:

Расчет компенсационного участка осуществляется по следующей формуле:

Угловой метод компенсации линейного участка

ЖО — жесткая опора,
СО — скользящая опора

Ls — длина компенсационного участка:
К — константа материала (для полипропилена) = 15;
ΔL — линейное расширение, (ΔL = α x L x ΔT)α = диаметр трубы

Пример:

расчет длины компенсационного участка трубы PN 20, где:

• d = 40 мм;
• L = 3 м;
• ΔT = 55°С (ΔТ = Tw — Tm)
• ΔL = 24,75 (мм) (вычислено ранее)
• Ls = 15 √(40 ч 24,75) = 472 мм

Компенсация линейного расширения П — образный метод:

П-образный метод компенсации линейного расширения

ЖО — жесткая опора,
СО — скользящая опора

Формула для определения ширины петли:

Lw — ширина компенсационного колена;
Sw — безопасное расстояние, равное 150 мм (величина постоянная);
ΔL — линейное расширение (ΔL = α ч L x ΔT);

Пример:

Расчет ширины петли компенсационного участка для трубы PN20, где:

d = 40 мм;
L = 3 м;
ΔT = 55°С (ΔТ = Tw — Tm)
ΔL = 24,75 (мм) (вычислено ранее)
Lw = (2 ч 24,75 мм) + 150 мм = 199,55 мм

Вопрос теплового расширения полимерных трубопроводов во многом решается правильным использованием опор и выбором конфигурации трубной разводки. Нужно создать как можно более гибкую эластичную систему с минимумом жестких коротких узлов, имеющих малую способность к деформации.

При размещении труб на стенах и потолках не рекомендуется использовать неподвижные опоры. Для потолочных креплений хорошим решением являются опоры с ремешком. Количество поддерживающих опор должно быть небольшим, предпочтение на до отдавать специальным пластмассовым опорам, которые не повреждают поверхность трубы. Тем не менее рекомендуется использовать подвижные пластиковые опоры с интервалом 20–30 диаметров трубы.

Неподвижными опорами, как правило, фиксируют тяжелые трубные узлы или тяжелые элементы трубопровода, не имеющие собственных креплений (например, фильтры или краны). Во всех случаях необходимо продумать совместное размещение фитингов и подвижных опор: при линейном удлинении трубы, фитинги не должны будут упереться в буртики опор.

И другой случай, если подвижные опоры разместить с обеих сторон от фитинга вплотную к нему, то такой способ монтажа превращает это место крепления в неподвижную опору.