Особливості монтажу полімерних трубопроводів

ТРУБИ І
СПОСОБИ ЇХ СПОЛУК

У металопластикових труб (Pex-Al-Pex) коефіцієнт температурного розширення приблизно дорівнює 2,6 × 10 -5. у труб з армуючим шаром з етіленвінілового спирту (Pex-Evon-Pex) - 2,1 × 10 -5. у поліпропіленових з алюмінієвим армованим шаром (PP-Al-PP) - 3 × 10 -5. у поліетиленових без армування (PE) - 14 × 10 -5. у поліпропіленових без армування (РР) - 15 × 10 -5 1 / ° С. Це означає, що при зміні температури навколишнього повітря або рідини, що транспортується на 10 ° С кожен метр труби подовжиться або коротшатиме відповідно: Pex-Al-Pex на 0,26; Pex-Evon-Pex на 0,21; PP-Al-PP на 0,3; PE на 1,4; PP на 1,5 мм.

Для надійної і довгострокової експлуатації необхідно врахувати температурне розширення труб уздовж поздовжньої осі при монтажі трубопроводу, щоб не допустити його руйнування при зміні температури рідини, що транспортується. Особливо це стосується систем опалення, гарячого водопостачання та, в меншій мірі, систем теплих підлог. Проектуючи систему опалення, ми повинні врахувати, що монтаж трубопроводу ведеться при температурі, наприклад, 20 ° С, а температура рідини, що транспортується (води або антифризу) може досягати 95 ° С і навіть 110 ° С при аварійному стрибку. Значить, різниця температур між монтажною та експлуатаційної становить 80 ° С. Для поліпропіленового трубопроводу без армуючого шару (РР) це означає, що кожен його метр довжини збільшиться на 1,5 × 8 = 12 мм. Якщо ж зробити цей трубопровід з армованого поліпропілену, то подовження кожного його метра складе 0,3 × 8 = 2,4 мм. З огляду на, що загальна довжина трубопроводу становить кілька метрів, нескладно спрогнозувати спільне подовження. Для нашого прикладу подовження трубопроводу протяжністю 5 м складе: для неармированного поліпропілену - 12 × 5 = 60 мм, для армованого - 2,4 × 5 = 12 мм. Деформація трубопроводу внаслідок лінійного розширення труби викличе підвищений рівень шуму протікає рідини і негативно позначиться на стабільності трубопроводу в цілому.

Сформулюємо перше правило монтажу: для трубопроводів, що піддаються значним нагріванням, потрібно вибирати труби з найменшим температурним розширенням, як правило, це труби армовані алюмінієвою фольгою. Однак потрібно враховувати, що революційні зміни в області інженерних систем на сьогоднішній день ще не закінчилися, цілком ймовірно, що в недалекому майбутньому з'являться нові труби зі зміненим хімічним складом. Наприклад, вже зараз конкуренцію традиційним металопластикових труб (Pex-Al-Pex) складають труби армовані етіленвініловим спиртом (Pex-Evon-Pex).

Для трубопроводів холодного водопостачання можна вибирати труби без армування, так як перепад температур між монтажною та експлуатаційної в таких трубопроводах незначний. У водопровідних системах температура води трохи нижче кімнатної, різниця температур коливається десь в діапазоні 20 ° С. Водопровідні труби, прокладені в неопалюваних підвалах, можливо можуть остигати до 0 ° С, прийшовши в житлове приміщення, вода нагріється, приблизно до 20 ° С - різниця 20 ° С.

В теплих підлогах трубопроводи заховані в стяжку, значить монтажна температура приблизно 16-20 ° С, при нагріванні теплоносія йому надають температуру не вище 55 ° С, так як підлоги повинні бути теплими, а не гарячими (на розпечену сковороду ми не встигнемо), різниця температур становить близько 35 ° С. У трубопроводах, захованих в стяжку або під штукатурку, температурне розширення труб сприймає і гасить навколишній матеріал. Це приблизно так само, як в залізобетонних конструкціях: арматура і бетон мають різні коефіцієнти температурних розширень, а разом вони складають міцний моноліт з одним температурним розширенням. Для системи теплих підлог можна вибирати як армовані, так і неармовані труби, але перевагу все ж краще віддати армованим трубам. Якщо заздалегідь можна передбачити внутрішні напруги в трубах, пов'язані з їх температурним подовженням, то навіщо їх створювати?

При прокладанні інженерних комунікацій під штукатуркою потрібно захищати всі труби пенополіетіленовие або пенополіуретановим кожухами. Ця система носить назву «труба в трубі», її використання переслідує дві мети. По-перше, зменшується тепловіддача труб в матеріал стін, що актуально для будь-якої розводки як для гарячого і холодного водопостачання, так і для опалення. По-друге, м'який захисний кожух частково дає розширяться трубах і знімає в них внутрішня напруга.

Кріплення полімерних трубопроводів до стін проводиться з використанням нерухомих і рухомих опор.

У нерухомих опорах труба жорстко закріплена і не має можливості температурного подовження. Їх встановлюють для поділу трубопроводу на кілька компенсаційних ділянок. На стояку нерухома опора встановлюється під трійником, у відгалуження або у муфти в місці з'єднання труб, що запобігає осіданню стояка. Між нерухомими опорами необхідно забезпечити компенсацію трубопроводу.

У рухливих опорах при температурному подовженні труба не затискається в кріпленні, тому може пересуватися (ковзати) уздовж поздовжньої осі. Трубопроводи, найчастіше, можна спроектувати таким чином, що всі опори будуть рухливими і при цьому не буде просідання стояка (рис. 26). Крім того, рухливі опори найбільше підходять для виконання другого правила монтажу - «вільного відведення».

Мал. 26. Приклад закріплення полімерних трубопроводів рухливими і нерухомими опорами

Правило «вільного відведення» має на увазі, що в багатьох випадках при тройніковой і колекторної прокладці трубопроводів можна закріпити відгалуження магістралей таким чином, що при зміні температури вони будуть вільно переміщатися в рухомих опорах і ніякого іншого рішення компенсації подовження не буде потрібно. З огляду на ту обставину, що сучасне сантехнічне обладнання, найчастіше, підключається до трубопроводу за допомогою гнучких шлангів, зробити «вільні відводи» не складе особливих проблем.

При прокладанні трубопроводу в шахтах і каналах необхідно передбачити варіанти компенсації лінійного подовження труби в місці відгалуження (рис. 27). Таку компенсацію можна забезпечити: оптимально розмістивши стояк в шахті (якнайдалі відсунувши стояк від стіни, тим самим збільшити плече вигину); збільшивши розмір отвору в шахті або каналі для вільного руху в ньому відведення; створивши прямий або Г-подібний ділянку відведення компенсаційної довжини.

Мал. 27. Прокладка полімерних стояків в шахтах і нішах

Необхідно стежити за тим, щоб відгалуження труб мали достатню можливість пружного вигину відповідно лінійному подовженню стояка. При прокладанні в шахтах і каналах необхідно встановлювати точки жорсткого кріплення не більше ніж через 3 метри. У разі значних змін довжини трубопроводу між точками жорсткого кріплення, необхідно передбачати спеціальні компенсатори лінійного подовження, як і при відкритому прокладанні.

Мал. 28. П- і Г-образні компенсатори для полімерних труб

Для сприйняття лінійного подовження також використовуються конструкції: П-подібний компенсатор; Г-подібний компенсатор (рис. 28); петлеподібний компенсатор; прокладка труб у вигляді "змійки" (рис. 29).

Мал. 29. Компенсатори: петлеподібний і «змійка»

Значення геометричних параметрів компенсатора «змійка» з R прийнятому за одиницю

температурний
перепад, ° С

Відношення довжини дуги до довжини хорди, L / a

Мінімальний радіус вигину по осі труби R приймають відповідно до вказівок технічної документації на трубу, а при відсутності таких вказівок - не менше чотирьох зовнішніх діаметрів труби (ВСН 440-84). Уточнюйте цей параметр, оскільки мінімальний радіус вигину полімерних труб часто значно більше, ніж 4Dн.

Для жорстких поліпропіленових труб виготовляють Г- або П-подібні або використовують покупні петлеподібні компенсатори. Розміри Г-і П-подібних компенсаторів розраховуються. Довжина згинається плеча залежить від жорсткості труби, яка задається спеціальним коефіцієнтом враховує безпечний вигин труби. Коефіцієнт вказується в технічних характеристиках матеріалу труб, найчастіше, для поліетиленових труб (Рex) цей коефіцієнт дорівнює 20, для поліпропіленових (РР) - 25, для армованих (металопластикових та поліпропіленових) - 33, для мідних і з тонкостінної стали - 17. Так як виробників труб досить багато, то систематизувати і представити у вигляді таблиці положення нерухомої опори не представляється можливим. Однак на поліпропіленових трубопроводах довжиною понад 3 м розраховувати плече вигину просто необхідно. Навіть якщо в ваших трубопроводах немає необхідності в компенсатори, то достатньо поглянути на малюнки 26 і 27 і стає ясно, що для визначення положення першої опори на відгалуженні магістралі потрібно розраховувати плече вигину, бо така розводка трубопроводу є не що інше, як послідовна сукупність Г- образних компенсаторів.

Але нехай вас сильно не лякає необхідність математичних розрахунків. По-перше, формула не така вже страшна. По-друге, необхідність в розрахунку компенсаторів виникає, найчастіше за все, при застосуванні неармованих поліпропіленових труб для транспортування гарячих рідин. А якщо використовувати армовані труби, то прирощення довжини трубопроводів не буде великим, армована труба має подовження в 5 разів менше, ніж неармована. По-третє, можна використовувати петльові компенсатори і встановлювати їх на прямих ділянках трубопроводу. Важливо, щоб вони були від того ж виробника, що і труби. По-четверте, якщо ви займаєтеся ремонтом квартири і робите полімерний трубопровід з підключенням до старого сталевому стояку, то правило «вільного відведення» позбавить вас від необхідності в компенсатори.

Використання на довгих трубопроводах з великим лінійним подовженням компенсаторів, це третє правило монтажу полімерних труб. Найчастіше, П- і Г-образні компенсатори виходять автоматично, при обході трубою різних будівельних конструкцій. Якщо магістраль пряма і довга, то компенсатори в ній потрібно заздалегідь запроектувати як на стояках, так і на відводах.

Останній варіант компенсаторів - «змійка», найчастіше, використовується для металопластикових труб, які спочатку поставляються згорнутими в бухту. При монтажі цих труб не потрібно намагатися випрямити їх в натягнуту струну, а навпаки, встановлювати їх свідомо «кривими». До речі, це одна з причин, по якій металопластикові труби ховають в закриті ніші. Трубопровід, змонтований криво і навскіс, виглядає не дуже естетичним, зате в ньому гасяться всі лінійні подовження і не потрібно вираховувати хорди змійки. Однак при використанні правила «вільних відводів» трубу можна випрямити, що додасть магістралі більш звичний вигляд і позбавить, при огляді системи від відчуття, що її змонтували «по п'яні».

Питання теплового розширення полімерних трубопроводів багато в чому вирішується правильним використанням опор і вибором конфігурації трубної розводки. Потрібно створити якомога більш гнучку еластичну систему з мінімумом жорстких коротких вузлів, що мають малу здатність до деформації. При розміщенні труб на стінах і стелях не рекомендується використовувати нерухомі опори. Для стельових кріплень хорошим рішенням є опори з ремінцем. Кількість підтримуючих опор має бути невеликим, перевагу треба віддавати спеціальним пластмасовим опор (рис. 30), які не ушкоджують поверхню труби. Рекомендується використовувати рухливі пластикові опори з інтервалом 20-30 діаметрів труби. Нерухомими опорами, як правило, фіксують важкі трубні вузли або важкі елементи трубопроводу, що не мають власних кріплень (наприклад, фільтри або крани). У всіх випадках необхідно продумати спільне розміщення фітингів і рухомих опор: при лінійному подовженні труби, фітинги не повинні будуть впертися в буртики опор. І інший випадок, якщо рухливі опори розмістити по обидва боки від фітинга впритул до нього, то такий спосіб монтажу перетворює це місце кріплення в нерухому опору.

Мал. 30. Рухливі опори для кріплення полімерних труб

При прокладанні закритим способом неармованих труб, які використовуються для транспортування гарячих рідин, необхідно:

• в стіні під штукатуркою, навколо колін і трійників на вертикально і горизонтально розташованих трубах залишати простір в 3-4 см. Так як рух труби відбувається в осьовому напрямку, то необхідно забезпечити вільний простір і до найближчої перешкоди - для систем гарячого водопостачання не менше 7, а для систем опалення - не менше 10 мм на кожен метр довжини прямолінійного ділянки;
• в штробі, пробитою в стіні, забезпечити зазор не менше 70% від діаметра труби на даній ділянці. Зазор повинен бути симетричним по обидва боки від труби. Можливо це зробити декількома способами. Наприклад, прокласти труби в спеціальній трубчастої ізоляції зі спіненого поліетилену або спіненого поліуретану (може бути рекомендована для труб діаметром до 25 мм, в системі гарячої води товщина ізоляції 9 мм). Створити центрирующие опори з будівельної піни, що підтримують трубу в штробі. Штроба в цьому випадку не заливається, а закривається накладної пластиною. Можна прокласти труби в стіні або в стягуванні підлоги в каналі з гофрованої ПВХ-труби. Гофровану трубу при цьому небажано замінювати на гладку або виготовлену з іншого матеріалу, так як жорсткість труби повинна бути достатня для парирування усадки цементного розчину.

На підставі вищесказаного ще раз повторимося: для прокладки трубопроводів гарячого водопостачання та опалення краще використовувати армовані труби при всіх видах прокладки - відкритою або закритою в штробі, ніші або під штукатуркою. Набагато простіше застосувати армовану трубу, ніж використовувати більш дешеву неармовані і придумувати масу хитрощів для можливості її температурного подовження.

Полімерні трубопроводи бояться вогню, тому для проходу через будівельні конструкції необхідно передбачати гільзи (рис. 31), виконані з пластмасових або металевих труб. Внутрішній діаметр гільз повинен бути на 5-10 мм більше зовнішнього діаметра труби, що прокладається. Зазор між трубою і гільзою необхідно закрити м'яким водонепроникним і негорючим матеріалом, що допускає переміщення труби вздовж поздовжньої осі. У разі виникнення сильної пожежі оплавляється або гільза, або труба, закупорюючи отвір і на час зупиняючи проникнення вогню в сусіднє приміщення.

Мал. 31. Прохід полімерних трубопроводів через перекриття і стіну

Полімерні труби можна складувати при будь-якій зовнішній температурі. Місце для складу слід вибрати так, щоб труби прилягали до поверхні підлоги (стелажа і т.д.) по всій довжині. Слід уникати вигину труб при складуванні і транспортуванні. При негативних температурах існує небезпека пошкодження труб внаслідок сильних ударів. Тому при низьких температурах з матеріалом слід поводитися обережно. Складування слід проводити в місці, захищеному від прямих сонячних променів. Полімери бояться ультрафіолетових променів, тому допускається їх зберігання на відкритому повітрі не більше 6 місяців. З цієї ж причини монтаж трубопроводів потрібно здійснювати в затінених місцях, ховати їх під штукатурку, в ніші або штроби. При монтажі труб в зимовий період року після внесення їх тепле приміщення потрібно почекати не менше двох діб для акліматизації труб. Якщо почати монтаж негайно, то з матеріалом труб може статися тепловий шок - розтріскування.